Кіріспе
Дыбыстарды жазып, қайта ойнату құрылғысы
Сэмплер – бұл дыбыс үлгілерін (дыбыс жазбаларының бөліктерін) жазып, қайта ойнайтын электрондық музыкалық аспап. Үлгілер ырғақ, мелодия, сөз, дыбыс эффектілері немесе музыканың ұзақ бөліктері сияқты элементтерден құралуы мүмкін. 20 ғасырдың ортасында Mellotron сияқты таспаға жазылған дыбыстарды ойнататын пернетақталы аспаптар пайда болды. Технология жетілдікке жеткен сайын, E-mu Emulator, Akai S950 және Akai MPC сияқты арзан, дербес сэмплерлер пайда болды, олар көбірек жадқа ие болды. Үлгілерді пайдаланушы немесе өндіруші жүктеуі немесе жазуы мүмкін. Үлгілерді сэмплердің өзіндегі бағдарлама, MIDI пернетақтасы, секвенсер немесе басқа да итергіш құрылғы (мысалы, электрондық барабандар) арқылы ойнатуға болады. Бұл үлгілер әдетте цифрлық жадта сақталады, сондықтан ақпаратқа жылдам қол жеткізуге болады. Бір үлгідегі дыбыс биіктігі әртүрлі биіктіктерге өзгертіліп, музыкалық гаммалар мен аккордтар жасауға болады. Көбінесе сэмплерлер фильтрлер, эффектілер, төмен жиілікті осцилляция арқылы модуляция және басқа да синтезатор сияқты процестерді ұсынады, бұл бастапқы дыбысты әртүрлі жолдармен өзгертуге мүмкіндік береді. Көптеген сэмплерлер мультитимбралдық мүмкіндіктерге ие – олар бір уақытта әртүрлі дыбыстарды ойната алады. Көптегендері полифониялық болып табылады – олар бір уақытта бірнеше нотаны ойнай алады.
Тарих
Компьютерлік жадқа негізделген үлгілерді алудан бұрын, музыканттар таспадағы дыбыстарды аналогты таспаға жазатын таспалық клавиатураларды пайдаланған. Пернеге басқанда, таспаның басы қозғалатын таспаға жанасып, дыбыс шығаратын еді. Mellotron 1960 жылдардың соңы мен 1970 жылдары көптеген топтар қолданған ең танымал модель болды, бірақ мұндай жүйелер көптеген таспалық механизмдерді қамтығандықтан қымбатқа соғып, ауыр болды, ал аспаптың диапазоны ең көп дегенде үш октаваны құрады. Дыбысты өзгерту үшін аспапқа жаңа таспалар орнату қажет болды. Цифрлық үлгілеудің пайда болуы үлгілеуді әлдеқайда ыңғайлырақ жасады. Ең алғашқы цифрлық үлгілеу EMS Musys жүйесінде жасалды, оны Питер Грогоно (бағдарламалық жасақтама), Дэвид Кокерелл (аппараттық және интерфейстер) және Питер Зиновьефф (жүйелік жобалау және жұмыс істеуі) 1969 жылы Лондонның (Путни) студиясында жасады. Жүйе екі мини-компьютерде жұмыс істеді – Digital Equipment PDP 8. Оларда жылдам D/A және A/D түрлендіргіштері, 12 000 (12к) байт негізгі жад (RAM) және 32к сыйымдылықтағы қатты дискі мен таспалық сақтағыш (DecTape) болды. EMS жабдықтары әлемдегі алғашқы цифрлық студияны (EMS London (Putney) Studio) басқару үшін қолданылды, ал олардың алғашқы цифрлық үлгілеуі сол жүйеде 1971–1972 жылдары Харрисон Биртвистлдің 1975 жылы жарық көрген "Хронометр" шығармасы үшін жасалды. Саудаға шыққан алғашқы үлгілеу синтезаторы – Гарри Менделлдің 1976 жылғы Computer Music