ДИСТОРШН (DISTORTION) и другие ГИТАРНЫЕ ЭФФЕКТЫ

В тоже время аппаратно-программные дисторшны Korg Pandora, Zoom, Line 6 и др. получили значительную популярность на рынках Америки и Европы. Прямое исследование алгоритмов цифровой обработки сигнала гитарного процессора Digitech 2000 выпуска 2000 года показало, что уже в этом относительно старом устройстве не используется цифровое клипирование. При подаче на вход этого устройства синусоидального сигнала на выходе получался сложный сигнал со сложным спектральным составом как с четными так и нечетными гармониками и изменяющийся в зависимости от частоты и амплтуды входного сигнала. Подробный отчет об этом исследованиеми с иллюстрациями АЧХ на сайте http://affector.com

В целом первое поколение коммерчески успешных гитарных процессоров делало акцент на точное моделирование статических АЧХ и АХ, симулируемых ламповых усилителей и аналоговых педалей. Звук получался похожим, но без динамики, «напора» и драйва. По одной из гипотез это объяснялось тем, что в реальных устройствах АХ и АЧХ динамически меняется в зависимости от амплитуды и частотного состава входного сигнала из-за, например, плавания рабочих точек ламп и транзисторов ввиду некоторой ассиметрии их характеристик относительно рабочих точек, а также из-за других малоизученных неинейных параметрических эффектов. Промежуточное поколение гитарных процессоров использовало для получения качественного дисторшна и перегруза реальные миниатюрные лампы и транзторно-диодные схемы. Однако понятно было, что это недешевый компромисс и цифра свое возьмет. Второе поколение гитарных процессоров на основе более мощных процессоров (даже с плавающей точкой) если судить по текстам рекламы в гитарных журналах приступило к прямому цифровому моделированию всех нелинейных и др. элементов электрических схем отвечающих за «перегруз». Дисторшн и перегруз гитарных процессоров зазвучал весьма натурально, зачастую лучше дешевых аналоговых комбиков. Оссобенно поражал по-началу первенец данной технологии Line 6 своим тяжелым лампово-маршеловым рычанием и натуральным ламповым теплым scream.

В настоящее время цифровая эмуляция «перегруза» осуществляется с помощью специальных программ обработки сигналов. Эти программы реализуют проприетарные алгоритмы моделирование реальных аналоговых дисторшнов и ламповых усилителей. Часто существуют несколько версий одной и той же программы (алгоритма) под разные аппаратно-программные комплексы, компьютеры с разными операционными системами (ПС, КПК, Apple, iPhone и тд, ОС Windows, Windows Mobile, Windows Embeded, Linux и др. проприетарные). Програмные реализации например у фирмы Line 6 существуют ввиде отдельных программ, плагинов DX или VST и реализаций кодов под спец. процессоры, используемые для загрузки в устройства производства той же Line 6 (гитарные процессоры). Анализ рекламных публикаций журнала Guitar World за несколько последних лет показывает две тенденции. С одной стороны появляется много фирм которые не имеют своей аппаратно-програмной платформы и реализуют цифровые дисторшн и перегруз как часть программ и плагинов для создания гитарного звука прямо на компьютере без аналоговых ламповых усилителей, комбиков, микрофонов, директ боксов и т. д. С другой стороны, сами программы по внешнему виду становятся похожи (часто прямые фото или высокохудожественные картинки) на ламповые усилители и старые педали, превращая в какой-то мере компьютер не только в звуковую иммитацию лампового усилителя, но визуальную. Таким образом происходит взаимное превращение компьютера в гитарный процессор и гитарного процессора в полноценный компьютер. Последние несколько лет появилась одна очень интересная, но мало замеченная тенденция. Известные производители процессоров (не Intel и не AMD, а например Analog Devices http://analog.com ) выпускают недорогие платы с мощными процессорами пригодными для ЦОС и с высококачетвенными АЦП-ЦАП, ОЗУ, ПЗУ, дебагером и С/ассемблером. Это фактически готовые гитарные процессоры без софта (Kit) для самостоятельной разработки или загрузки из интернет. С другой стороны ожидается открытие аппаратуры и проприетарной ОС для сторонних разрабочиков ЦОС алгоритмов некоторыми крупными игроками рынка гитарных процессоров, что окончательно превратит гитраные процессоры в обычные компьютеры, которые сможет запрограммировать любой желающий на любой самый безумный алгоритм перегруза (это аналогично инициативе http://google.com Android).

