Distortion (také "zkreslení", "zkreslení" ; anglicky zkreslení - zkreslení) - zvukový efekt dosažený zkreslením signálu jeho "tvrdým" omezením amplitudy , nebo zařízení , které takový efekt poskytuje. Nejčastěji se používá v hudebních žánrech jako je hard rock , metal a punk rock v kombinaci s elektrickou kytarou , dále v hardcorovém technu a především ve speedcore a breakcore s bicím automatem . Někdy tento termín označuje skupinu stejných typů zvukových efektů ( overdrive , fuzz a další), které implementují nelineární zkreslení signálu. Nazývají se také efekty „přetížení“ [1] [2] a odpovídající zařízení se nazývají „deformátory“.
Kromě elektrické kytary se efekt využívá i u jiných nástrojů, jako je basová kytara . Pro baskytary se používají speciální "zkreslovače", protože "zkreslovače" u kytar ve většině případů kazí basový zvuk a odřezávají značnou část pro něj důležitých nízkých frekvencí. Alternativní způsob, jak zpracovat baskytaru, je použít konvenční "zkreslovač" a smíchat čisté a zpracované signály ve stejných poměrech. „Distorters“ se také používají ke zpracování vokálů a smyčcových nástrojů .
Efekt zkreslení jako součást je přítomen v syntezátorech , efektových procesorech a počítačových programech pro zpracování zvuku.
Efekt zkreslení je zvláštním případem oříznutí . Efekt je založen na vlastnosti jak elektronkových , tak tranzistorových zesilovačů zavádět do signálu nelineární zkreslení, zejména pokud se blíží maximu možnému pro konkrétní zesilovač. Přetížení (zejména elektronkový vícestupňový zesilovač) se liší od jednoduchého ořezávání tím, že výstupní signál má na rozdíl od elementárního omezovače složitou závislost spektrálních složek na amplitudě a spektrálním složení vstupního signálu. Tradičně se zvuk overdrive lampového zesilovače [3] cení nad zvukem overdrive tranzistorového zesilovače.
Zpravidla se slabý vstupní signál zesílí bez zkreslení (nebo velmi malého zlomku zkreslení) a se zvyšující se amplitudou výstupního signálu se zvyšuje THD. Nelinearita charakteristiky zesilovače závisí na mnoha faktorech (na typu zesilovacích prvků, na obvodu zesilovače, na hloubce a znaménku zpětné vazby, kterou zesilovač pokrývá atd.) a může se v širokém rozsahu měnit. Nejčastěji má zesilovač relativně lineární charakteristiku v širokém rozsahu amplitud výstupního signálu, ale při překročení určité mezní hodnoty koncový stupeň opustí lineární režim a koeficient nelineárního zkreslení začne prudce narůstat. Knob Gain obvykle zvyšuje zesílení zesilovače, což je ekvivalentní zvýšení amplitudy vstupního signálu, což způsobuje větší zkreslení. [4] Tato zkreslení se nazývají nelineární, protože ve spektru signálu se objevují nové spektrální složky. Pokud je tedy na vstup zesilovače přiveden čistý sinusový signál , pak výstupem může být zkreslená sinusoida obohacená o harmonické.
Popsanou metodou lze dosáhnout zkreslení pouze při vysoké hlasitosti. Pro získání tichého zkresleného signálu je nutné použít speciální zkreslující kaskády, přenosovou charakteristiku (závislost výstupního signálu na vstupu), která má značnou nelinearitu v širokém rozsahu amplitud signálu.
Konstrukce zesilovače zpravidla zahrnuje předzesilovač („předzesilovač“) a výkonový zesilovač („výkon“, „terminál“). [5] V tomto ohledu může být "přetížení" provedeno dvěma způsoby: přes předzesilovač nebo přes výkonový zesilovač.
Existuje široká škála analogových i digitálních obvodů, které emulují různé typy "overdrive" zesilovačů. Některé obvody navíc dokonce emulují charakteristický zvuk nejznámějších výrobců zesilovačů.