Melodian, ал алғашқы полифониялық цифрлық үлгілеу синтезаторы – 1979 жылы тұңғыш рет қолжетімді болған Австралияда жасалған Fairlight CMI болды. Бұл ерте үлгілеу синтезаторлары толқындық үлгіге негізделген синтезді пайдаланды. Үлгілеу клавиатураларының бағасы жоғары болғандықтан көптеген музыканттарға қол жеткізбейтін еді – алғашқы Fairlight құны 30 000 доллардан басталады. E mu Emulator бағаны 10 000 доллардан төмендетті, бірақ 1980 жылдардың ортасында ғана шынайы қолжетімді пернетақта үлгілеуі нарыққа шықты, 1985 жылғы Ensoniq Mirage және келесі жылы 2000 доллардан төмен бағамен E mu Emax. Содан кейін Korg DSS 1 және Roland's S Series пайда болды. 1980 жылдары гибридті синтезаторлар аспаптың шабуыл фазасы сияқты қысқа үлгілерді цифрлық синтезбен бірге қолданып, бұрынғыдан гөрі аспаптардың шынайырақ имитациясын жасады. Мысалдарға Korg M1, Roland U 110, Yamaha SY сериясы және Kawai K сериясы аспаптары жатады. Сол кездегі шектеу факторлары физикалық жад (RAM) құны және сыртқы деректерді сақтау құрылғыларының шектеулері болды, ал бұл тәсіл жобалау инженерлеріне қол жетімді жадтың аз көлемін тиімді пайдалануға мүмкіндік берді. 1987 жылдың тамызында жарық көрген E mu SP 1200 перкуссиялық үлгілеуіші 1980 жылдардың соңында хип-хоп музыкасында цифрлық үлгілеушілерді пайдалануды кеңінен танытты. Akai кроссфейдтік цикл және "уақытты созу" сияқты көптеген өңдеу техникаларын енгізді, бұл үлгілерді биіктігіне әсер етпей қысқартуға немесе ұзартуға мүмкіндік берді. 1988 жылы шыққан Akai MPC60 хип-хоп музыкасындағы ең ықпалды үлгілеуіш болды. Сол жылы Ensoniq EPS – Mirage-дің ізбасары – ұсынылды және бұл тірі орындау үшін арнайы жасалған алғашқы үлгілеу пернетақтасы болды, өйткені көптеген үлгілеуіштер студиялық құралдар болып келді. 2010 жылдардағы музыка жұмыс станциялары әдетте үлгілеуді пайдаланады, қарапайым ойнатудан бастап ең озық арнайы үлгілеуіштермен салыстыруға болатын күрделі өңдеуге дейін, сонымен қатар секвенсор сияқты мүмкіндіктерді де қамтиды. Үлгілеуіштер, дәстүрлі Фолей артистерімен бірге, қазіргі заманғы дыбыс эффекттерін жасаудың негізгі құралы болып табылады. Цифрлық техниканы пайдалану арқылы әртүрлі эффекттердің биіктігін өзгертуге және таспамен жасағанда көп уақыт алатын басқа да өзгерістерді жасауға болады.
Жапониядағы сынама алушы
Жапонияда 1980 жылдардан бері импульстік кодты модуляциялауды (PCM) пайдаланатын цифрлық үлгілеу құралдары қолданысқа енді. Бұл құрал 1981 жылы инженер Кенжи Мурата жапондық электрондық музыка тобы Yellow Magic Orchestra үшін жасаған, олар оны 1981 жылғы Technodelic альбомында үлгілеу және циклдеу үшін кеңінен пайдаланған. LMD 649 12 биттік дыбыс тереңдігі және 50 кГц үлгі алу жиілігімен ПКМ үлгілерін ойнатып, жазды, ал мәліметтер 128 КБ динамикалық жедел жадыда сақталды. Сонымен қатар, Logic System де қолданылды.
