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Titolo: La sintesi granulare

La sintesi granulare si fonda su una unità elementare chiamata "grain"
dalla  durata da 0 a 100ms con informazioni di frequenza e ampiezza
collegate al singolo grain. Utilizzando migliaia di grain si può
descrivere un timbro complesso, tecnica utilizzata in moltissimi
algoritmi DSP. Caratteristica del grain è la completezza di informazioni
che porta con sè legate al tempo (tempo di start, durata, curva di
inviluppo) e alla frequenza (spettro, periodo). Ogni grain è pertanto
una unità autonoma nella descrizione di un timbro più complesso.
La storia della sintesi granulare nasce dall'idea di "particelle"
descritte da Beekman nel 1634 che credeva che un oggetto vibrante fosse
in grado di muovere particelle sferiche in tutte le direzioni le quali,
quando raggiungevano l'orecchio, provocavano la sensazione uditiva.
Mentre la teoria non è corretta, essa può essere presa come
approssimazione per comprendere il concetto di sintesi granulare. Dennis
Gabor propose nel 1946 la rappresentazione granulare dei suoni, ipotesi
verificata matematicamente nel 1985 da Bastiaans. Sempre nel 1940 Gabor
costruì il primo sound granulator con l'uso di un proiettore per film.
Usava questo sistema per esperimenti di compressione ed espansione del
tempo e di pitch shifting (ora dovrebbero cominciare a fischiarvi le
orecchie sull'uso della sintesi granulare...).
La rappresentazione granulare è implicita, inoltre, nelle tecniche
windowing applicate alla short-time Fourier transform. Xenakis fu il
primo nel 1960 a usare la sintesi granulare per composizioni musicali
con registratori analogici, ma solo nel 1974 il digitale entrò nella
sintesi granulare.
Il grano sonoro
Si caratterizza per avere un inviluppo di ampiezza che può variare e
determinare anche la caratteristica timbrica quando più grani sono
associati, con durate che possono essere costanti, random o variare
secondo la frequenza. La forma d'onda può essere un campione (qualcuno
conosce AutoTune o VP9000?) o sintetizzata. I parametri modificabili
sono la durata, l'inviluppo, la frequenza, la localizzazione del
campione all'interno del sample. Sfruttando la modifica contemporanea
per più grain si ottiene un suono evolutivo ma questo comporta migliaia
di parametri per un solo secondo di suono ed è quindi necessaria
un'organizzazione a più alto livello di questi parametri. Ed è qui che
la sintesi granulare si divide in forme diverse secondo "l'interfaccia" adottata.
Sono riconosciute almeno cinque forme:
1- Pitch-synchronous overlapping stream
2- quasi synchronous stream
3- asynchroinous clouds
4- combinazioni delle tre sopra
5- Fourier e wavelet 
Non vi tedio con le prime tre quanto piuttosto con la quinta che ha
portato incrementi importanti nell'uso dei DSP.
La Short Time Fourier Transform e la trasformata wavelet sono due
tecniche di analisi dello spettro che misurano la frequenza di un suono
nel dominio del tempo. Entrambi associano ogni punto analizzato a una
griglia con informazioni circa l'energia, ossia il concetto di grain o
wavelet. L'STFT può essere calcolata usando l'FFT con una griglia
tempo/frequenza i cui intervalli sono uguali tra loro.
La trasformata Wavelet è simile ma mentre nell'STFT adotta una divisione
lineare della griglia, la Wavelet utilizza una funzione logaritmica. In
particolare la durata delle finestre della griglia Wavelet sono
agganciate alla frequenza, a differenza dell'STFT dove le durate sono
fisse. Entrambe le tecniche permettono l'analisi e la resintesi del
segnale che le rende potentissme per l'elaborazione del campione per
time compression o pitch shifting. E' infatti sufficiente alterare la
griglia per modificare tempo e/o pitch.
L'implementazione più comune della sintesi granulare è l'uso
dell'asynchronous granular synthesis (AGS) basata sul concetto di spray
e cloud (nuvola) che disegnano figure dove ogni singolo pixel è un
grano, disposti su un asse frequenza tempo e basata su concetti
statistici (ecco perchè è così difficile usarla in questa forma). Il
programmatore può definire la durata e lo start di ogni cloud, la durata
dei grain (occhio che la durata influisce completamente sul timbro), la
densità dei grain per secondo che determinano sovrapposizioni di
frequenze, la banda audio della nuvole, l'ampiezza delle nuvole e la
forma d'onda. Da qui nascono le classiche figure relative alla
conformazioni della nuvola. A questo punto sapete come muovervi tra le nuvole.
Concludo questa mia brevissima, con una nota particolare: lo studio del
pitch shifting e della compressione espansione temporale con la sintesi
granulare è nato e si è sviluppato soprattutto in Italia grazie a De
Poli e Piccialli nel 1991.
ciao
LucA
ps: se volete pubblicare questo testo su Internet chiedetemelo prima
all'indirizzo 
sy...@altavista.net
. Per le FAQ e il sito di Sandro
Binetti non ci sono problemi.

