Slusciatevi un po' di sintesi fm...

...qui.

Quella è la colonna sonora di un videogioco del Sega Mega Drive, suonata dal chip Yamaha a sintesi FM di cui è dotata la console.

Sono 6 canali di polifonia, per ogni canale ne viene visualizzato il segnale con un oscilloscopio software. Il video poi è stato montato in modo da vedere i 6 canali contemporaneamente mentre va la musica.

In questo canale Youtube invece trovate dei video simili, dove stavolta il protagonista è il SID del Commodore 64.

Buon divertimento a tutti gli appassionati di sintesi

Il bello della sintesi FM è che raramente vedi uno spigolo all'oscilloscopio. Ma questo è anche il brutto della sintesi FM... scordatela 'na quadra come si deve :)

Vero, le onde hanno quel nonsoché di "gommoso", di "elastico", come i suoni del resto. A me piacciono molto. Specialmente impazzisco per quei pad evolventi dove l'intensità del modulatore è legata ad un inviluppo che la fa salire e scendere, a mo di "apri e richiudi il filtro" su un analogico/VA.



In realtà se metti il rapporto tra portante e modulatore ad 1:3 (come da serie armonica della quadra d'altronde, che è f + 1/3(3*f) + 1/5(5*f) e via dicendo) con tanto fidabacche () ti ci avvicini alla quadra... certo non è la quadra di un analogico/VA, ma riesci a farla bella spigolosa pure lei. Strusando sul DX-7 ci ero riuscito. Anche se, ripeto, non è certo la quadra di un Minimoog.

Il chip FM Yamaha OPL3 delle Sound Blaster e compatibili invece, tra le varie forme d'onda a disposizione degli operatori aveva anche la quadra propriamente detta (l'onda numero 6), ed una quasi-dente di sega (l'onda numero 7). Anche l'onda numero 3 si presta bene come dente di sega. Il bello è che quelle onde le puoi modulare esattamente come fai con le sinusoidi, perché come detto non sono altro che quelle a disposizione degli operatori oltre la sinus (analogamente a quanto accade con altri synth Yamaha come l'SY-77/99). Con la quadra riesci addirittura a fare cose simil-PWM o simil-sync con l'OPL3 se la moduli in modo giudizioso.

ci sono videogiochi che hanno suoni e arrangiamenti incredibili, spesso con originalità compositiva insapettata!

io sono un grande fan di Nobuo Uematsu, compositore per la (al tempo) Squaresoft; gli OST di Final Fantasy VIII e X spettacolari!

Facevano miracoli con quei chip sonori negli anni 80 specie con il SID, thanks per il link e l'effetto "amarcord"!

Verissimo. La limitatezza delle risorse allora disponibili, ha fatto si che la creatività di tanti musicisti venisse stimolata per spremere quanto più possibile da quei chip di sintesi. Questo ha fatto si che venissero prodotte sonorità molto originali ed arrangiamenti molto ben studiati, proprio per cercare di sopperire ai limiti del mezzo musicale.

Quel che il chip non faceva in quanto a realismo timbrico veniva compensato dall'originalità e dalla qualità di musica e suoni sintetici. Ed in questo musicisti come Chris Huelsbeck, Tim Follin, Rob Hubbard, Jeroen Tel, Mattew Simmonds, e tantissimi altri sono dei veri e propri maestri.

Mi scuso per la pignoleria, ma con rapporto p/m di 1:3 si ottiene un'onda impulsiva più stretta, mi pare intorno al 30% (comunque simile alla quadra).
Per ottenere una "simil quadra" 50/50, il rapporto p/m è 1:2, il quale permette la simmetria.
La serie delle armoniche (qui chiedo aiuto ai più esperti) dovrebbe essere data dalla sequenza P+M, P+2M, P+3M, P+4M, ecc.; se M=2, si ottengono tutte le armoniche dispari dell'onda quadra: 3 (1+2), 5 (1+4), 7 (1+6), 9 (1+8), ecc.

No, quella è la serie della dente di sega, che ha tutte le armoniche.



Infatti la quadra 50:50 è proprio fatta solo con le armoniche dispari. Variando il rapporto ricompaiono anche le armoniche pari, e lo spettro assume un aspetto "gobbuto", dove man mano che si stringe l'impulso diminuisce il numero delle gobbe (per spiegarla visivamente, le "gobbe" sulla destra dello spettro nell'immagine che ho linkato vengono "spinte fuori" mentre quelle che rimangono aumentano la loro estensione).

Infila i valori in un qualsiasi risolutore di serie di Fourier e vedrai tu stesso

M è una variabile, al posto di M si deve inserire il valore impostato sull'operatore modulatore:
se M=1, si ottiene P+M=2, P+2M=3, P+3M=4, P+4M=5.....(onda: dente di sega);
se M=2, si ottiene P+M=3, P+2M=5, P+3M=7, P+4M=9.....(onda: quadra).

Infatti io ho scritto (in forma semplificata rispetto a quel che è la formula reale, in quanto manca la funzione seno):

f + 1/3(3*f) + 1/5(5*f) e via dicendo.