Интерфейсі
Әдетте, семплер (sampler) қосылған музыкалық пернетақтамен немесе басқа сыртқы MIDI контроллерімен немесе көзбен басқарылады. Семплер алған әрбір нота хабары белгілі бір семплге (sample) қол жеткізеді. Көбінесе бірнеше семпл клавиатурада орналастырылады, олардың әрқайсысы нотаға немесе ноталар тобына тағайындалады. Пернетақтаның іздеуі семплдерді биіктік бойынша сәйкес мөлшерде, әдетте жарты тон және тонмен өзгертуге мүмкіндік береді. Бір семплге тағайындалған ноталардың әр тобы "keyzone" деп аталады, ал аймақтардың жиынтығы keymap деп аталады. Мысалы, 1-суретте төрт түрлі семплмен keymap құрылған. Әрбір семпл, егер биіктігі өзгертілсе, белгілі бір орталық биіктікпен байланысты болуы керек. Бірінші семпл (Скрипка G#2) үш түрлі нотаға таралған: G2, G#2 және A2. Егер G#2 нотасы алынса, семплер скрипканың G#2 семплін бастапқы биіктігінде ойнатады. Егер алынған нота G2 болса, семплер семплді жарты тонға төмендетеді, ал A2 нотасы жарты тонға жоғары ойнатылады. Егер келесі нота (Bb2) енгізілсе, семплер скрипканың B2 семплін таңдап, оны B2 орталық биіктігінен жарты тон төмен ойнайды. Жалпы, семплерлер кез келген жазылған аудионы ойната алады. Көптеген семплерлер пайдаланушыға аудионы өзгертуге және өңдеуге, сондай-ақ түрлі эффекттерді қолдануға мүмкіндік беретін өңдеу құралдарын ұсынады. Бұл семплерді қуатты және әмбебап музыкалық құралға айналдырады.
Иерархиялық жүйе
Үлгілеу құрылғысы күрделілігі артқындағы дерек құрылымдарының иерархиясы бойынша ұйымдастырылған. Ең төменгі деңгейде үлгілер орналасқан – белгілі бір үлгілеу жылдамдығы мен ажыратымдылығымен жазылған кез келген дыбыстың жеке жазбалары. Көбінесе үлгіге алынатын дыбыс – музыкалық аспаптың ойналуы (мысалы, пианист фортепиано нотасын ойнағанда немесе органшы құбырлы органмен ойнағанда), бірақ үлгі кез келген дыбыс болуы мүмкін, тіпті «музыкалық емес» дыбыстар да, мысалы, теріс машинасының дыбысы немесе иттің ұрысуы. Бағаналық орташа биіктік жазылған нотаның нақты жиілігін көрсетеді. Үлгілерді қайталау үшін, үлгінің қайталанатын бөлігі басталатын және аяқталатын нүктелер анықталып, «циклдық үлгілеу» жасауға болады, бұл салыстырмалы түрде қысқа үлгінің үздіксіз ойналуына мүмкіндік береді. Кейбір жағдайларда «циклдық келісімдеу» қолданылады, бұл цикл нүктесінде көрінеусіз өтулерге мүмкіндік береді, циклдың соңы жоғалып, басы пайда болады. Кілттік карталар аспаптарға жинақталады. Бұл деңгейде кілттік карталардың ойналуын анықтау үшін параметрлер қосылуы мүмкін. Дыбыс түсін өзгерту үшін сүзгілер қолданылады, ал төмен жиілікті осцилляторлар мен конверт генераторлары дыбыстың амплитудасын, биіктігін, сүзгісін немесе басқа параметрлерін қалыптастыра алады. Аспаптар бір уақытта бірнеше үлгіні ойнату үшін бірнеше қабатты кілттік карталарды қамтуы мүмкін, және әрбір кілттік карта әртүрлі параметрлер жиынтығына ие болуы мүмкін, сондықтан кіріс нота оқиғалары әр қабатқа әртүрлі әсер етеді. Мысалы, екі қабат кіріс нотасының жылдамдығына әртүрлі сезімталдыққа ие болуы мүмкін, нәтижесінде нотаның қаншалықты күшпен ойналғанына байланысты тембр өзгереді. Бұл деңгейде үлгілеу құрылғысын ұйымдастырудың екі негізгі тәсілі бар. Банктік тәсілде әр аспапқа әртүрлі MIDI арнасы тағайындалады және үлгілеуді қайта конфигурациялау үшін бірнеше банктерді сақтауға болады. Басқа, күштірек тәсіл – әр аспапты жапсырма нөмірімен немесе идентификаторымен байланыстыру, сонда әрбір MIDI арнасын жеке арнадағы контроллер ақпаратын жіберу арқылы бөлек конфигурациялауға болады.
