SES SENTEZLEME İLKELERİ

Sesin oluşması için atmosferde titreşim gerekir. Atmosferde oluşan titreşim havadaki basınç değişimleriyle meydana gelir. Bu tanımdan yola çıkarak atmosferdeki basınç değişimlerini ses olarak tanımlayabiliriz. İnsan kulağı 20 Hz ile 20 Khz arasındaki basınç değişimlerini duyabilir. Hz periyodik olarak saniyedeki titreşim sayısıdır ve frekans olarakta tanımlanır. Ses sentezi uygulamalarında kaynak sesi modifiye ederek değiştirme işlemine ses sentezi denmektedir. Uygulama aşamasında kullanılan birçok metod vardır. Akustik olarak ses sentezlemek akustik bir müzik enstrümanı yapıp onu çalmaya benzetilebilir. Dijital olarak ses sentezi uygulamalarında kullanılan metodlar ise basit matematiksel işlemler bütününden kompleks işlemlere kadar uzanır. Bir kaynak sesten çıkan veya oluşturulan sesi çeşitli modifiye edici araçlarla işlenme sokma işine ses sentezi denir. Günümüzde kompleks ses formları oluşturulurken sıklıkla dijital teknolojilerin sunduğu imkanlar kullanılur. Sesi işlemek için yazılan matematiksel formüller sesin yapısını değiştirerek kullanılır böylece yeni ses sentezi modelleri üretilebilir. En sık kullanılan ses sentezleme metodları Subtractive Synthesis (eksiltmeli), FM Syntesis (frekans mödülasyon), Additive Syntehesis (eklemeli), Sampling (örnek ses), Fiziksel modelleme ve granular (parçalayarak) sentez teknikleridir.

Şimdi ses formlarına ve sentezleme tekniklerine göz atalım,
tanımlamaları biraz açalım ve seslerle ve şemalarla örnekleyerek açıklayalım.

Ses formalarının üretilmesi matematiksel değerlerin çarpımıyla, bölümüyle, toplanmasıyla oluşur.
Bu temel seslerin karıştırılmasıylada komplex ses formları elde edilir.

Aşağıda Frekans değerleri 100Hz olarak belirlenmiş örnek ses formlarına göz atabilirsiniz.

Kare ses formu - Ses Seviyesini Kontrol Edin!

sinüs ses formu

komplesk ses formu

PUREDATA ile Ses formları oluşturma şeması

Subtractive Synthesis (Çıkartmalı Ses Sentezi)

İlk analog sintizayzırlar bu tekniği kullanan cihazlardır. Teknik olarak ses kaynağı olarak herhangi bir ses kullanılabilir. Fakat bu örnekte biz harmonikler açısından zengin olması için saniye de karışık olarak 44100 tane sayı üreten bir (noise) ses kaynağı kullanacağız. Ses kayağını belirledikten sonra çeşitli filtrerle sesin bazı frekanslarını eksiltip yeni bir ses yaratacağız. Bu eksiltme işlemini basit matematik formüllerle oluşturulan sinüs, kare, testere, üçgen ses formları üzerindede deneyleyeceğiz. Bu metodla akustik enstrümanlardan alamayacağımız ilginç sesler üretebiliriz.

Orjinal ses formu ;

Pure Data ile yapılan çıkartmalı sentez şeması

Additive Synthesis (Ekelemeli Ses Sentezi)

Subtractive synthesis'in tersidir. Temel frekansın harmoniklerini değişen genliklerde ekleyerek sesin tonal karakterini değiştirme esasına dayanır. Temel frekansa eklenecek seslerin tam kat harmonicleri veya overtoneları olması gerekmez. Farklı ve değişik frekanslara harmonikler ekleyip değişik sesler elde etmek mümkündür. Örnek olarak temel frekansa tam katı olmayan armoniklerin eklenmesi ile harmonik olmayan sesler elde edilebilir. Veya alttaki örnekteki gibi tam katlar ekleyerek harmonik sesler elde edilebilir.

Eklemeli ses sentezi :

Pure Data Ekelemeli Sentez şeması

Örnek Enstrüman C3 Hammond Organ

Frekans ekleme işlemi

FM Synthesis (Frekans Modülasyonu)

Frekans modülasyonu olarak bilinen bu metodun uygulanabilmesi için bir taşıyıcı birde modüle edici ses kaynağına ihtiyaç vardır. Bir başka deyişle basit bir dalga formu taşıyıcı ses tarafından işlenerek modüle edilir. Sonuç olarak çok daha karmaşık bir dalga formu elde edilir. Bu sistemde armonik olarak zengin sesler elde etmek için basit ses formunun taşıyıcı sinyalle armonik ses ilişkisi bulunmalıdır. Sadece bu teknikle üretilen seslerle yapılmış bir çok elektronik ses tasarım çalışması vardır. Sentezlemenin temeli matematik formüllere dayanır. Genellikle dört yada 5 osilatör ile çeşitlenir. Özellikle metalik ve vurmalı sesler üretmek için kullanılabilecek bir ses sentezleme tekniğidir.