 conformazioni della nuvola. A questo punto sapete come muovervi tra le nuvole.
Gran bel post e ottima spiegazione complimenti!
Mi chiedo: le tastiere sono sistemi real-time... con questa tecnica di
sintesi servono molte risorse in termini di calcolo: quanto ci vorrà
(se mai sarà fatto!) prima che qualche produttore faccia un synth
con CPU abbastanza potenti da permettere la sintesi granulare?
Ciao
Francesco

Dimenticavo: chi suonerebbe Live con una simile complessità
sotto... le dita?
Ciao
Francesco

 Binetti non ci sono problemi.
Sto pensando che e' pure troppo per le FAQ...
credo che il repository di sandro sia piu' adatto...
Ciao e grazie!
--
Gerolamo

Binetti non ci sono problemi.
OK. Preso in
parola! ;-) Sabato lo metto in linea.
Ciao, Sandro.
--------------------------------
Inviato via 
http://usenet.iol.it
 

 con CPU abbastanza potenti da permettere la sintesi granulare?
Una tastiera magari no, ma un sintetizzatore realtime è già stato 
realizzato dallo stesso Gabor (il "sound granulator" di cui parla Luca). 
Ci sono anche macchine realtime che permettono di controllare dal vivo 
la granulazione, mediante un sempice algoritmo di Max 
("
http://www.cycling74.com
", "
http://www.ircam.fr
").
Segnalo anche l'esistenza di un disco della Bolder Sounds per il 
Kurzweil, contenente alcuni programmi di simil-granulare (campioni di 
campane letti semi-casualmente mediante le FUN). Lo strumento non è 
abbastanza veloce da realizzare un'autentica sintesi granulare.
Alcuni dischi della Ilio, Distorted Reality, contiene invece una gran 
quantità di campioni creati mediante sintesi granulare, ma ammetto che 
non sia la stessa cosa... 
Ciao,
Paolo
-- 
Paolo Tramannoni
Porto Recanati, Italy

 collegate al singolo grain.
[GRAIN-snip] per restare in tema...
Complimenti per la SINTETICA ed ESAUSTIVA spiegazione.
Da pragmatico musicante... vado però a lanciare alcuni spunti di
riflessione...
a) Esistono ANCHE studi (e software sperimentali) che traducono i colori in
suoni... solidamente basati su leggi fisiche (d'altra parte la anche la
musica si basa su regole matematiche e fisiche).
b) Il mio "dilemma" è... musica generata dalla mente... o musica sviluppata
dalla "casualità della natura?
La musica "evoluta" come noi la conosciamo è frutto di scelte razionali (i
toni, i semitoni, le scale,...) che costituiscono un linguaggio
universalmente riconosciuto.
La ricerca (benedetta!) è quella che porta a "raffigurare" qualsiasi evento
attraverso simbologie... ci ricordiamo "Incontri ravvicinati del terzo
tipo"? La musica diventò (nella finzione cinematografica) una delle chiavi
di comunicazione... al pari della luce, dei colori, della gestualità... le
cinque "chiavi" di dialogo erano sublimate in tutte queste forme di
espressione.
A mio avviso... la domanda da porsi al riguardo (sintesi GRANULARE) è la
seguente: quanto siamo in grado OGGI di utilizzare e DOMINARE tale
possibilità (ne esistono decine sviluppate negli ultimi 50 anni) per
esprimere EMOZIONI e SENSAZIONI umane???
Desidero rammentare che la DODECAFONIA... semplice allargamento delle teorie
musicali "tradizionali" è rimasto un periodo "chiuso" della storia della
musica... e non aveva nulla di casuale... ma era in pieno dominio del
musicista.
Domande... per chi ha avuto il coraggio di leggere fin qui...
Che cosa potrebbe offrire al musicista la sintesi GRANULARE che non sia
possibile esprimere attraverso le convenzioni conosciute?
Per quale motivo i produttori di "strumenti PRODUTTORI di suono" non hanno
sviluppato prodotti in grado di sviluppare questo concetto?
Il Musicante ha VERAMENTE bisogno di strumenti o metodologie o nuove
convenzioni che gli consentano di MEGLIO esprimere le proprie emozioni
musicali?
Il Musicante è in grado di gestirle ad esprimere le proprie emozioni o
rischia di diventare SCHIAVO tecnologico di una metodologia che non è in
grado di gestire "emozionalmente"?
Io ci sto pensando...
Saluti
A=MM