Түрлері
Көптеген үлгіалу құрылғылары жоғарыда сипатталғандай жұмыс істейді: кілттерге бейімдеу жүйесі үлгіні кілттердің белгілі бір диапазонына "таратып береді". Бұл кейбір жағдайларда пайдалы болатын қосымша әсерлерге әкелуі мүмкін, мысалы, барабан тізбектерін жылдамдату немесе баяулату. Дегенмен, мұндай кілттерге бейімдеудің жоғары және төменгі жиілікті бөліктері табиғи емес естілуі мүмкін. Мысалы, егер клавесиннің төменгі регистрінде үлгі алынса, содан кейін үлгілер өте жоғары жиілікке көшірілсе, жоғары ноталар табиғи және шынайы естілмеуі мүмкін. Бірнеше кілттерге бейімдеу арқылы дыбыстық аспапты орналастырғанда, бірінен екіншісіне өту аспапты шынайы түрде имитациялау үшін тым байқалатын болуы мүмкін – өте маңыздысы, өтулерді мүмкіндігінше тегіс ету. Кейбір фразалық үлгіалу құрылғылары барабан соққылары сияқты "бір реттік" дыбыстарды ойнату үшін жақсырақ оңтайландырылған. Әрбір кілттерге бейімдеу тек бір кілтті қамтиды, сондықтан көптеген аймақтар қажет (бес октавалық пернетақтада 61), әрқайсысының өз параметрлері бар. "Фразалық үлгіалу" бұл мәселені жеңілдетуге бағытталған, әсіресе Akai MPC сериясындағы 16 панель сияқты интерфейстерде: әрбір панельдің шын мәнінде нота екендігі пайдаланушыдан жасырылады. Үлгіалу жүйесі үлгіні қайта жиіліктемейді, тек оны қайта ойнайды. Пайдаланушы интерфейсі қарапайымдастырылған. Фразалық үлгіалу құрылғылары көбінесе groovebox форматында болады, бұл оларды жеңіл, пайдалануға оңай және тасымалдауға ыңғайлы етеді.
Компьютерлік музыка мелодианы
[[Сурет:PDP 8A 400 алдыңғы панелі. jpg|thumb|DEC PDP 8/A (миникомпьютер). Computer Music Melodian (1976) Digital Equipment Corporation компаниясының PDP 8 компьютері негізінде жасалды. Ол қолмен тікелей қосылған цифрлық-аналогтық және аналогтық-цифрлық түрлендіру функцияларын, сондай-ақ антиалиазингтік сүзгілерді қамтиды. Melodian алғаш рет Стиви Уондер өзінің "The Secret Life of Plants" (1979) альбомындағы "Stevie Wonder's Journey Through" атты шығармасында қолданды. Melodian – 22 кГц жылдамдықпен 12 биттік аналогтық-цифрлық үлгілеуді қолдайтын монофониялық синтезатор. Ол аналогтық синтезаторлармен үйлесімді болу үшін жасалды және ARP 2600 сияқты аналогтық синтезатордың дыбыс биіктігіне синхронизациялауға мүмкіндік беретін мүмкіндігіне ие болды. Бұл Melodian жиілік модуляциясының барлық эффектілерін, соның ішінде ARP-нің сенсорлық лентасы арқылы туындағандарын да түсіре алды дегенді білдіреді. Ол сонымен қатар ARP пернетақтасынан сигнал ала алатын, осылайша сынамалайтын құрылғы мен аналогтық синтезатордың гибриді ретінде жұмыс істейтін және сол кездегі технологияның мүмкіндіктерін толыққанды пайдаланатын құрал болды.
Синклавиер
Synclavier System – New England Digital компаниясы жасаған алғашқы сандық синтезатор және семплер. 1977 жылы тұңғыш рет шығарылған, ол өте әмбебап, заманауи технологиялық және ерекше дыбыстық мүмкіндіктерінің арқасында музыка продюсерлері мен электрондық музыканттар арасында зор ықпалға ие болды. Synclavier жүйелерінің бағасы жоғары болды – олардың біреуі үшін төленген ең жоғары сома шамамен 500 000 долларға жетті, алайда орташа жүйелердің құны 200 000 – 300 000 доллар шамасында болды. Бұл оны көптеген музыканттар үшін қолжетімсіз еткенімен, ол продюсерлер мен кәсіби жазу студияларында кеңінен қолданылды және Fairlight CMI сияқты басқа да жоғары деңгейдегі өндіріс жүйелерімен бәсекелесті. Synclavier сирек болса да, бүгінгі күнге дейін көптеген студияларда қолданылып келеді.
