kaleidoscope synth

Я сделал чат-бота, который знает всё про Калейдоскоп!
Не просто пересказывать куски мануала, а давать вменяемые ответы и помогать решить сложные ситуации. Примеры прилагаются в картинках под постом.

Пока бот еще в тестовом режиме и мне нужна ваша помощь. Я задал уже много вопросов ,и в целом ответы мне нравятся. Но проблема в том, что я знаю, какие надо задавать вопросы, даже когда стараюсь делать вид, что типа я не в теме этих ваших калейдоскопов.

@kaleidoscopeManBot

Уже завтра состоится выставка Дискрет! Надеюсь, увидимся с вами там.

Рассказываю про перегрузы. Часть 1.

К прошлому посту я прикрепил фотографию великого русского математика Пафнутия Чебышева.

Среди его работ были так называемые полиномы Чебышева. Их ортогональность — то есть, грубо говоря, «перпендикулярность» в математическом смысле — нас сейчас не особо интересует.

Гораздо интереснее другое: полиномы Чебышева умеют умножать частоту.

Возьмём, например:

T₂(x) = 2x² − 1

Это обычная парабола, смещённая вниз по оси Y.

А теперь подставим вместо x косинус:

T₂(cos φ) = 2cos²φ − 1

Но из школьной тригонометрии мы знаем, что

2cos²φ − 1 = cos(2φ)

То есть на выходе мы получили косинус с вдвое большей частотой.

Как говорится, ещё один день, когда математика пригодилась в жизни.

С точки зрения звука происходит очень интересная вещь: мы подаём на вход этого полинома одну гармонику, а получаем гармонику на октаву выше.

И вообще:

Tₙ(cos φ) = cos(nφ)

То есть каждый полином Чебышева Tₙ превращает синусоиду в гармонику с частотой, умноженной на n.

Это очень важный факт. Запомним его.

⸻

А теперь про перегрузы

У любого перегруза есть передаточная характеристика.

Она показывает: если на вход подать значение X, на выходе получим Y.

То есть:

Y = f(X)

Например, одна функция может мягко округлять сигнал, другая — жёстко его обрезать. Формы могут быть совершенно разными.

Теперь представим, что мы подаём на такой перегруз чистый синус.

Что произойдёт?

На выходе уже не обязательно будет чистый синус. Нелинейность добавит к нему новые гармоники.

И вот здесь появляется очень удобный математический трюк.

Мы привыкли раскладывать периодический сигнал в ряд Фурье — на синусы и косинусы разных частот. Это позволяет буквально посмотреть, из каких гармоник состоит звук.

Но функцию самого перегруза тоже можно разложить. Например, в виде полиномов:

f(x) = a₀ + a₁x + a₂x² + a₃x³ + …

А затем вместо обычных степеней x², x³ и так далее перейти к полиномам Чебышева.

И вот тут начинается самое интересное.

Мы уже знаем, что:

T₁(cos φ) = cos φ
T₂(cos φ) = cos 2φ
T₃(cos φ) = cos 3φ
T₄(cos φ) = cos 4φ

и так далее.

Поэтому если представить характеристику перегруза как сумму полиномов Чебышева:

f(x) = a₀T₀(x) + a₁T₁(x) + a₂T₂(x) + a₃T₃(x) + …

то коэффициенты a₁, a₂, a₃... буквально говорят нам, сколько какой гармоники появится на выходе, если на вход подать синус.

То есть вместо того, чтобы прогонять синус через перегруз и потом делать FFT, мы можем посмотреть на его характеристику и сразу увидеть спектр, который он создаст.

Это очень удобно.

Более того, работает и обратная идея.

Если мы возьмём нужный набор полиномов Чебышева в нужной пропорции, то получим такую характеристику перегруза, которая при подаче синуса создаст заданный набор гармоник.

То есть, по сути, у нас появляется способ проектировать нелинейность от желаемого спектра.

И вот здесь, я думаю, становится понятно, почему это может быть интересно именно для синтеза.

Можно не спрашивать:

«Какую форму перегруза мне нарисовать, чтобы получить интересный звук?»

А спросить наоборот:

«Какие гармоники я хочу получить — и какая нелинейная характеристика мне для этого нужна?»

