Lettura e modellazione di un filtro digitale/analogico

D tra l'altro significa DIGITAL, come D50 che significava Digital 50, ossia che il synth lavora completamente in dominio digitale.

la cosa però che mi puzza, è questa.....se questi erano i primi esperimenti full digital, come è possibile che i successivi prodotti siano stati peggiorati?

cioè se i filtri del D50 o del D70 erano già cosi validi, ed erano i primi che progettavano(!!), come è possibile che dal JV 80 i progettisti non siano piu riusciti a fare altrettanto bene? pensiamo alla serie JV, che come filtri rispetto a JD o D70 era inascoltabile.

in teoria si dovrebbe migliorare con il tempo il prodotto....(la D70 non era un progetto molto piu costoso di un JV 90 o di un 1080 credo.....si ponevano sostanzialmente nella stessa categoria in periodi differenti)

è vero, la serie jv, la serie xp , monta filtri diversi, per carità suonano bene, ma non hai livelli del d 50- 70...io nei fantom nuovi avrei messo ,
oltre ai filtri passabanda e quant'altro) come opzione a scelta, gli stessi filtri dei d50 e 70.....vi immaginate che ....

Scusate se tedio, ma...

Nessuno di noi ha mai sentito i filtri del jd990.

Abbiamo sentito il jd990.

Da una macchina digitale all'altra non cambia il filtro, cambia ogni volta TUTTO, dal software di sintesi ai convertitori.

E se abbiamo acquisito che parte dell'"effetto filtro" nei rompler e' nelle forme d'onda (altra parte e' negli effetti),

Non e' affato strano che una macchina più' vecchia con 10 forme d'onda, fresca di era analogica quindi programmata da un orecchio avvezzo al grasso, abbia "effetto filtro" (onda+filtro+modulazione, adsr ecc) più' belli di una macchina successiva con convertitori più' economici o forme d'onda meno belle (o: più' belle ma meno orientate al filtro), o più' campioni che si dividono la poca memoria a disposizione.

Poi quando arriva una generazione MOLTO più' avanzata, con hardware e software di un altro livello (oasys rispetto a m1, roland v xt rispetto a d70), "nuovo" ridiventa "più' bello".

Quando una vecchia tecnologia viene spremuta fino all'osso (polifonia 64 voci con lo stesso processore che ne faceva 16) qualcosa si sacrifica.

E' uno dei tanti motivi per cui non comprerei una korg m4, m5 ecc, stessa carcassa ma gonfiata a colpi di aggiunte che tanto stremano lo stesso hardware.

ah questo puo essere, anche io infatti sono dubbioso sui reali progressi tecnologici che a volte ci vogliono far credere...



questo in parte sarà vero, però guarda che "l'effetto filtro" non è nelle forme d'onda....nelle macchine come JD 990 cè un vero filtro simile a quello che cè nel nord lead, nella supernova II, etc....che è in grado di operare su campioni, ossia le forme d'onda in maniera digitale, come i filtri di un AKAI S3000 ad esempio, o di un plug in.

voglio dire che il filtro non è il risultato di un interpolazione tra onde che vengono campionate gia con risonanza e mobilità del cutoff, questa è la WAVETABLE synthesis, ossia il wavetable scanning...in cui ci puo essere una tabella con una saw che si muove in diversi parametri.

nel caso di fantom, v.synth, etc....ma anche d70, d50, etc...cè un filtro digitale che quando è chiamato in causa opera sul campione filtrandolo, non è il campione in se che è autofiltrato.
tanto è vero che se per caso si campiona la rom del JD 990 oppure la mette in una nuova macchina come fantom o v.synth, è difficile ricostruire esattamente gli stessi valori con il filtro nuovo, se lo si imposta con i vecchi parametri il risultato è molto diverso, sintomo che il filtro delle macchine è diverso.

quindi se si potesse mandare un segnale dentro la JD o la M1 sarebbe possibile leggere i valori di questo filtro....nel caso della M1 forse ha poco senso, nel caso della JD 990 o della D70/D50 però....non mi dispiacerebbe, se non altro per vederci chiaro.

Non è detto, si vendono i service manual per i riparatori.
Ad ogni modo, come è stato più volte ripetuto,
non servirebbero a nulla per i filtri nel dominio digitale in quanto si tratta di software.

Certo che è difficile, ma una persona skillata lo può fare.
Per questo dicevo che non è roba che si improvvisa.

certo, meglio perdere tempo a programmare il blofeld
che rispondere alle p*ppe mentali che si fanno qui sopra.
Almeno per i suoni mi fanno i complimenti.