Blokové schéma každého "zkreslovače" obsahuje následující prvky: primární zesilovač, omezovací stupeň a obvod sekundárního zpracování signálu. [6] Primární zesilovač zesiluje vstupní signál na 2-5V. Zisk je obvykle nastavitelný. V závislosti na modelu "zkreslovače" může nebo nemusí primární zesilovač obsahovat filtry s vysokým a nízkým řezem, mít basový sklon s vysokým rolloffem nebo mít zesílení kolem 500 Hz. Je také možné použít kompresor ve spojení s primárním zesilovačem pro husté zkreslení. Někdy se používá několik primárních zesilovačů v sérii.
Dále převedený signál vstupuje do omezovacího stupně, kterým je antiparalelní spojení křemíkových diod mezi zemí a výstupem primárního zesilovače. Toto zahrnutí páru diod poskytuje "tvrdé" omezení amplitudy, to znamená původní efekt zkreslení. Pro získání "měkkého" limitu amplitudy nebo efektu overdrive musí být diodový pár zahrnut do zpětné vazby primárního zesilovače. [7] Je také možné použít několik omezujících kaskád.
Po omezovací fázi se již zkreslený zvuk dostává do sekundárního obvodu zpracování signálu. Sekundární zpracování je především frekvenční zpracování zkresleného signálu, které je prováděno různými filtry . Jedním z nejznámějších analogových emulátorů přetížení je zařízení SansAmp [8] .
První pokusy o implementaci zkreslení v plně digitální podobě byly učiněny již v 90. letech 20. století. Například první ruské nejjednodušší softwarové zkreslení GuitarFX [9] bylo vydáno v roce 1997 a fungovalo pod Windows 3.1 a Windows 95 . GuitarFX v1.0 pracoval v reálném čase, měl softwarový high- pass filtr , originální emulátor dynamického zkreslení komplexního, bez klipu (inspirovaného analogovými patenty Fender[ upřesnit ] ) typ, 8-pásmový ekvalizér na simulátoru reproduktorů FFT a LPF . Všechny algoritmy byly implementovány v 16bitové, optimalizované a celočíselné aritmetice , běžící na vzorkovací frekvenci 22 kHz na procesoru Intel 486 nebo lepším [10] .
Zároveň si hardwarově-softwarové zkreslení Korg Pandora, Zoom, Line 6 atd. získaly značnou oblibu na trzích Ameriky a Evropy. Přímé studium algoritmů digitálního zpracování signálu kytarového procesoru Digitech 2000 ukázalo, že digitální ořez se v tomto relativně starém zařízení nepoužívá. Když byl na vstup tohoto zařízení přiveden sinusový signál, výstup produkoval komplexní signál se složitým spektrálním složením, se sudými i lichými harmonickými , měnícími se v závislosti na frekvenci a amplitudě vstupního signálu [11] .
Obecně platí, že první generace komerčně úspěšných kytarových procesorů kladla důraz na přesné modelování statické frekvenční odezvy a frekvenční odezvy, simulované lampové zesilovače a analogové pedály . Zvuk dopadl podobně, ale bez dynamiky, „tlaku“ a drive. Podle jedné hypotézy to bylo vysvětleno tím, že u skutečných zařízení se amplituda a frekvenční odezva dynamicky mění v závislosti na amplitudě a frekvenčním složení vstupního signálu, například v důsledku plovoucích pracovních bodů výbojek a tranzistorů. k určité asymetrii jejich charakteristik vzhledem k operačním bodům, jakož i kvůli jiným, málo prozkoumaným nelineárním parametrickým efektům. Střední generace kytarových procesorů používala skutečné miniaturní elektronky a tranzistor-diodové obvody k výrobě vysoce kvalitního zkreslení a overdrive. Bylo však jasné, že nejde o levný kompromis a digitální modelování si dříve nebo později vybere svou daň.