E-mu жүйелері
E mu Emulator (1981) E mu Systems-тің үлгі алудағы алғашқы қадамы болды және компанияны Audity-нің 70 000 долларлық бағасының салдарынан толық сәтсіздікке ұшырағаннан кейін қаржылық қиындықтан құтқарды. «Emulator» атауы сөздіктерді парақтап қарау нәтижесінде туындады және компания атына толық сәйкес келді. Emulator 2, 4 және 8 ноталық полифониялық нұсқаларда шықты, 2 ноталық нұсқа сұраныс аз болғандықтан тоқтатылды, сондай-ақ 27,7 кГц максималды үлгі алу жылдамдығы, төрт октавалық пернетақта және 128 кБ жад көлемі болды. E mu Emulator II (1984) Fairlight CMI, Synclavier және Ensoniq Mirage арасындағы қашықтықты қысқарту мақсатымен жасалды. Ол 8 ноталық полифония, 8 биттік үлгі алу, 512 кБ жедел жад (EII+ нұсқасында 1 МБ, бірақ тек екі тәуелсіз 512 кБ блогы ретінде қолжетімді), 8 тректік секвенсер және аналогты сүзгіні қамтиды. Қатты дискіні қосу арқылы Emulator II 5 жылдан кейін шыққан үлгілеу құрылдарымен салыстыруға болатын болды. E mu SP 12 (1986) E mu SP 1200-дің алдағы моделі болды. E mu Emulator III (1987) 16 биттік стереоцифрлық үлгілеу құралы, 16 ноталық полифония, 44,1 кГц максималды үлгі алу жылдамдығы және 8 МБ дейін жад көлеміне ие болды. Ол 16 каналдық секвенсер, SMPTE және 40 МБ қатты дискімен жабдықталған. E mu SP 1200 (1987) хип-хоп өндірісінде қолданылатын ең бағалы үлгілеу құралдарының бірі болып есептеледі және қазір де солай. Оның 12 биттік үлгі алу жүйесі аспаптарға жылулық, ал барабандарға күшті дыбыс берді. Ол төрт 2,5 секундтық бөлімге бөлінген 10 секундтық үлгі алу уақытын ұсынды. Emax 1985 және 1995 жылдар аралығында сатылды және төменгі сегментке бағытталған. ESI 32 (1994) – бұл EIIIx-тің жеңілдетілген, арзан және қарапайым нұсқасы, ол бірдей үлгілерді қолдануға мүмкіндік берді. Бұл құрылым 32 МБ жедел жадты, 32 ноталық полифонияны қабылдай алады және дыбыстарды төрт полифониялық шығысқа ішкі бағыттауға болады. Опциялық SCSI интерфейсі арқылы ESI 32 сыртқы CD-ROM, Zip 100 және қатты дискілерге қол жеткізе алады.
