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Computer Music/Sound Synthesis

4. 모듈레이션(Modulation)



신디사이저의 핵심이라고 할 수 있는 부분은

바로 모듈레이션(Modulation)이다.



모듈레이션은 소리를 변형하는 것이다.

시간 축으로의 변형을 생각하면 쉽다.

수치상으로 예를 들어보면

cutoff의 값이 0~127까지가 있을 때
한 마디를 주기로 cutoff값을 0에서 127로 증가했다 감소했다가 하는 경우!

* 큰 개념을 가지고 시작해보자 *



1. Source - Destination

모듈레이션은 크게 Source – Destination의 개념으로 생각한다.

즉 신호를 전달하는 곳이 있고, 전달된 신호를 받는 곳이 있다.

위의 예에서 볼 때, curoff의 파라미터 값은 Destination이 된다.

Source는 0-127 127-0 의 신호를 생성하는 부분이 되겠다.


2. Source
종류

 

1) Envelope

 

가장 먼저 살펴볼 source envelope이다. ADSR로 더욱 친숙한 envelope

미디 신호의 시작과 끝과 관련하여 신호를 전달한다.

 




위의 그림과 같이 ADSR Attack – Decay – Sustain – Release 4 단계로 구성되어 있다.

X축은 시간, Y축은 신호의 세기 라고 볼 수 있다.

0  Minimum number, 1 Maximum number이다.

 

Envelope은 다음과 같이 동작한다.

 

처음 건반을 누른 순간 Attack 시간 동안 값이 0에서 1까지 증가한다.

그리고 Decay 시간 동안 Sustain 단계의 레벨 만큼 서서히 줄어든다.

그리고 건반을 계속 누르고 있을 동안엔 Sustain 레벨이 유지가 된다.

마지막으로 건반을 떼는 순간 Release 시간 동안 0으로 줄어든다.

 

다음의 Envelope이 증폭기(Amplifier)의 레벨(level)을 조종하는 예를 살펴보자.



 

 

위의 파일은 각각

1. 짧은 Attack, 적절한 Decay, Sustain level  0

2. 짧은 Attack, Sustain level  1, Release time

3. Attack, Sustain Level 1, 짧은 Release time

을 포함하고 있다.

 

 

2) LFO : Low Frequency Oscillator

 

LFO는 그야말로 주파수가 아주 낮은 파형을 발생시키는 것이다.

흔히 20Hz 가 최저 가청주파수 라고 말한다. (사람이 들을 수 있는 최고로 낮은 소리)

그 이하의 소리는 들리지는 않지만, 존재한다.

 

이러한 낮은 주파수의 신호를 가지고 다음과 같은 효과를 줄 수 있다.



Envelope과 구별되는 점이라면 모듈레이션이 주기적으로 반복 된다.

이는 Oscillator가 주기적인 파형을 형태를 가지기 때문에 당연한 이치이다. ^^;;

 

앞에서 설명한 4가지 기본 파형 사인파, 삼각파, 톱니파, 펄스파

는 당연히 포함하고 있고, 그 외에도 변형된 많은 파형들이 사용된다.



중에서도 가장 특징적인 것이라면 Random이라고도 불리는 Sample & Hold 방식이다.


(http://mmm.sevcom.com/wiki/images/3/3a/MMMSampleandHold.JPG)

그림을 급히 구하다 보니 이런 전자공학도가 쓸 법한 화면이 ;;;

즉 0 - 1사이에서 적절한 값을 맘대로 고른다.

일정한 간격 동안 한 값이 유지되고 또 다른 임의의 값으로 변한다.



3) User Controllable Source

다음은 사용자가 조작할 수 있는 도구를 source로 삼는 것이다.

예를 들면 키보드에 달려있는 Modulation wheel, ribbon controller, Knob, Expression pedal…

얼마든지 define해서 사용할 수 있다.



3. Destination의 종류.

Destination은 신디사이저 제작자가 정해놓은 어떤 것도 그 대상이 될 수 있다.

Oscillator - pitch, semi-pitch, octave, FM…

Filter – Cutoff, Resonance(Q) …

신디 사이저 내장 Effector,

대표적으로 sin wave나 triangle wave가 Amp level 을 modulate 하면 트레몰로(tremolo),

Filter cutoff를 modulate하면 와와(wah wah)가 된다.



4. Modulation Matrix

신디사이저의 Modulation matrix는 선택사항이다.

이는 신디사이저의 신호 전달(signal routing)과 관련된 것으로,

만일 modulation matrix가 존재하지 않으면 source-destination간의 연결(mapping)이

정적(static)이다. (꺅 공대생 티 너무 낸다.)

다시 말해서 만약 modulation matrix가 없는 신디사이저 같은 경우에는

특정 envelope은 특정 값만 modulate할 수 있도록 고정되어 있다.

대부분 envelope중 한 개는 amp level에 쓰기 때문에 그 전용 envelope을 두는 경우가 많다.

하지만 modulation matrix가 있는 경우에는

훨씬 유연하게 signal routing을 할 수 있다.

내가 원하는 source로 원하는 destination에 넣을 수 있다.


(http://algorythmusic.com/kicksnare2/wp-content/uploads/2008/03/thor-large.jpg)



Reason에 내장되어 있는 Thor라는 신디사이저의 경우 아래 초록색 부분이

Modulation matrix이다.

Source와 destination을 마음대로 정해서 amount 값으로 최대 조종 값을 선택한다.

(오른쪽은 desination이 2개 있는 경우이다.)




이 정도로 모듈레이션을 생각하면 될 것 같다.

 


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