Druhá generace založená na výkonnějších procesorech (i s plovoucí desetinnou čárkou ), soudě podle textů inzerátů v kytarových časopisech, zahájila přímé digitální modelování všech prvků elektrických obvodů odpovědných za „overdrive“. Zkreslení a overdrive kytarových procesorů zněly velmi přirozeně, často lépe než u levných analogových kombinovaných zesilovačů . Obzvláště nápadné zpočátku svým těžkým, „marshallovským“ přetížením a víceméně přirozeným zvukem Line 6, prvního zrozence této technologie.
V současné době se digitální emulace "přetížení" provádí pomocí speciálních programů pro zpracování signálu. Tyto programy implementují proprietární algoritmy pro simulaci skutečného analogového zkreslení a lampových zesilovačů. Často existuje několik verzí stejného programu (algoritmu) pro různé hardwarové a softwarové systémy, počítače s různými operačními systémy (PS, PDA , Apple , iPhone atd., OS Windows , Windows Mobile , Windows Embeded , Linux atd. . ) Softwarové implementace (například z řady 6 ) existují ve formě samostatných programů, zásuvných modulů DX nebo VST a implementací kódů pro speciální procesory používané pro načítání do zařízení vyráběných stejnou řadou 6 (kytarové procesory).
Analýza inzertních publikací časopisu Guitar World za posledních několik let ukazuje dva trendy. Na jedné straně je mnoho firem, které nemají vlastní hardwarovou a softwarovou platformu a implementují digitální zkreslení a overdrive jako součást programů a plug-inů pro tvorbu kytarového zvuku přímo na počítači, bez analogových lampových zesilovačů, kombo zesilovačů, mikrofony , direct boxy atd. Na druhou stranu samotné programy se podobají lampovým zesilovačům (často se jedná o přímé fotografie nebo umělecké obrázky) a starým pedálům, čímž se počítač do jisté míry stává nejen zvukovou imitací lampového zesilovače, ale také do vizuálního. Dochází tak ke vzájemné přeměně počítače na kytarový procesor a kytarového procesoru na plnohodnotný počítač. Během několika posledních let se objevil velmi zajímavý, ale nenápadný trend. Známí výrobci procesorů (např. Analog Devices ) vyrábějí levné desky s výkonnými procesory vhodnými pro DSP a s vysoce kvalitním ADC-DAC , RAM , ROM , debuggerem a C / assemblerem . Jedná se vlastně o hotové kytarové procesory bez softwaru (Kit) pro vlastní vývoj nebo stažení z internetu. Na druhou stranu se očekává, že hardware a proprietární operační systémy budou otevřeny vývojářům DSP algoritmů třetích stran od některých hlavních výrobců kytarových procesorů, což z nich nakonec udělá obyčejné počítače, které může kdokoli naprogramovat s jakýmkoliv, nejšílenějším overdrivem . algoritmus .
Ve spektru zkresleného signálu se objevuje velké množství harmonických . Každá harmonická je sinusová oscilace s frekvencí větší než a násobkem základní frekvence. Harmoniky vyšších řádů jsou již mimo zvukový rozsah a mají malou amplitudu kmitů, takže je lze zanedbat. Podle násobnosti se harmonické dělí na sudé a liché. Dokonce i harmonické souzní mezi sebou a se základním tónem, čímž dodávají nástroji hlasitost a hloubku témbru . Frekvence například třetí harmonické je třikrát vyšší než frekvence základního tónu a odpovídá tónu ležícímu ve vzdálenosti kvinty o oktávu od základního tónu . V zásadě lze tuto harmoniku nazvat konsonantní se základním tónem, avšak při hře více tónů současně může být disonantní s jiným základním tónem a jeho harmonickými. Liché harmonické vyšších řádů jsou tedy méně muzikální a vytvářejí ve zvuku „špína“.
