Vocoder (Voice Coder) vznikl někdy v šedesátých letech minulého století jako přístroj šifrující hlasovou komunikaci pro vojenské účely. O jeho armádní kariéře nevím nic, ale jisté je, že si zakrátko našel cestu k rockerům. Po úvodním impozantním nástupu se udržel v efektovém instrumentáriu skoro celé čtvrtstoletí. Na počátku digitální éry v souvislosti s opouštěním analogů zaznamenal sice jistý útlum, ale postupně vyvíjené digitální verze mu znova vydobyly stabilní místo. Ten charakteristický androidní hlas akordicky "mluvícího" syntezátoru by asi neznal jen málokdo. Native Instrumets mu v tomhle nástroji přidali nové dimenze.
Vokator je hybridní VST plugin (dodává se i ve standalone modifikaci) pro Windows i Macintosh. Jeho starším příbuzným, založeným na obdobném funčním principu, je NI Spektral Delay. Na rozdíl od něj je však zároveň efektovým procesorem i hudebním nástrojem. Vzhledem k tomu, že VST specifikace tyhle dvě entity odlišuje, vyžaduje jeho instalace určité zvláštnosti, odlišné podle charakteru hostitelské aplikace. Klasický VST efekt totiž postrádá MIDI vstup pro noty, VST instrument zase nemá audio vstup. Vokator můžete s příslušným omezením instalovat na obou typech sběrnic. Nejznámější VST aplikace však dnes dovolují i plnohodnotnou kombinaci s přístupem na oba vstupy (řešení jsou podrobně popsána v manuálu).
Jak to funguje?
Vocoder pracuje se dvěma odlišnými audio signály. Oba jsou na vstupu podrobeny frekvenční analýze. V původní analogové podobě tenhle proces zastupuje soustava pásmových filtračních propustí (band pass filter) se shodně širokými pásmy, rozloženými po celém průběhu frekvenčního spektra. Jeden ze signálů (typicky mluvený lidský hlas) je klasifikován jako nosný - ve výsledku zůstává zachován jeho fázový průběh. Intenzita v jednotlivých frekvenčních pásmech je však superponována z druhého signálu (typicky syntezátor) - mohli bychom ho zjednodušeně označit jako modulační. Ten zajišťuje harmonickou strukturu - tedy základní intonaci i objem vyšších harmonických frekvencí, tj. zvukovou barvu. Klasický vocoder používal staticky nastavený superpoziční poměr, maximálně jej bylo možno manuálně regulovat.
Vokator uplatňuje uvedený princip na podstatně dokonalejším materiálu - pro analýzu zvukových vstupů využívá totiž Fourierovy rychlé transformace (Short Time Fourier Transformation - STFT). Ta je založena na teorii aditivní syntézy: kmitočtové spektrum každého zvuku lze popsat jako součet objemů izolovaných specifických frekvencí a stejně tak je možné libovolný zvuk uměle syntetizovat. Zatímco analogové vocodery měly k dispozici relativně malý počet band pass filtrů (nejčastěji maximálně něco přes dvacet), Vokator umí pro výpočet STFT rozdělit frekvenční spektrum do 128, 256, 512 nebo 1024 rovnoměrně dimenzovaných pásem. Je tedy nesrovnatelně přesnější a účinnější, o rozdílu mezi digitálním a analogovým procesováním nemluvě. Čím více pásem, tím lépe - Fourierova transformace je ovšem mimořádně náročným výpočtem a pro výsledný zvuk znamená nevyhnutelnou časovou latenci (při 512 pásmech snesitelných 31,9 ms, při 1024 66,8 ms - to už je lepší v hostitelském sekvenceru kompenzovat odpovídajícím zpožděním všech ostatních stop). Zvolený objem výpočtu kupodivu nemá vliv na zátěž CPU - ta závisí na použité vzorkovací frekvenci (max. 48 kHz) a na poměrech v integrovaném syntezátoru (max. 16 polyfonních hlasů).
Fourierova transformace snímkuje vstupní signál v těsně následujících časových intervalech (frames), určovaných rychlostní kapacitou výpočtu - výsledný zvuk je vytvářen stejným způsobem, jde tu tedy vlastně o jakousi obdobu granulární resyntézy.