OVVIAMENTE belle macchine come il jd990 hanno filtri, e anche belli.

Ma e' una FUNZIONE di filtro,

non e' un APPARATO (come un filtro analogico) che mentre svolge la funzione di filtro fa altre sei cose volute e non volute, satura, interferisce con gli altri elementi della catena, scalda, ecc.

In questo senso dicevo che non ha senso dire "metto nel nuovo m4 i filtri del jd990 se riesco a copiarli" o "nel fantom era meglio lasciare i filtri del jd800". Non e' lo stesso che dire "espianto da un ARP il filtro e lo metto nel mio doepfer".

Non esiste una COSA hardware o software conclusa in se', nel jd990, che si chiami "filtro".

Il suono del filtro del jd990 e' dato da un filtro software che condivide risorse hardware con l'ampli e con l'oscillatore.

Suona bene perche' tutta la macchina e' bella e perche' evidentemente quel software e' stato scritto conoscendo bene come sfruttare all'estremo quella macchina nelle sue varie componenti..

Lo "copi" in un altro contesto, insieme a diverso software "oscillatori" e...

... Oops! Il cutoff scaletta, perche' non avevamo previsto che gli oscillatori mangiassero tanta memoria e rallentassero il filtro. Eccetera.

La mia obiezione e' solo all'idea di dire "guardo dentro il filtro del motif, lo misuro scientificamente (che significa isolarlo dalle altre variabili), e lo riproduco".

Non e' un componente discreto. Non sai dove comincia e dove finisce.

Fra l'altro: e' per questo che si e' dovuto aspettare il VA per avere ingressi audio al filtro.

Mentre nel dominio analogico la cosa e' ovvia: ti inserisci dove finisce il mixer e comincia il filtro, e amen. C'e' una "porta" fisica.

..goldbug, sei molto competente sull'analogico e di solito scrivi cose interessanti, ma sul software e sul signal processing mi pare che abbia delle idee un Po confuse..

Anche in un software puoi isolare dei moduli dal resto del sistema.. Anzi diciamo che è una buona norma la modularita..

Ovviam nn puoi fare delle misure della risposa del filtro in questi sistemi come fai d'un analogico..

@kyma & goldbug, mi stupisce il fatto che non sapevate del filtro di M01 o wavestation, e relative forme d'onda "analogiche" (se così si possono chiamare ;-) )

Sarà che sulla mia X3 ci ho passato diversi annetti, ed amavo i suoni vintage.. Sognando moog e compagnia bella..

..ci avevo pure rifatto i brass della JX 10!

cosa non sapevo sulla M1?

io vorrei capire inanzitutto una cosa....nei synth digitali tipo M1 o D70, IL FILTRO è un CODICE tipo quello che cè in un VIRUS o in un NORD LEAD 3, oppure è un qualcosa di hardware che fa il filtro? perchè scusate, non è possibile ricreare un hardware digitale che fa da filtro?
cioè un processore o integrato custom (tipo il SID del commodore 64) che opera su valori numerici come filtro?

in questo caso sarebbe diverso che un programma che gira su DSP.....oppure per forza di cose serve un DSP programmato per fare da filtro?

(per esempio sul K2000....il DSP puo generare anche delle forme d'onda....infatti tutta la parte inerente alla VAST si chiama "le funzioni DSP".....)

Cerco di mettere i miei 2 centesimi nella discussione:

a) il filtro del M1 e della Wavestation è di tipo FIR, ovvero a numero di impulsi finiti; è una ormai classica struttura digitale, cioè una funzione digitale, ben nota e che non crea alcun problema al programmatore - a parte la sua pesantezza d'implementazione. é ben nota e apprezzata (da chi programma) perchè, non prevedendo percorsi recursivi non diventa mai instabile, ergo non va mai in auto oscillazione (e questa cosa ai musicisti piace un poco meno...).
b) il filtro del Virus TI e di tutti i virtual analog delle generazioni successive è di tipo IIR, cioè con numero d'impulsi potenzialmente infinito; è una struttura altrettanto conosciuta e apprezzata, che ha però il rischio dell'instabilità/auto oscillazione. Questo significa che il filtro fischia anche senza segnale in ingresso perchè, se chi scrive software lo permette, "si alimenta da sola" recuperando il segnale in uscita, secondo il più classico dei percorsi recursivi.
c) è chiaro che, come in analogico, si può e si deve isolare un pezzo di strumento digitale per provare il filtro, l'oscillatore puro, la funzione di ring mod e tutto il resto. come pensi che si faccia per progettare uno strumento digitale? il problema è che, negli strumenti commerciali (per fortuna) non è prevista la possibilità di disassemblare il codice sorgente che è dentro la macchina. in pratica, puoi solo smanettare sul pannello e lavorare con i comandi che ti sono stati graziosamente forniti dal produttore. Diverso è il discorso con i software: anche quelli sono relativamente blindati, ma possono essere massacrati con maggior facilità (o con minore sforzo dell'hardware). Se poi ti riferisci ad una ensemble di Reaktor, che è APERTO per sua natura, è ovvio che il reverse engineering risulta veramente a portata di mano.
d) per iniziare a muovere i primi passi nel pericoloso mondo dei filtri digitali, ti conviene procurarti qualche manuale classico ed iniziare a studiartelo con accuratezza - la matematica è tanta, ma se proprio non puoi farne a meno... - titoli classici sono (li elenco in ordine di "indispensabilità", dal più facile al più ostico): Music with MicroProcessor di H.Chamberlin, The Computer Music Tutorial di C. Roads, Digital Filters (mi sembra) di J.O. Smith III, Musimathics di G. Loy, Musical applications for DSP di Rabiner/Gold; poi, puoi divertirti con i tutorial gratuiti di Max/MSP e con Techniques of Electronic Music di M. Puckette; per quest'ultimo, ti conviene scaricarti anche il programma pD. Inutile dire che, salvo rare eccezioni, li trovi tutti quanti SOLO sul mercato dell'usato o, nel caso di Smith III e Puckette, li puoi leggere in pdf (per Smith, sul sito della sua università - con Google lo trovi subito).

ah, un'ultima malignità: con reaktor, absynth e scuplture di logic, queste cose le capisci al volo... (anzi, ti dirò di più, per molte di esse basterebbe il Clavia Nord Modular G2 Demo Editor, che si scarica a gratis...) e impari anche a farne il reverse engineering che poi ti "esporti" dappertutto senza scomodare baracconi tipo kima .
Lascia stare Excel, che proprio non serve a niente...

bacio le mani

Non mi sono spiegato (conosco bene la programmazione di software).

E' ovvio che il codice del modulo relativo al filtro può essere isolato. Per definizione essendo un testo, ha un inizio e una fine definiti.

Quello che non puoi isolare e ESPORTARE, è DOVE il jd990 dia quel colore al suono. Certamente nella "pagina" del filtro, ma anche mezza paginetta duemila righe di codice più sotto, dove viene settata l'equalizzazione.

Mi interessava solo dire che, mentre ha senso dire "il minimoog ha un bel filtro" (perché se lo estrai e lo impianti in un modulare suona bene,

non ha senso "copiare" il "filtro del jd990" o del "d50" isolato dall'hardware che lo faceva funzionare,e quindi da TUTTO il codice che ottimizzava quell'hardware.

Totalmente diverso il discorso dei synth PURAMENTE software,

cioè che pretendono di funzionare su QUALSIASI piattaforma hardware.

Lì ovviamente potrai isolare e fare "cut and paste" di ogni modulo.

Ma il discorso diventa ancora più radicale: senti suonare dal vivo UN reaktor, ti piace il filtro? Lo copi?

E poi devi copiare anche tutto l'hardware che ci va appresso, se rivuoi quel suono.

grazie d_fens il tuo intervento è molto interessante.....ho alcune domande però



è proprio impossibile oppure puo esserci un sistema? per esempio so di strumenti come cheeath ms6 oppure il famoso caso del yamaha tx16w in cui utenti che erano esperti programmatori, sono riusciti a disassemblare il codice del sistema operativo e riscriverlo....dovrebbe essere piu semplice come cosa, il cheeath ms6 è un analogico con controllo digitale del processore, quindi con 6 chip sonori fisici, però questa riscrittura è bastata a poter accedere a nuove forme d'onda per i due oscillatori, ad aumentare la risonanza del filtro, e nuove funzioni come ad esempio la chiusura degli oscillatori per poter usare solo il filtro auto-oscillante come sorgente.
senza contare quello che hanno fatto con il typhoon.

ecco quindi mi chiedo, disassemblando una D70 oppure un JD 800 chissà quante cose si potrebbero imparare....possibile che nessuno ci abbia mai provato?