Signálové spektrum tranzistorových „zkreslení“ je bohaté právě na liché harmonické a hudebníci charakterizují taková zařízení disonantním „tranzistorovým“ zvukem. Odlišný efekt je pozorován u "zkreslení" na rádiových elektronkách. Spektrum jejich signálu obsahuje malý počet harmonických (dominuje druhá, třetí a čtvrtá), a proto jej člověk vnímá jako měkčí zvuk, nebo, jak se často říká, „trubkový“. [12]
Nízké tóny zní „přetíženěji“ než vysoké. Kromě toho, že čím je struna tlustší, tím intenzivnější je signál z ní, a je tedy náchylnější ke zkreslení, hraje roli i výška tónu. [4] Vyšší zvuky budou mít harmonické stále více mimo doslech, zatímco nižší zvuky budou ve frekvenčním rozsahu kytary. Také je třeba mít na paměti, že vibrace strun nejsou čisté tóny (pokud jim přirozené harmonické nejsou co nejblíže) a jsou bohaté na harmonické samotné. [4] To znamená, že komplexní signál je zkreslený a jeho harmonické generují své vlastní další harmonické. Je zřejmé, že zvuky generované tlustými strunami mají více rozlišitelných harmonických, a tedy více sekundárních harmonických jimi generovaných.
Existuje také něco jako intermodulace : dvě současně znějící noty, když jsou zkreslené, generují jiný zvuk, určený rozdílem v jejich frekvencích. V případě dvou not je tento zvuk v harmonii se dvěma primárními, ale tři noty tvoří tři páry not a dávají vznik třem sekundárním zvukům, které zavádějí disonanci. [čtyři]
Rozdíl mezi zkreslením a overdrivem je vyjádřen tím, že je jedno, jakou silou je úder na strunu vytvořen. Útok je charakterizován určitou úrovní a frekvenčním spektrem signálu. Takže ve zkreslení se útok ve skutečnosti nerozlišuje (z hlediska úrovně signálu), na rozdíl od overdrive, který má vysokou úroveň útoku. [6] Frekvenční spektrum zkreslení je ploché, s útokem poněkud bohatším na vysoké harmonické ve srovnání s fází udržení. [6] Sustain je tažná část zvuku. Zkreslení má dlouhý sustain, často přecházející v samobuzení. [6] Konec signálu následující po sustainu se nazývá decay . Po zeslabení signálu uslyšíte šumové dno efektu, kytary a kabelu, nebo se spustí brána . Šumové dno efektu zkreslení je obvykle vysoké kvůli jeho vysoké citlivosti.
Místo útlumu signálu může začít proces samobuzení, ke kterému dochází v důsledku elektromagnetické, akustické nebo „poloakustické“ zpětné vazby. [6] V prvním případě jsou indukovaná elektromagnetická pole (z reproduktorů nebo jakéhokoli jiného zařízení) zachycována zvukovými snímači hudebních nástrojů (u elektrické kytary se jedná o snímače ), signál ze snímačů je opět přiváděny do reproduktorů, které opět vydávají elektromagnetické signály, a proces se opakuje. Frekvence signálu samobuzení v tomto případě nezávisí na zahrané notě.
K akustické zpětné vazbě dochází, když se vzduchem šíří zvukové vibrace. Kolísání vzdušného prostředí působí na hudební nástroje (u elektrické kytary jsou vibrace vnímány především strunami), což je zachycováno zvukovými snímači a reprodukováno reproduktory. Dochází tedy k samobuzení signálu, jehož frekvence závisí na notě hrané na nástroji. Pokud jsou vibrace vnímány tělem ( palubou ) nástroje, pak se zpětná vazba nazývá "poloakustická".
Akustická zpětná vazba se používá jako technika při hře na kytaru, protože se poměrně snadno ovládá a má zajímavý témbr.