Architektura
Dva mono audio vstupy (A a B) mohou být zapojeny "živě" (Live), např. pro externí mikrofon a libovolný syntezátor. Na vstupu A je kromě toho k dispozici File player, který místo živého vstupu přehrává zvolený audio soubor (WAVE, AIFF, SDI2) přímo z harddisku. Začátek a konec přehrávání lze libovolně posunout, obě místa zároveň mohou sloužit jako vymezení smyčky pro nepřetržitý playback. Přehrávání je možné spustit i MIDI povelem Note On (odpovídající Note Off znamená stop).
Vstup B může připojit vestavěný syntezátor: tím je buď analogový emulátor, nebo wave player (obdoba sampleru, ale bez možnosti multisamplingu).
Oba vstupy mají navíc shodnou trojici efektových procesorů:
Normalizer/Gate sdružuje vstupní bránu s nastavitelným prahem citlivosti pro otevření a speciální algoritmus, který je obdobou normalizace - automaticky zesiluje signál v každém jednotlivém časovém snímku na nastavenou úroveň až po 100 %.
Delay představuje klasickou zpožďovací linku (max. 1,5 s) se zpětnou vazbou. Tlačítko Sync synchronizuje delay s BPM tempem, které obstarává interní clock nebo hostitelský sekvencer (rozlišení 1/4 až 1/32 včetně triol).
Frekvenční modulátor nabízí výběr z patnácti velmi pozoruhodných programovatelných algoritmů, odvozených z procesoru Spektral Delay. Vesměs jde o granulární procesy ve spektrální nebo časové doméně se spektakulárním účinkem. Zdrojový signál dovedou doslova rozmetat k nepoznání v nespočetných variacích.
Výstup obsahuje spektrální analyzér s dynamickým grafickým displejem. K němu se váže grafický Breakpoint Editor. Je to vlastně ekvalizér s neomezeným počtem frekvenčních pásem definovaných kliknutím myši v požadované oblasti spektra. Rozsah ekvalizace v každém pásmu je 0 dB až mínus nekonečno. Průběh pásma mezi definovanými frekvencemi tvoří graficky editovatelná lineární/parabolická křivka, zastupující jakousi obdobu faktoru Q v běžných ekvalizérech. Rozdíl je v tom, že hranice pásma je striktně definována sousedícími frekvenčními hodnotami.
Na tento systém navazuje ještě master kompresor s regulací prahu, kompresního poměru (1 : 1 - limit) a souhrnného výstupního zisku. Kromě toho má kompresor i pásmovou kapacitu - dává možnost selektivně zesílit kompresní poměr v určité oblasti spektra (deset pásem) s výsledným zvýrazněním ostatních kmitočtů.
Syntezátor (analog/wave)
Syntezátor obsahuje dva tónové oscilátory. Oba jsou laditelné v rozsahu čtyř oktáv s půltónovými kroky. Zvláštností je vlnový průběh - čtyři základní průběhy plynule morfují s pohybem potenciometru z jednoho do druhého (sinus-trojúhelník-obdélník-šum), přidružen je i slider pro změnu symetrie vlny (proměna trojúhelníku v pilu, pulse width pro obdélník). Slider Harmonics přidává harmonické kmitočty. Čtvrtým parametrem oscilátoru 1 je Detune (ą 50 centů), druhý oscilátor má na jeho místě řízení frekvenční modulace FM (oscilátor 1 přitom slouží jako modulační zdroj). V mixu syntezátoru najdete navíc ještě kruhový modulátor.
K oscilátorům je přiřazen jeden LFO (0,1-12 Hz) s morfovatelným vlnovým průběhem a regulací účinku na parametry Pitch, Symmetry, Harmonics a FM. Obsahuje také jednoduchou obálku (attack nebo decay).
V módu Wave jsou oscilátory nahrazeny jednoduchým sample playerem s možností definice smyčky. Granulární vlastnosti umožňují změnu rychlosti přehrávání vzorku při zachovaném ladění.
Resonanční cut off filtr je vybaven plynulou regulací strmosti (Slope) a pásmové charakteristiky (low pass-band pass-high pass). Další harmonické frekvence (zkreslení) může za filtrem přidat ještě wave shaper.
Amplitudová obálka klasického ADSR typu má programovatelnou intenzitu a citlivost na úhozovou rychlost (velocity).