il Kyma però è un linguaggio in realtime per creare e processare il suono in qualsiasi forma immaginale, io l'ho usato per un bel po, però trovo che non c'entri proprio niente con reaktor, che è carino, ma è un prodotto commerciale, il kyma viaggia su un supercomputer con dsp che si collega a computer che gestisce la grafica, quindi tutto quello che fa è autonomo dal processore centrale, e questo gli dona molta stabilità.
con reaktor io personalmente spesso ho avuto grossi problemi di pesantezza e forte instabilità, che in un contesto live (dove magari si usa kyma per processare la voce, una chitarra, un orchestra perchè no.....) non è minimamente tollerata come cosa.
inoltre i convertitori del Capybara (non del pacarana dato che non ci sono piu....) secondo me suonavano meglio del 90% delle schede audio che normalmente la gente si puo permettere....è chiaro che se esci da un ad8000 o da un lavry forse reaktor ne guadagnerebbe, ma da una terratec piuttosto che da una motu sinceramente preferisco il capybara mille volte per come suona.

Sculpture lo uso parecchio ma è un synth a modelli fisici però.....il clavia editor ce l'ho.....cioè intendi di usarlo per "emulare" diverse architetture in modo da studiarle e capirle?

..non sono d'accordo.. se per esempio korg ci facesse dono del codice sorgente del filtro di M01, o del triton che ne so, potremmo ad esempio metterlo sotto forma di VST, farlo girare in una DAW qualsiasi e frapporlo tra l'oscillatore ed il VCA di un modulare, xkè no..

L'Hardware, non influenza il risultato del software, almeno non dovrebbe nel dominio digitale, al limite può non essere sufficientemente potente e portare ad instabilità..

Oppure fargli una schedina con un micro ad hoc ed annesse periferiche (A/D e D/A) e fare la stessa cosa..


..ovvio, il risultato finale, quello che molti chiamano "pasta sonora" ( esiste anche un ragù sonoro x condirla!?! ) in certi casi non sarà riproducibile con il solo filtro, ma servirà la Wavetable, o qualche altra cosa, tipo EQ come tu dicevi..

perché non suonerebbe come l'm1, senza l'hardware dell'm1 intorno, con il resto del suo software.

a meno che tu non modelli tutto l'm1 [che fra l'altro continui a chiamare m01. Non so, mi sa che quella macchina la conosco un pelino meglio io...].

E non scomodarti: l'ha già fatto Korg nella suite software "legacy".




cioè ricostruire l'hardware dell'm1 e l'intero sistema operativo.

come volevasi dimostrare



infine, scusate ma, musicalmente:

io per un periodo (diversi anni) ho usato un m1 (veramente, un t3) saltando il suo filtro e filtrando in uscita i suoni "piatti" con un moogerfooger low pass.

Sui piani elettrici e fiati dava risultati interessanti.

Mi lascia perplesso l'idea che qualcuno, dell'm1, voglia isolare e studiare proprio il filtro.

Che, ripeto, era un eq potenziato, non un Filtro in senso pieno

[non so chi ha scritto "mi stupisco che goldbug non sapesse che l'm1 e la wavestation hanno i filtri". Dio mio, è ovvio che hanno i filtri, volevo dire che musicalmente non si possono chiamare tali: lenti, molli, senza risonanza, senza saturazione, di autoscillazione nemmeno se ne parla... Sono "filtri" in senso latissimo. Anche il controllo "tone" su una radiolina tascabile giapponese anni '60 è un filtro, se è per quello]

..allora, tu pensa il tutto come ad una struttura a layer, l'HW sta sotto ed il SW sta sopra (Poi anche le 2 categorie possono essere "affettate" in sotto-layer, es: drivers, algoritmi di processing, protocolli.. ).

Il fatto che un algoritmo giri in HW in un processore fatto ad hoc, oppure in una logica programmabile (es: FPGA ) oppure in un programma scritto con un linguaggio ad alto livello (es : C, C++) non lo porta dentro o fuori dal mondo digitale o numerico. va sempre pensato come un blocchetto di pari rango su un ipotetico schema a blocchi del SW.

Detto ciò, ricordo che aprendo la mia X3 c'erano degli integrati marcati "Korg", quindi può benissimno essere che negli anni 90 a korg conveniva farsi degli integrati custom per certe funzioni di processing particolarmente delicate, tra le quali forse pure il filtro..
Oggi mi parrebbe una scelta un pò singolare.. con la disponibilità di un'ampia gamma di prodotti (parlo di processori e logiche programmabili) disponibili..