Думаю, для начала этой информации достаточно.

Если кто-нибудь сейчас побежит делать с помощью нейронки аддитивный синтезатор, который строит нелинейные характеристики из полиномов Чебышева — это абсолютно нормальная реакция на полученные знания.

Если что-нибудь интересное получится — пишите в комментариях. Посмотрим вместе, что из этого можно сделать.

Через неделю, 19 сентября, пройдет выставка синтезаторов ДИСКРЕТ — и мы там будем.

Можно будет поиграть на Калейдоскопе, попробовать все органические патчи, которые я публиковал в последнее время, пообщаться и узнать о планах развития проекта.

Обязательно берите с собой наушники.
У Калейдоскопа два стереовыхода — это довольно неочевидная, но удобная фишка для работы вдвоем. Вы оба слышите, что происходит, и можете это обсуждать.

На выставке можно будет приобрести Kaleidoscope по специальной цене — 49 000 ₽.

Если вы планируете приобрести его на выставке, обязательно напишите заранее. Я привезу необходимое количество устройств, чтобы всем желающим хватило.

До встречи на ДИСКРЕТ!

Быстрый опрос, чтобы оценить уровень аудитории?

А как вообще измерить условной "линейкой" работу двух разных искажаторов?

Свои ответы кидайте в комменты, от этого зависит что будет в развернутом посте про перегрузы и их работу.

В качестве подсказки прикрепляю фото.

На видео — сравнение звучания двух разных функций перегруза на одном и том же пресете.

Обычный медленный фильтр-свип с эхом. Перегруз находится в обратной связи линии задержки, поэтому звук получается особенно плотным — именно так, как мне нравится.

Sigmoid Type — это оригинальная функция перегруза Калейдоскопа, которой я был вполне доволен. Y = X/(drive + abs(X))

До недавнего времени.

После целого года исследований я наконец-то докопался до того, почему ламповый перегруз на самом деле звучит гораздо мягче диодного и других сигмоидальных перегрузов.

И объяснение этого заслуживает отдельного поста. Вы заслуживаете это узнать, поэтому ставьте 🔥, чтобы я поскорее его написал.

И сразу скажу, в чём секрет НЕ заключается.

• Не в том, что характеристика лампы якобы плавнее выходит на максималку.
• Не в том, что она несимметричная и поэтому даёт чётные гармоники.
• И не в том, что у лампы «хорошая» функция, а у диода «плохая».

Нет. Нет. Нет и ещё раз нет.

Несимметричную характеристику сделать проще простого. Более того, симметричную характеристику ещё надо постараться сделать правильно, а несимметрия во многих схемах возникает сама собой.

У диода характеристика плавнее. У сигмоиды — ещё плавнее. А у лампы, если смотреть на её идеализированную характеристику, вообще нет нормального выхода на плато.

Секрет оказался настолько неочевидным и настолько тонким, что я был просто поражён.

Как раз-таки, чем плавнее характеристика выходит на плато, тем хуже это для перегруза!

Сигмоида x/(1+x) идеально выходит на плато.
Логарифм диода не выходит на плато, но почти.
А у корень лампы X**(2/3) вообще не имеет плато и в этом его сила.

Я тут же побежал кодить функцию, описывающую эту самую лампу, чтобы послушать, как она будет звучать.

И она зазвучала с первого раза. Очень мягко.
Звук оброс приятной PWM-истой шубой, при этом гармоники не исчезли — они остались хорошо различимыми. Звук стал заметно богаче.

А теперь сравните это со звуком Sigmoid на видео. Он гораздо более контрастный: максимально выделяет самую громкую гармонику и давит остальные.

Причём в этом фильтр-свипе самая громкая гармоника постоянно меняется — резонанс ползёт по гребёнке. И вместе с ним постоянно меняется то, что именно перегруз выделяет, а что подавляет.

Почему так происходит?
Расскажу без математики. Хотя нормальное объяснение как раз математическое.

Представьте сигнал, в котором есть одна очень громкая гармоника и множество более тихих.

Основное искажение приходится на самую громкую гармонику — она начинает взаимодействовать сама с собой, грубо говоря, «сквадрачивается».

Тихие гармоники при этом как бы сидят на громкой, и чем выше она забралась по амплитуде, тем сильнее их плющит, то есть их амплитуда ослабляется.