 grado di gestire "emozionalmente"?
Una considerazione va fatta: non esiste una sola figura di musicista.
C'è quello che scrive solo su carta immaginando da solo il risultato
(Mozart), chi ha bisogno dell'arranger, chi preferisce lasciarsi guidare
dai preset, chi preferisce progammarsi al volo una patch sull'analogico
e, infine, chi controlla ogni aspetto della creazione musicale compreso
il suono. Per la quasi totalità dei musicisti il rapporto con lo
strumento musicale dipende dai suoni e dall'interfaccia più congeniale e
qui le cose si complicano. Se il suono è rivoluzionario (DX7)
l'interfaccia può anche non pesare, in ogni altro caso è bene che ci sia
una idea istintiva di come fluisce il segnale audio nel synt e la
sottrattiva ha aiutato parecchio. Nel caso della sintesi granulare il
problema rimane l'interfaccia: se la faccio in sottrattiva perdo quasi
tutte le caratteristiche della sintesi, se la faccio numerica
difficilmente riuscirò a collimare il processo creativo con la
programmazione. A parte considerazioni commerciali, chi frena la
creazione di musica è da sempre l'interfaccia uomo strumento musicale,
il che vuol dire che è necessaria anche una educazione e una cultura
dello strumento, compreso il sintetizzatore. Più lo si conosce e più è
facile esprimere le proprie emozioni anche nei suoni, ma pensare di
passare dal pianoforte a una workstation senza sapere cosa e come lavora
è un errore incredibile con infauste prospettive. Chi usa un synth o una
tecnica di sintesi farebbe bene a impararla prima di usarla e non dare
per scontato che sia sufficiente una manopola per tirare fuori nuove
emozioni, pena la schivitù ai parametri e insoddisfazioni gravi. Spero
che il mio post non sia troppo cervellotico o compresso 
ciao
LucA

 grado di gestire "emozionalmente"?
Rigiro la domanda. Quanti sanno programmare il proprio synth?
ciao
LucA

 grado di gestire "emozionalmente"?
Per quanto mi riguarda, sono schiavo della tecnologia, e della più 
complessa. Ho iniziato da pianista, sono tastierista e manipolatore di 
suoni... Se imparassi a costruirmi un flauto di canna, potrei 
svincolarmi dalla tecnolgia, e non del tutto...


possibile esprimere attraverso le
convenzioni conosciute?
Un modo radicalmente differente di pensare un
timbro, molto piu` vicino alla natura stessa di un suono o di un rumore, di
quanto le modalita` *tradizionali* di sintesi (alle quali ci siamo
*conformati*) possano fare. Il punto, IMHO, e` proprio questo: la
difficolta` di approccio ad un modo di concepire un timbro che non sia una
*semplice* applicazione di un filtro ad una forma d'onda, una revisione
concettuale alla quale gia` la FM ci aveva in qualche modo abituati.


programmazione.
Su questo concordo un po meno ... ;-)
E` chiaro che
in quest'ambito un approccio del tipo "try & taste" e` come pretendere che
una scimmia davanti ad una tastiera (di computer) scriva la Divina
Commedia.
Ma, mi chiedo, quanti di noi non hanno passato un pomeriggio
intero nel tentativo di trovare i migliori punti di loop di un campione? E,
infondo, quest'ultima non credo che sia un'operazione molto piu` "astratta"
di pensare un timbro per "punti".
E penso a chi ha in mente con una certa
precisione l'idea che vuol tirar fuori da un mix, ma se lo deve creare da
30 o 40 tracce singole. Si tratta, infondo, di maturare un approccio
"sistematicamente analitico", approccio che spesso si rivela profiquo nelle
tecniche in sottrattiva, per la loro intrinseca semplicita` e per il
ridotto numero di gradi di liberta` a disposizione (molto meno in ambito FM
...)
Mettiamo che volessimo "parametrizzare" in qualche modo la
granulare, che parametri inventeresti? Per esempio, che cosa "agganceresti"
alla velocity (oltre all'ampiezza) o all'after-touch?
Ciao, Sandro


con CPU abbastanza potenti da permettere la sintesi granulare?
Per i (rari) possessori di Ensoniq ASR10 c'e' un disco con alcuni algoritmi
per l'unita' effetti interna che implementano anche la sintesi granulare.
Cito:
"Soniq Demolition DiskTM: Out of this world, wacky effects guaranteed to make
your samples sound BIZARRE! Features granular synthesis and other fun noise
methods."                            ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Ciao

 che il mio post non sia troppo cervellotico o compresso
Tutto chiaro, caro LucA!
--
Bye-by:
Stv
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comunicare i sentimenti e il più difficile da interpretare. (A.S.)
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