Современное состояние проблемы цифровой эмуляции «перегруза»

Анализируя все многообразие программного обеспечения для эмуляции дисторшн и «перегруза» возможно выделить группы обработки (процессинга) в реальном времени и обработки в нереальном времени (то есть при недостатке мощностей процессора или очень сложном алгоритме обработка проводится по ранее записанному wav файлу с сигналом гитары). Можно также условно подразделить эмуляторы перегруза на статические (это ранее упоминавшееся первое поколение, типично ФВЧ-Эквалайзер-Нелинейный элемент-ФНЧ-Эквалайзер) и истино моделирующие или динамические (терминология неустоявшаяся). Отличие в том, что статические моделиовали внешние статические характеристики ламповых усилителей и дисторшнов, АЧХ и амплитудную характеристику. Вторые или истино моделирующие, по заявлениям их разработчиков, моделируют схемотехнику исходных аналоговых устройств (конкретные методы являются коммерческим секретом), а требуемые АЧХ и амплитудные характеристики получаеются как бы сами собой, как и звучание, если модель схемотехники адекватна реальности.

На сегодня устоялось мнение, что для получение правильного гитарного звука недостаточен только один искажающий элемент (дисторшн), но необходимо в цифре эмулировать примерно такую цепочку обработки: входной предусилитель (возможно с ФВЧ и искажающим нелинейным элементом), эквалайзер, усилитель мощности, звуковая колонка, микрофон, возможно еще один эквалайзер, дилэй, ревербератор, флэнжер. В принципе в аналоговом мире история такая же, так как сигнал с выхода искажающего предусилителя или прямо с выхода усилителя мощности порой звучит грязновато из-за обилия высокочастотных компонент. Цепочку обработки можно составить из отдельных компонент ввиде VST или DX модулей на основе какого-либо редактора звуковых файлов типа AudaCity (бесплатный), WaveLab, CoolEdit и тд. Возможно также воспользоваться програмным обеспечение в котором уже имеются (встроены) все необходимые модули обработки и имеется возможность их компоновать в различном порядке. Какого качества звука можно ожидать от статического метода ФВЧ-Эквалайзер-НЭ-ФНЧ-Эквалайзер? Вот звуковой пример сравнения аналогового дисторшна Rocktron и простого немного устаревшего GuitarFX (в начале файла несколкьо секунд Rocktron потом результат обработки софтом той же гитары)[5] Этот пример наглядно показывает все недостатки данного типа эмуляторов перегруза. Самые очевидные: звук менее «злой»! Также значительно выше уровень шумов. С шумами можно попробовать бороться добавив софтовый подавитель шума и используя более качественную звуковую карту. Но вот меньшая «злобность» это то, что не удалось победить в методах статического моделирования АЧХ и АХ. Представляется, что это встроенный недостаток самого метода софтового моделирования первого типа. Если говорить на западный манер, то это недостаточно «жирный» звук, однако термин недостаточно «злобный» более точен в тексте на русском языке. Обычно ожидается от «перегруза» «злобного рычания» хотя бы такого как у относительно недорогого гитарного УНЧ Маршал [6], а настолько «злого» звука статические цифровые модели не могут дать и возможно в принципе не могут. Что конкретно не поддается моделям первого типа? 1) Звук аналогового перегруза имеет свойство прорываться через плохие динамики (например компьютерные) с одной стороны, а с другой еще более мощно и впечатляюще звучать через приличного уровня колонки. Цифровой звук звучит удовлетворительно на плохих и средненьких колонках. На хороших его недостаточная «жирность» или «злобность» становится очевидной. 2)Чем громче звук тем мощнее и «злобнее» он слышится, чтобы полностью им насладится хочется сделать его громче и громче, при увеличении громкости воспроизведения он как бы становится краше, всплывают новые оттенки. Цифровой звук либо необладает таким свойством, либо оно выражено недостаточно сильно. 3) Зависимость яркости, «жирности», «злобности» звука от манеры игры гитариста, проще говоря сильнее ударишь по струне, более мощный, «злобный» (но не обязательно более громкий) звук получишь. То есть «злобность» как параметр не равна громкости. Это хорошо заметно в самом конце примера звука усилителя Маршал [7]. По идее цифровые эмуляторы перегруза и дисторшна последнего поколения должны были успешно решать эти проблемы.