Součástí syntezátoru je i velmi dobrý chorus.
Syntezátor je ovládaný externím MIDI nebo z klávesnice na monitoru. Navíc je vybaven pamětí pro 12 různých akordů (Chord memory). Dají se přehrávat manuálně nebo pomocí jednoduchého krokového sekvenceru.
Nastavení syntezátoru se ukládají na disk jako presety. Každý preset však může obsahovat až pět samostatných programů, kterých využívá morfovací jednotka ovládaná sliderem Morph. Ten pak v reálném čase plynule mění hodnoty příslušných parametrů.
Provozní uspořádání
Vokator může fungovat v pěti různých modech.
AxB a BxA shodně představují vocoder, liší se jen tím, že nosný signál pochází ze vstupu A nebo B, druhý vstup je pak zdrojem harmonické superpozice.
V modu A+B jsou oba signály přehrávány souběžně, bez vzájemného ovlivňování.
Mix umožňuje současný poslech vstupů A i B spolu s oběma režimy vocoderu (AxB i BxA). Nastavuje se jejich hlasitostní poměr a panorama. Je to nejvýkonnější sestava, kterou Vokator nabízí - samozřejmě znamená také největší nároky na CPU počítače.
Modus Group je emulací klasických analogových vocoderů. Místo Fourierovy transformace používá 4, 8, 16, 24 nebo 32 pásmových filtrů. Šířka pásem je programovatelná, pásma tedy nemusejí zabírat celé frekvenční spektrum, je možno upravit i polohu takto zúženého filtračního systému ve spektrálním rozsahu. Další významnou vlastností je možnost přiřadit jednotlivému filtračnímu pásmu nosného signálu harmonické vlastnosti jakéhokoliv z ostatních pásem (klasický vocoder dokázal spojovat pouze shodná pásma). Všechny přidané vlastnosti jsou velmi zásadní inovací, díky níž je Group modus stejně atraktivní jako fourierovské procesy - požadavky na CPU se přitom sníží skoro o polovinu.
Globální modulátory
Přídavné modulátory je možné přiřadit téměř k libovolnému parametru v celém systému Vokatoru.
Čtyři LFO nabízejí volbu ze šesti vlnových průběhů a BPM synchronizaci, narozdíl od LFO v syntezátoru jim chybí obálka a morphing.
Dva Envelope followery mají nastavitelnou intenzitu účinku a spouštěcí citlivost.
Dvojice krokových sekvencerů (2-32 kroků) také dovoluje BPM synchonizaci.
Dva Voiced /Unvoiced detektory odvozují své výstupní modulační signály přímo ze spektrálních vlastností audiosignálu A nebo B.
Závěrem
Snad jedinou nevýhodou tohoto softwaru je požadavek na výkon počítače. Minimální konfigurací pro PC je Pentium/Celeron/Athlon 800 MHz, pro Mac PowerPC G3 500 MHz. To ovšem stačí pro samostatnou aplikaci, pro plugin musíte navíc počítat s nemalými nároky hostitele.
Jinak už je asi zřejmé, že Vokator představuje třídu sám o sobě. Ačkoli koncipován jako vocoder, hranice této koncepce daleko přesahuje.
Zvukový výsledek je ojedinělý a nepodobá se ničemu, na co jsou naše uši běžně zvyklé.
Vynikající je jako efektový procesor i jako elektronický nástroj.
Samostatná aplikace je kompatibilní s hardwarem ASIO, DirectSound, MME (Windows 98/ME/200/XP) a ASIO, SoundManager, CoreAudio (MacOS 9/X). Jako plug-in se uplatní ve standardech VST, DXi (Cakewalk), RTAS, ohlášena je i verze pro AudioUnits (MacOS X).
Pro své exkluzivní vlastnosti se zřejmě nestane nástrojem masového využití, ale kreativní experimentátor v něm shledá nepřekonatelnou lahůdku.
PC i Mac demoverze je ke stažení na www.native-instruments.de. Vyzkoušejte!
Info:
Unikátní vocoder s integrovaným syntezátorem pro PC i Mac, samostatně nebo plugin (VST, RTAS). Cena 7990 Kč
Plus:
Fourierova transformace
analogová emulace
morphing
Mínus:
nároky na výkon počítače