Акай
Akai 1984 жылы электронды музыкалық аспаптар әлеміне енді, Linn LM 1, Linn 9000 және LinnDrum құрастырушысы Роджер Линн, Linn Electronics компаниясында жасалған үлгілерге ұқсас үлгілерді жасау үшін жапондық/сингапурлық Akai Corporation компаниясымен серіктестік құрды. Осының нәтижесінде қолжетімді үлгі алу модульдерінің біріншісі – S612, 12 биттік цифрлық үлгі алу модулі пайда болды. 1986 жылы S612-нің орнын S900 басты. Akai S900 (1986) – тұңғыш рет қолжетімді цифрлық үлгі алу құрылғысы. Ол 8 ноталық полифониялық және 40 кГц дейін жиілік диапазонында 12 биттік үлгі алумен, сондай-ақ 750 кБ-қа дейін жадымен жабдықталған, бұл ең жақсы үлгі алу жылдамдығында 12 секундқа жуық уақытты қамтамасыз етті. Ол жадында максимум 32 үлгіні сақтай алатын. Операциялық жүйе бағдарламалық қамтамасыз етуге негізделген және үлгі алу құрылғысы қосылған сайын жүктеуді қажет ететін жаңартуларды қолдады. Akai MPC60 Digital Sampler/Drum Machine және MIDI Sequencer (1988) – тұңғыш рет тіреуге орнатылмаған модель ретінде шығарылды. Бұл AKAI компаниясының сенсорлық триггерлік панельдері бар үлгі алу құрылғысын алғаш рет жасаған және танымал MPC үлгі алу тізбегі сериясын құрған кез еді. Akai S950 (1988) – S900-дің жақсартылған нұсқасы, 48 кГц максималды үлгі жиілігімен және заманауи S1000-нің кейбір өңдеу мүмкіндіктерімен жабдықталған. Akai S1000 (1988) – сол кездегі ең танымал 16 биттік 44,1 кГц стерео үлгілеуші болды. Ол 16 дауысты, 32 МБ-қа дейін жадыға және 24 биттік ішкі өңдеуге ие болды, соның ішінде сандық сүзгі (18 дБ/октава), LFO және екі ADSR конверт генераторы (амплитуда және сүзгілеу үшін) бар. S1000 сонымен қатар 8 түрлі циклдық нүктені ұсынды. Қосымша мүмкіндіктер: автоматты цикл, кроссфейд цикл, босату кезінде цикл (дыбыс өшетін кезде цикл арқылы өтеді), босатуға дейін цикл (нота өшуіне дейін цикл арқылы өтеді), кері және уақытты созу (версия 1.3 және одан жоғары). AKAI шығарған басқа да үлгі алу құрылғылары: S01, S20, S700, S2000, S2800, S3000, S3000XL, S3200, S5000, S6000, MPC500, MPC1000, MPC2000, MPC2000XL, MPC2500, MPC3000, MPC3000XL, MPC3000LE, MPC4000, MPC5000, Z4 және Z8.
Үлгілерді сақтау
Көбінесе ескі үлгіалу құрылғылары үлгі деректерін құрылғыға енгізу және шығару үшін SCSI протоколын пайдаланады. SCSI интерфейстері үлгіалу құрылғысында стандартты түрде немесе қосымша опция ретінде ұсынылды. SCSI үлгіалу құрылғысына үлкен көлемдегі деректерді тиімді уақытта енгізуге және одан шығаруға мүмкіндік береді. Қатты дискілер, CD-ROM дискілері, Zip дискілері және Syquest және Iomega Jaz дискілері сияқты алынып-салынатын картриджді дискілер үлгіалу құрылғыларымен қолданылатын ең көп таралған SCSI құрылғылары болып табылады. Әрқайсысының өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар, ал қатты дискілер ең жылдам құрылғылар болып есептеледі. Заманауи (2000 жылдан кейін) үлгіалу құрылғылары үлгілерді сақтау және беру үшін қатты күйдегі жад карталарын (мысалы, CompactFlash немесе SmartMedia) қолданады.
Бағдарламалық жасақтаманың үлгілері
1990 және 2000 жылдары компьютерлік қуат пен жад көлемінің артуы аппараттық құрылғылармен салыстырылатын мүмкіндіктерді ұсынатын бағдарламалық қамтамасыздарды жасауға жағдай жасады. Бұлар көбінесе VST жүйесі арқылы қосымша аспаптар ретінде шығарылады. Кейбір мұндай семплерлер қарапайым семпл ойнату мүмкіндіктерін ғана ұсынады, сондықтан пайдаланушыға семплдерді өңдеу, жазу және DSP эффектілерін қолдану үшін басқа бағдарламалар қолдану қажет болады, ал кейбіреулері тікелей стойкаға орнатылатын құрылғылардың мүмкіндіктерінен де асып түседі.
Трекерлер
1980 жылдары үй компьютерлерін пайдаланушылар Трекерлерді ойлап тапты. Секвенсерлер – бұл бағдарламалық үлгілеу құралдары, себебі Трекер тұжырымы үшін уақтылы қайта үлгілеу қажетті мүмкіндік болып табылады. Мысалы, жақында жақсы үлгі алу мүмкіндігі бар PC Трекер – Renoise Tracker.