Para la síntesis de un sonido que se asemeje al de un oboe es importante tener en cuenta varios aspectos, como la evolución en amplitud que presenta el sonido, con tiempos de ataque y sustain medios, el carácter nasal que lo caracteriza, y el efecto de vibrato opcional y dependiente del tiempo empleado normalmente al ejecutarlo.
En las figuras 4.15 y 4.16, se adjuntan los espectrogramas del archivo de audio
oboe.wav, obtenido de los recursos del laboratorio de Procesado Avanzado de la
Señal [Simón Zorita 01]. Consiste en la reproducción de una nota continuada (Do en cuarta octava), por lo que las exportaciones de los instrumentos sintetizados se realizarán con una nota de misma frecuencia y duración, para una comparación posterior.
4.4.1
Síntesis sustractiva
El proceso de síntesis sustractiva para este sonido se ha basado, en un comienzo, en los datos obtenidos del proceso de análisis realizado para la síntesis aditiva. Se han utilizado dos osciladores con forma de onda de diente de sierra, que posteriormente se ha filtrado mediante dos filtros en serie, primero un paso bajo con máxima pendiente de atenuación, y después un paso banda, con el fin de imitar el carácter “acampanado” del espectro analizado.
Posteriormente, se ha ajustado el primer filtro a valores muy bajos de frecuencia de corte, perdiendo calidad armónica. Esto es debido a la pérdida abrupta de
armónicos que presenta el oboe a partir de 8 𝑘𝑘𝐻𝐻𝐻𝐻 aproximadamente, siendo un
comportamiento difícil de emular correctamente con filtros que solo alcanzan
pendientes de 24 𝐹𝐹𝐾𝐾/𝑂𝑂𝜔𝜔𝑡𝑡.
Por último, se ha añadido como complemento un efecto de vibrato que aparece aproximadamente un segundo después de la ejecución de la nota. Esto se ha realizado mediante un LFO, que disponía de un control por envolvente en el
parámetro rate y una cantidad de modulación o amount del 0.01.
La plantilla de síntesis generada y los espectrogramas del sonido sintetizado se muestran en la tabla 4.7 y en las figuras 4.17 y 4.18, respectivamente. En ellos, se puede observar la variación de las líneas espectrales debido al efecto de vibrato. Mediante una escucha subjetiva, se puede concluir que el sonido sintetizado carece de armónicos como para ofrecer el carácter tímbrico característico del oboe, aun así, es un resultado que se asemeja fácilmente a este tipo de instrumento, y, por tanto, refleja un resultado de síntesis satisfactoria.
4.4.2
Síntesis FM
Debido a la naturaleza del espectro del oboe, en el que la componente fundamental tiene menor amplitud que la de algunos armónicos, se presenta un problema a la hora de realizarla con modulación en frecuencia. Este problema viene determinado por las bandas laterales, que siempre van a tener menor amplitud que la componente fundamental, debido a la naturaleza convergente de las funciones de Bessel.
Para obtener un espectro aproximado al observado en la señal original, es necesario aumentar la frecuencia de la señal portadora a la del armónico con mayor amplitud del espectro, que, como se puede ver en la tabla 4.9 (realizada para el caso de síntesis aditiva), es el segundo. En segundo lugar, es necesario que las componentes de las bandas laterales presenten una distancia con respecto a la portadora (segundo armónico del espectro original) cuatro veces menor que la unidad, con el fin de mantener un ratio de 1 con respecto a la componente fundamental del espectro sintetizado (segundo armónico de la banda inferior). Procediendo de esta forma, se ha dispuesto un operador modulando un oscilador
principal con una ratio de 0,25. Se ha añadido, además, un alto nivel de feedback
en el operador para aumentar el carácter tímbrico de la señal generada. Debido a que no se permite en los osciladores principales varios tipos de modulaciones sobre un parámetro, se ha realizado una modulación a baja frecuencia sobre la amplitud de la señal portadora, creando un leve efecto de tremolo, con el fin de tratar de acercarse carácter cambiante del vibrato. La plantilla completa con los parámetros utilizados para generar el sonido se muestra en la tabla 4.8.
Los espectrogramas de las figuras 4.19 y 4.20 muestran el sonido resultante de la síntesis realizada, asemejándose bastante al espectro original. Subjetivamente, el resultado es muy satisfactorio, debido a las dificultades iniciales para sintetizar el sonido mediante modulación en frecuencia.
4.4.3
Síntesis aditiva
El proceso de síntesis mediante la técnica de adición de componentes armónicas ha sido sencillo para el caso del oboe. Mediante el análisis de los espectrogramas de la señal original se han obtenido los resultados de la tabla 4.9, obteniéndose el resultado de las figuras 4.21 y 4.22.
Este método de síntesis ofrece el mejor resultado en cuanto al contenido espectral, ya que es prácticamente exacto hasta un número determinado de armónicos. Como aspecto negativo, no poder añadir el efecto de vibrato provoca en el sonido resultante una sensación monotonía con el paso del tiempo, empeorando globalmente el resultado final.
Figura 4.15: Espectrograma del archivo de audio oboe.wav, 𝑊𝑊= 23 𝑚𝑚𝑠𝑠,𝜏𝜏= 25%.
Figura 4.17: Espectrograma del archivo oboeSustractiva.wav, resultado del proceso de síntesis sustractiva. 𝑊𝑊= 23 𝑚𝑚𝑠𝑠,𝜏𝜏= 25%.
Figura 4.19: Espectrograma del archivo oboeFM.wav, resultado del proceso de síntesis FM. 𝑊𝑊= 46 𝑚𝑚𝑠𝑠,𝜏𝜏= 25%.
Figura 4.21: Espectrograma del archivo oboeAditiva.wav, resultado del proceso de síntesis aditiva. 𝑊𝑊= 46 𝑚𝑚𝑠𝑠,𝜏𝜏= 25%.
Tabla 4.7: Plantilla para generar el sonido de oboe mediante síntesis sustractiva.
Tabla 4.8: Plantilla para generar el sonido de oboe mediante síntesis FM.