Rané modely kytarových zesilovačů byly primitivní a nekvalitní, a jako takové měly vlastní zkreslení signálu. Navíc kytarové snímače produkovaly slabý a nekvalitní signál. Duté poloakustické kytary přidávaly zvuku nežádoucí zpětnou vazbu, která nadměrně posilovala basové frekvence. Na počátku 50. let se staly běžné elektrické kytary s pevným tělem, které netrpěly tolik zpětnou vazbou od svých předchůdců, a proto mohly znít hlasitěji. První příklady zkreslení byly často výsledkem špatného zesílení signálu.
| rok | píseň | vykonavatel | komentář |
|---|---|---|---|
| 1951 | raketa 88 _ | Králi rytmu | Kytarista Willie Kizart z Kings of Rhythm použil zesilovač, který se cestou poškodil, ale producentovi Samu Phillipsovi se zvuk líbil, a tak vznikla jedna z prvních nahrávek zkreslené kytary. Robert Palmer napsal, že zesilovač „spadl ze střechy auta“ a tuto informaci připsal Samu Phillipsovi. [13] [14] Kapelník Ike Turner však v rozhovoru uvedl, [15] že zesilovač nespadl tak, jak byl v kufru, a důvodem jeho „špatného“ výkonu mohly být deště, které smáčely amp. |
| 1951-1952 | Howlin' Wolf 's Memphis nahrávky | kytarista Willie Johnson | Na nahrávkách Howlin' Wolf 1951-1952. Je zaznamenáno záměrné použití zkreslení signálu ze strany kytaristy Willieho Johnsona, což vytvořilo hrozivý zvuk, který doplňoval vokály Howlin' Wolfa. [16] [17] |
| 1955 | "Maybellene" | Chuck Berry | Na samém začátku své kariéry si Chuck Berry mohl dovolit pouze malý elektronkový zesilovač s velkým nelineárním zkreslením. Výsledkem je, že na jeho prvním singlu "Maybellene" je slyšet lampový overdrive. Na pozdějších nahrávkách se jeho zvuk stal mnohem čistším. |
| 1956 | " Vlak držel A-Rollin' " | Johnny Burnette a Rock and Roll Trio | Při vystoupení Johnnyho Burnettea a Rock and Roll Tria se vyskytl problém s lampovým zesilovačem, později se v tisku objevila zpráva o šíleném novém zvuku (tato epizoda byla použita ve filmu " Návrat do budoucnosti ") . Výsledkem bylo, že Burnette použil stejný zvuk ve studiu v roce 1956 při nahrávání "The Train Kept A-Rollin'". [18] |
| 1958 | " Rumble " | Link Ray | [19] . |
| 1962 | Brouci | Na dochovaných nahrávkách vystoupení The Beatles v Hamburg Star-Club v roce 1962 jsou v několika písních jasně slyšitelné přebuzené kytarové zvuky. Nahrávky byly pořízeny ještě předtím, než skupina získala širokou popularitu. Zajímavostí je, že na svých prvních studiových albech kapela z nějakého důvodu dlouho nepoužívala zkreslení, přičemž se k němu občas obracela i na koncertech. | |
| 1964 | " Opravdu jsi mě dostal " | The Kinks | Jedna z prvních nahrávek používajících úmyslné zkreslení byla The Kinks . Kytaristu kapely velmi rozrušil zvuk jeho zesilovače. Ostřím prořízl reproduktor, čímž zkreslil zvuk své kytary. [dvacet] |
Efekt zkreslení měl velký dopad na moderní hru na elektrickou kytaru , takže bylo nutné naučit se techniky, jako je palm muting (palm muting) a umožnil rocku , který se hrál v 60. letech 20. století , aby dal život mnoha druhům moderního heavy metalu , punk rocku. , alternativní rock, grunge atd. Bylo také nutné upravit techniku hry pro čitelnější zvuk. Vzhledem k tomu, že při hře s overdrivem je až příliš slyšet vrzání strun, různé druhy úderů na tělo (deck) kytary, objevila se jak muzikálnější, tak pokročilejší sólová hra.
Kytarové "deformery" mohou být vyrobeny ve formě:
Platí také „zkreslovače“.
| Zvukové efekty a zařízení | |
|---|---|
| Modulace | |
| Posun frekvence | |
| Zkreslení | |
| Převod amplitudy | |
| jiný | |
| Kov | |
|---|---|
| Podžánry |
|
| Hudební prvky | |
| Subkultura, slang a image | |
| Filmy o metalistech |
|