И из всей нашей троицы (сигмоида, диод и лампа) лампа подавляет их максимально деликатно.

Они не исчезают. Они немного подкрашиваются гармониками, порождёнными громкой гармоникой, но продолжают жить в сигнале.

Диод делает это примерно на два порядка агрессивнее.

Условно: если лампа ослабляет слабую гармонику в 2 раза, диод может ослабить её в 8.
Если лампа — в 4 раза, диод — уже в 64.

А у логистической сигмоиды ситуация ещё хуже — примерно ещё на порядок.

И вот именно поэтому результат воспринимается совершенно по-разному.

Лампа не просто «мягче загибает» сигнал. Она гораздо бережнее обращается с тем, что уже находится внутри него.

Вот такая история. Я был реально поражён, когда это наконец увидел. Пересылайте своим друзьям - ценителям этих самых перегрузов.

Новый «ламповый» перегруз пока ещё тестируется. Скоро залью его на GitHub, чтобы уже и вы смогли начать его тестировать. Пресет из видео тоже скоро закину туда же.

Надеюсь, было интересно. Поддержите меня реакциями и комментами, чтобы подобного контента было больше. Мне есть много чего рассказать, но я постоянно на это забиваю в потоке жизни.

Ну что, как вам туториал ОсцилляторСинка? Я посмотрел ночью, остался сверх доволен.

Правда не обошлось без людей, которые пришли заклеймить калейдоскоп за то, что на деньги с его продажи убивают невинных людей.

В целом это интересный феномен, что калейдоскоп ненавидят как внутри так и снаружи России. Почему так получается? Я не знаю, но готов в спокойной манере пообсуждать это в комментах.

https://youtu.be/7jmmxAUGIfQ?si=cMNtUa7WR8FeYRZA

ОсцилляторСинк делал это видео все лето. Благодаря ему мы имеем некоторые исправления поведения секвенсора. Также он предложил сделать сэмпл и холд квантизацию модулятора.

Без этого я бы не догадался туда же добавить энвелоп фолловер.

Бомбический туториал, можете смотреть с сабами.

Как-то так получилось, что у Калейдоскопа никогда не было поста с кратким обзором актуальных фич и возможностей устройства, поэтому исправляем такую оплошность.

Kaleidoscope — четырёхтрековая модульная саунд-лаборатория для вдумчивого исследования звуковых ландшафтов и конструирования собственных систем звукообразования. Звуковое ядро содержит аддитивный, субтрактивный, FM виды синтеза, а также Comb-filter для экспериментов с физическим моделированием. Инструмент наполнен глубокими возможностями роутинга сигнала, кросс-модуляционной матрицей и генеративным секвенсером.

Ключевые возможности:

— Осциллятор с непрерывным пространством волноформ вместо набора фиксированных волн (MIDL, MULT, MIX); MULT работает как hard sync или асимметричный wavefolder.
— Перегруз можно расположить до или после comb-фильтра; во втором положении система способна к самоосциляции.
— Четырёхполюсный фильтр Low Pass / High Pass с поведением, близким к классическим Moog-ladder фильтрам.
— Любой из четырёх треков — источник FM-модуляции для любого другого.
— Настройки квантизации внутри каждого трека по семи ладам (DIAT, nMAJ, nMIN, PENT, HEXA, BLUE, JUST) или хроматическому режиму.
— Циклические AD-огибающие с синхронизацией по BPM для построения полиритмов; 8-шаговая паттерн-маска на каждой.
— 16-шаговый генеративный секвенсор на трек: параметр RAND задаёт степень случайности паттерна, от статичного до полностью хаотичного.
— Кросс-модуляционная матрица: любой модулятор управляет практически любым параметром любого трека — архитектура связей не задана заранее, а собирается пользователем под конкретную задачу.
— MIDI-модуляторы Key Track, Velocity, Aftertouch, Mod Wheel, Pitch Bend — с индивидуальной настройкой атаки и спада.
— 128 редактируемых пресетов, наполненных разнообразными звуковыми ландшафтами — эволюционирующие пады, арпеджио, lead, FX текстуры и так далее.
— Дисплей отображает текущее значение каждого параметра с учётом всех активных модуляций.
— MIDI In/Out, четыре назначаемых моно-выхода с возможностью ре-роутинга сигналов, USB-C для питания, обновления прошивки и обмена пресетами.