Rimane comunque il fatto che in entrambe i casi, sia che il filtro giri in un integrato fatto ad hoc, o in nel codice compilato per un certo micro, è sempre un algoritmo che opera nel dominio digitale, quindi nel primo caso mi aspetterei una linea di comunicazione tra l'ipotetico integrato ed un micro, sulla quale viaggi uno stream audio digitale per intendersi.

certo, ovvio, avresti dei D/A differenti, con una risposta differente. Ma la parte filtro la puoi pure far girare nel micro che hai nella tua lavatrice, se avessi il codice e dessi gli stessi ingressi avresti le stesse uscite, fidati è così.
Magari non in realtime, ma è così.



Mai suonato un M1! ho avuto la X3 per 15 anni, che è figlia della 01/W.. ho scritto M01 xkè ho invertito 01/W mi era venuto il dubbio sullo 0! .

..poi da quello che scrivi di solito credo anch'io che tu sia molto competente, te l'ho già detto.



Eh no, se ipoteticamente fossi interessato solo al filtro non ti occorrerebbe altro che la parte relativa al filtro, dove per parte intendo il gruppo di funzioni relative a quella funzionalità.. Non ti interesserebbe nemmeno sapere come è strutturato il menù, o l'LFO, o gli oscillatori..

non ti servirebbe tutto l'M1, solo un qualcosa che ti converta dal mondo digitale a quello analogico, un D/A appunto.




..era un esempio di synth digitale, se ad M1 (o M01 ) sostituisci D70 o D50 il succo non cambia.

no a me sinceramente conoscere il filtro della M1, wavestation, t3, 01 etc...non interessa proprio......in quanto anche secondo me sono molto fiacchi come filtri, per intenderci non hanno nemmeno un parametro di risonanza (hanno un VDF color che crea una sorta di enfasi molto subdola, ben lontana da quello che potrebbe essere una vera risonanza)

quello che mi piacerebbe capire e studiare semmai sono i filtri roland montati su D50, D70 e JD800/990....credo siano diversi tutti e tre, sicuramente D50 è diverso da D70 e JD, però che questi ultimi due siano completamente diversi non ci metterei la mano sul fuoco.

secondo me roland a quei tempi era incredibilmente piu avanti rispetto a korg per quel che concerne lo sviluppo di filtri digitali, basti appunto pensare alla differenza tra un D50 e un M1 come potenza di sintesi.
Korg però nella M1 ha puntato probabilmente a caratteristiche piu efficaci nel simulare suoni acustici, ossia il campionamente ottimizzato con una memoria ampia, il contrario del D50 che invece puntava a soli (mi sembra) 256 kb di memoria contenente 100 frammenti campionati di attacchi e rumori, che combinati a oscillatori digitali SAW e SQR davano l'illusione di realismo.
poco dopo anche roland con la serie U cmq, esplorerà l'approccio della Korg serie M.
Con questo non voglio dire che M1 non sia valida per carità, però è strana come cosa considerato che korg su macchine analogiche come MS20 montava ottimi filtri analogici...probabilmente sull'elettronica digitale non erano avanti come roland.

ah interessante....quindi da quello che ho capito, che il codice sia eseguito in un integrato roland piuttosto che in un pentium III non cambierebbe molto, cioè l'uso di integrati custom è una scelta per velocizzare e quindi aumentare le prestazioni di un processore in real time e ridurne i costi!
però vorresti dirmi che se la funzione "FILTRO HPF del D70" fosse portata in assembler su un processore Core 2 Duo produrrebbe sostanzialmente gli stessi numeri in uscita a un argomento in ingresso, che produrrebbe sull'integrato custom?

..beh se il signor Roland ci fa dono dei sorgenti, bisognerebbe trovare un volenteroso che traduce il codice ( che forse sarà assembly ) in linguaggio C ad esempio. Poi si potrebbe fare un progettino per un PC o Mac, e a quel punto se il nostro volenteroso ha fatto il suo lavoro correttamente, avresti stesse uscite con stesso ingresso.

una domanda ancora quindi....la "qualità" che fa suonare meglio un filtro di un altro, per esempio D70 come filtro suona piu analogico e musicale di quello della JV 80, piuttosto che di X3, da cosa dipende?

voglio dire, è solamente un problema "matematico"? del tipo che un algoritmo pensato da un esperto di signal processing opera in maniera "migliore" sui dati di quello fatto da qualcun'altro?