Che è la stessa cosa che stai scrivendo tu, e la stessa cosa che dicono nella pagina che ho linkato in merito alla quadra

A riprova, fai un foglio Excel, nella colonna A metti dei valori che incrementano di 0.1 (0, 0.1, 0.2, 0.3 e via dicendo), e nella colonna B caccia questa formula:

=SEN(A1) + 1/3*SEN(3*A1) + 1/5*SEN(5*A1) + 1/7*SEN(7*A1) + 1/9*SEN(9*A1)

Fai una serie di un paio di centinaia di righe delle colonne A e B, poi fai un grafico a linee della colonna B: vedrai una quadra approssimata fino alla sua quarta armonica.

Se invece la formula la fai così:

=SEN(A1) + 1/2*SEN(2*A1) + 1/3*SEN(3*A1) + 1/4*SEN(4*A1) + 1/5*SEN(5*A1)

vedrai l'approssimazione di una dente di sega.

Sì, le formule sono assolutamente corrette.

Per curiosità, ho trovato un sito (in inglese) dove sono elencate le serie delle armoniche generate in base ai rapporti portante (carrier) / modulante (modulator):
FM C/M ratio

A completamento di quanto ho scritto in precedenza, bisogna considerare anche le armoniche generate dalle sottrazioni.
Si ha quindi una banda laterale "destra" con le armoniche P+M, P+2M, P+3M, P+4M, ecc..,
ed una "sinistra" con P-M, P-2M, P-3M, P-4M, ecc..;
i risultati che danno valori negativi, sono armoniche (bande laterali riflesse) che vanno comunque considerate.

Con rapporto P/M 1:1, si hanno le armoniche:
2 (P+M), 3 (P+2M), 4 (P+3M), 5 (P+4M), ecc.
0 (P-M, nessuna armonica), -1 (P-2M), -2 (P-3M), -3 (P-4M), ecc...;

Con rapporto P/M 1:2, si hanno le armoniche:
3 (P+M), 5 (P+2M), 7 (P+3M), 9 (P+4M), ecc.
-1 (P-M), -3 (P-2M), -5 (P-3M), -7 (P-4M), ecc...;

I rapporti PM 1/1 e 1:2 sono perfettamente simmetrici.

Ad esempio, con rapporto P/M 1:3, si hanno le armoniche:
4 (P+M), 7 (P+2M), 10 (P+3M), 13 (P+4M), ecc.
-2 (P-M), -5 (P-2M), -8 (P-3M), -11 (P-4M), ecc...;

Riepilogo (elenco armoniche)
P/M 1:1 1 (fondamentale), 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ecc... (tutte: onda "dente di sega")
P/M 1:2 1 (fondamentale), 3, 5, 7, 9, ecc... (tutte le dispari: onda "quadra")
P/M 1:3 1 (fondamentale), 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 13, ecc...

Nei vecchi manuali del DX7 (DX9, DX21, ecc.), ci sono i disegni delle forme d'onda risultanti usando questi tre rapporti portante / modulante.

Ah si giusto che scemo, mi son confuso , in rapporto 1:1 si ha la serie armonica completa, 1:2 (e non 1:3 come ho scritto) solo quelle dispari.

Non avevo capito che stavi parlando degli operatori, credevo stessi parlando delle armoniche. Come non detto.

Sì, stavamo infatti dicendo le stesse cose, ma da due punti di vista diversi

Vi invidio, siete davvero bravi

ne approfitto per fare una domanda

Ho letto su wikipedia che il DX7 sarebbe basato non sulla modulazione di frequenza ma sulla modulazione di fase

È giusto o é una cavolata?

Quando la funzione della modulatrice è una sinusoide dovrebbero essere equivalenti... Forse qui lo spiega meglio... Ma serve un poca di matematica

edit:.... odio il T9....

È giusto. I synth della serie DX e tutti i chip a sintesi FM derivati (quelli usati nelle Sound Blaster, nel Sega Mega Drive oggetto di questo thread, eccetera) avevano in memoria un singolo ciclo di sinusoide (o addirittura solo metà od un quarto, ed il resto veniva ricavato per simmetria). Per semplificare, questa zona in memoria, che in gergo tecnico si chiama "lookup-table", è assimilabile ad una tabella a due colonne, dove nella prima colonna si ha l'indice, o meglio l'indirizzo della posizione (0, 1, 2, 3, 4, eccetera) e nella seconda colonna i numerelli che descrivono i punti di una funzione seno. In ogni riga della tabella si ha la coppia indice - punto della funzione seno.

Questo veniva fatto per evitare di dover calcolare in tempo reale i punti di una funzione seno, cosa che i lenti circuiti integrati di allora non avrebbero potuto fare a velocità sufficiente per un impiego musicale (o avrebbero potuto farlo ma al costo di un prezzo dello strumento molto più alto).

La "fase" non è altro che l'indice della posizione di lettura nella tabella, quindi facendo si che l'avanzamento nella lettura delle varie posizioni della tabella non avvenga in modo progressivo e lineare ma in qualche maniera distorto, si ha appunto una modulazione (o una distorsione) di fase.

Per maggior completezza riporto la lunga spiegazione che diedi nel thread del Montage su come funziona la sintesi FM nelle macchine Yamaha (è il post lungo circa a metà della pagina che ho linkato).

Quindi in definitiva, modulando in modo sinusoidale l'andamento della lettura della lookup-table, l'effetto che si ottiene è quello di una modulazione di frequenza.

Thanks per il link, molto interessante, sia quella pagina che il sito.