Amplitude Modulation (Yükselteç modülasyonu)

Ses sentezleme metodları içindeki dinamik yapıyı kontrol etmek için kullanılan bir modülasyon çeşitidir. Vibrato efekti vermek için kullanılır. En basit haliyle ses kaynağının çıkışına alçak frekans osilatörleri uygulanarak vibrato efektli elde edlilir. Kompleks dalga formları ile dinamik yapıda ilginç sonuçlar elde ediilebilir. Aşağıdaki örnekte efektin etkisini daha iyi anlaşılabilmesi açısında daha önceden kayıt edilmiş örnek ses bir ses üzerinde ses sentezi yapılmıştır.

Orjinal ses formu ;

Granuler Synthesis (Parçalayarak Sentezleme)

Granular ses sentesi sesi 0 ila 50 ms gibi çok kısa zaman dilimlerine bölerek grain adı verilen ses parçacıklarının "belirli zaman dilimlerinde" bir bütün olarak veya "karışık" biçimde tekrar ederek çalınmasından oluşur. Granuler ses sentezi sayısal bir ses sentezi modelidir. Analog sesler de barındıran ve genellikle sampling yöntemlerini kullanan bu modeli farklı kılan tarafı, seslerin mikro düzeyde işlenmesidir. Bu yöntemle elde edilen sesler tek bir tone olarak değilde kesik kesik parçaların bütünleştirilerek, dokusal nitelikte sentezlenir. Genellikle kulağa doğal gelmediği için mekanik ses dokuları yaratmak için uygundur.

Orjinal ses formu ;

Granuler ses sentezi :

Pure Data ile yapılan Granüler sentez Şeması

Sampler bir sesi kayıt edip daha sonra sesi geri çalabilmesine yarayan enstrümanlara veya sistemlere verilen isimdir. Diğer ses sentezleme motodlarından ayrılan özelliği sesleri kayıt edip kayıt edilen sesi kaynak olarak kulllanabilmesidir. Genelde diğer sentezleme metodlarıyla birleştirilerek kullanılır. Günümüzde en çok kullanılan ses sentezleme metodudur. Sentez işlemi sırasında örnek sesi saklamak için buffer denilen tampon belleğe ihtiyaç duyar. Aşağıdaki örnekte sentezleme işlemi kayıt edilen sesin çalma zamanını değiştirerek bellekten ileri ve geri doğru okutmasıyla oluşturulmuştur.

Orjinal ses formu ;

Ses sentezi :

Fiziksel Modelleme

Bu teknik enstrümanların işleyişini tanımlayan matematiksel denklemlerden yararlanır. Naylon bir telin çekişini veya pirinç bir borudan geçen havayı matematiksel olarak paremetreler üzernde gerçekleştirilerek sentezleme yapılır. Farklı ses sentezleme modellerinide içine olan bu sistemle birçok birçok model örneği oluşturulmuştur. Bu modellerin birleştirilmesiyle belleğe kayıt edilen seslerden öte sesler sadece işlemci gücü kullanılarak üretilir. Bu model sampling ses sentezinin tam tersi niteliğindedir ve sistem belleğini kullanmaz ve ses sentezlemesi yaparken enstrümana ciddi bir hakimiyet imkanı verir. Aşağıdaki örnekte "bir hareketle" yedi paremetrenin (tel salınımı) fiziksel modellemesi yapılmıştır. Yedi parametrede birbirine bağlı zamanlarda yedi ayrı osilatörü kontrol etmektedir.

Ses formu ;

Yukarıda anlatmış olduğum ses sentezleme teknikleri dünya standartlarında bütün ses tasarım ve elektronik enstrüman ses modüllerinin mimari altyapısını oluşturmaktadır. Teknikleri birleştirerek yeni ses tasarım modelleri ve sistemleri oluşturabilirsiniz. Unutmayın "Oluşturduğunuz sistemler sizin enstrümanlarınız yarattığınız seslerde sizlerin eseri olacaktır. " Sevgiyle...

Keyifler Olsun.