Пресеты — не конечная точка, а отправная: любой патч можно разобрать на треки, модуляторы и связи между ними и пересобрать в собственную систему. Каждую неделю огромная база ансамблей и пресетов пополняется новыми экспериментами, которые каждый может опробовать у себя на устройстве.

Подробный обзор устройства от МьюзикМаг.

Сейчас Калейдоскоп доступен для приобретения.

Цена: 56 000 рублей.

Опробовать устройство можно в Москве в шоу-руме Синтезариум, а также на экспо-зоне фестиваля ДИСКРЕТ 19 сентября.

Если вдруг, вы знаете кому можно порекомендовать устройство, смело отправляйте этот пост.

Youtube / Сайт

Пресеты, чтобы опробовать на своем Калейдоскопе

Вадим на связи. Продолжаю исследовать органичные ансамбли в Калейдоскопе. Структура устройства сама подталкивает к экспериментам, поэтому я просто беру 2 трека, заставляю их кросс модулировать одинаковые параметры друг у друга и смотрю, что в итоге получается.

В данном примере:
• циклические модуляторы модулируют частоту фильтра друг друга
• энвелоп фолловеры модулируют файн тюн друг друга
• циклические огибающие громкости модулируют мидл треугольника, добавляя яркость друг другу
• циклические огибающие громкости модулирую длину задержки друг друга

А секвенсор создает минималистичную мелодию для каждого из треков. У одного трека длина секвенции 7 шагов, скорость соответствует 16 долям. У другого скорость соответствует 8 долям, а длина секвенции 4 шага. Треки разведены в левый и правый каналы, чтобы создавать достаточно странный стерео эффект.

Ставьте ⚡️, чтобы в ближайшее время я сделал детальный эксплейнер этого ансамбля на ютюбе, соберу его с нуля и посмотрим, как этот звук работает в качестве арпеджио (буду играть на нем с клавиатуры).

Рифф я придумал под совсем другой звук калейдоскопа (но с тем же принципом кросс модуляции). Но он оказался настолько сложным по динамике, и настолько гармонически богатым, что вместе с гитарой им было очень плохо жить в миксе. Поэтому я сделал более простой звук, который вы слышите на видео. Черновую версию тоже закину скоро.

Как всегда, этот и другие пресеты вы можете загрузить в свой калейдоскоп, чтобы продолжить исследование в собственном направлении.

Отзыв одного из недавних покупателей:

"Привет! Наконец-то я получил свой экземпляр.
Мне он очень нравится... он очень глубокий, но в то же время увлекательный в плане исследования.
Столько параметров, модуляций, взаимодействий — это просто невероятно, но звуки невероятно гибкие в плане тональности.
Секвенсоры работают великолепно... как в автономном режиме, так и в различных конфигурациях, плюс у каждого трека есть свой собственный модуляционный секвенсор!"

А вам за что нравится мой девайс?

Всем привет. На прошлой неделе вернулся к разработке платы с аудио входом. Это будет платформа для создания процессоров-эффектов, в основу которых я хочу заложить идеи Калейдоскопа.

За это время успел реализовать:
Схему предусилителя для входящего сигнала.
Схему подключения кодека с интерфейсу микроконтроллера.

Предусилитель получился не очень сложный. Буфер, неинвертирующий усилитель с диодами в обратной связи для смягчения и финальный low-pass фильтр на входе кодека. Но так как я не особо шарю в усилителях, на это ушло несколько дней, зато я перебрал гору разных комбинаций компонентов и теперь доволен. Для прототипа получилось как надо.

Дальше нужно подцепить на прототип микросхему внешней оперативки и сд карточку. Чем и буду заниматься в ближайшее время.

По самому Калейдоскопу совсем скоро ждите больше новостей, готовлю кое-что интересное в формате diy и не только.

https://youtube.com/shorts/sKCGqBfH5xM?si=Cdxco06XaMf3_WZT

Решил посмотреть, как ляжет полиритмический ФМ рёв на простенький бит. Добавил гитару, для барабанов использовал сэмплы.