Un Acercamiento a la Síntesis de Sonido
¿Qué es la Síntesis de Sonido?
Imagínense que pueden imitar un timbre de algún determinado instrumento musical (o de cualquier objeto realmente) sin recurrir a él... ¿Eso es posible? ¿Qué tal si le damos rienda suelta a nuestra imaginación y creamos el timbre de un instrumento inexistente, que no haya existido jamás y que un oído humano no haya escuchado ni concebido nunca? ¿Y si sobrepasamos los límites de lo instrumental y los sonidos cotidianos? Tales pretensiones son perfectamente factibles y una manera de lograrlo es recurrir a la síntesis de sonido.
Sintetizar un sonido significa crearlo desde cero a través de medios electrónicos o computarizados. Es semejante al trabajo de un escultor: esculpimos un timbre desde el silencio hasta la forma deseada. Suena bien ¿no?... Vale, pero ¿que elementos necesitamos para hacerla posible?
Primeramente debemos tener uno o varios generadores de ondas u osciladores que nos proporcionarán los timbres iniciales con los cuales vamos a trabajar. En la imagen a la izquierda se encuentran las formas de onda básicas que pueden generar; la diferencia entre cada una de ellas estriba en la distribución de energía que poseen en sus armónicos. (Si no sabes que es un armónico pincha aquí). Adicionalmente podremos utilizar un generador de ruido para colorear y dar más vida y realismo a nuestro timbre final.
Dependiendo del tipo de síntesis que utilicemos (más abajo las describo), necesitaremos uno o más filtros para matizar el exceso de energía que se desprende de los armónicos de la onda utilizada y así colorearla hasta obtener un timbre deseado, ya que sucede que las formas de onda en su estado puro tienden a poseer un sonido zumbante y penetrante. Existen muchos tipos de filtros donde los más comunes son los pasa-bajos, pasa-altos y pasa-banda.
Por último necesitaremos que nuestro timbre cobre vida mientras esté sonando, de manera que no se escuche estático o "muerto". En principio recurrimos a las envolventes, que nos sirven para configurar el desarrollo de uno o varios parámetros del sonido -como la amplitud (A)- a lo largo del tiempo (T); así podemos determinar el ataque (A), el decaimiento (D), el sostenimiento (S) y la relajación (R) del mismo. Adicionalmente podemos utilizar una oscilación de baja frecuencia (LFO, del inglés low frecuency oscillation), para modular uno o más parámetros mediante una señal que oscila por debajo de 20 hz.
Si juntamos todos los elementos descritos arriba obtendremos la arquitectura típica de la síntesis sustractiva, en la cual se basan prácticamente todos los sintetizadores (mira el diagrama más abajo). No con esto quiero decir que necesites comprar uno para empezar, con el ordenador y los softwares adecuados basta y sobra para lo que requieras. :)
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LEYENDA: VCO = Oscilador, VCF = Filtro, EG = Envolvente, LFO = Oscilación de Baja Frecuencia, VCA = Amplificador
Tipos de Síntesis
Como podrás inferir del título de esta sección, existen varias formas de crear un timbre. Esto significa que dependiendo del tipo de síntesis que escojamos, varía la forma en que vamos a utilizar los elementos descritos más arriba.
La más simple de entender es la síntesis aditiva, que como su nombre lo indica, consiste en la adición de varias ondas seno hasta obtener un timbre deseado. Este tipo de síntesis es la menos utilizada ya que hace falta controlar los parámetros de cada oscilador y requiere de muchísimos de estos para generar un timbre de calidad, lo que vuelve la arquitectura muy compleja y recargada. En la imagen de abajo podrás ver un diagrama de su funcionamiento.
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La síntesis sustractiva, que ya mencionamos más arriba, es la más común y la sencilla de utilizar de todas, ya que se basa en la sustracción de componentes en las ondas para generar un timbre efectivo. Aquí es donde cobran protagonismo los filtros, puesto que, como dijimos anteriormente, estos se encargan de matizar los armónicos, y para ello necesitan "sustraer".
Tenemos también la síntesis por modulación, en donde modulamos el parámetro de un oscilador (portador) con otro (modulador) para generar nuestro timbre. Este parámetro puede ser la amplitud (amplitud modulada, AM) o la frecuencia (frecuencia modulada, FM). En la imagen tenemos un ejemplo de síntesis AM.
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Por último mencionaré brevemente otros dos tipos de síntesis que son la síntesis por modelado físico, que utiliza la simulación de objetos físicos donde podemos alterar las características de estos; y la síntesis granular, en donde se fragmenta el sonido en micro-sonidos llamados "granos".
Con esta introducción tenemos lo básico para sumergirnos en el amplio mundo de la síntesis. Eso fue todo en esta entrega, si deseas agregar algo escribe acá abajo en los comentarios.