La síntesis basada en muestras es una forma de síntesis de audio que se puede contrastar con la síntesis sustractiva o la síntesis aditiva . La principal diferencia con la síntesis basada en muestras es que las formas de onda de la semilla son sonidos o instrumentos muestreados en lugar de formas de onda fundamentales como las ondas sinusoidales y de sierra que se utilizan en otros tipos de síntesis. [1]
Antes de que la grabación digital fuera práctica, instrumentos como el Welte Lichttonorgel (década de 1930), el phonogene (década de 1950) y el Mellotron (década de 1960) utilizaban discos ópticos analógicos o pletinas de cinta analógicas para reproducir sonidos muestreados.
Cuando se desarrolló por primera vez la síntesis basada en muestras, [ ¿cuándo? ] [ ¿quién? ] los sintetizadores de consumo más asequibles [ aclaración necesaria ] no podían grabar muestras arbitrarias, sino que formaban timbres combinando muestras pregrabadas de ROM [ cita requerida ] antes de enviar el resultado a través de filtros analógicos o digitales . Estos sintetizadores y sus descendientes más complejos a menudo se conocen como ROMplers .
Los instrumentos basados en samples se han utilizado desde el Computer Music Melodian , el Fairlight CMI y el NED Synclavier . Estos instrumentos se adelantaron mucho a su tiempo y eran correspondientemente caros. La primera grabación que utilizó un sintetizador de samples fue " Stevie Wonder's Journey Through "The Secret Life of Plants" " (1979) [ cita requerida ] que utilizó el Computer Music Melodian para crear melodías y ritmos complejos [ cita requerida ] a partir de sonidos muestreados de la naturaleza. La primera melodía que Wonder grabó fue "The First Garden", donde utilizó un canto de pájaro muestreado como sonido principal de la canción. Los sintetizadores basados en samples más asequibles [ prosa de pavo real ] estuvieron disponibles para las masas con la introducción del Ensoniq Mirage (1984), el Roland D-50 (1987) y el Korg M1 (1988), que surgió a fines de los años ochenta. El M1 también introdujo [ cita requerida ] el concepto de estación de trabajo musical .
El concepto se ha trasladado a las tarjetas de sonido para PC multimedia , bajo nombres como tarjeta de tabla de ondas o placa hija de tabla de ondas . [ cita requerida ] (Ver Síntesis de tabla de ondas#Antecedentes )
La principal ventaja de la síntesis basada en muestras frente a otros métodos de síntesis digital, como la síntesis de modelado físico o la síntesis aditiva, es que los requisitos de potencia de procesamiento son mucho menores. Esto se debe a que la mayoría de los matices de los modelos de sonido están contenidos en las muestras pregrabadas en lugar de calcularse en tiempo real.
A diferencia de los sintetizadores analógicos, no es necesario duplicar los circuitos para permitir que se reproduzcan más voces a la vez. Por lo tanto, la polifonía de las máquinas basadas en muestras es generalmente mucho mayor. Sin embargo, una desventaja es que, para incluir más detalles, es posible que sea necesario reproducir varias muestras a la vez (una trompeta puede incluir un ruido de respiración, un gruñido y una onda sonora en bucle que se utiliza para la reproducción continua). Esto reduce nuevamente la polifonía, ya que los sintetizadores basados en muestras clasifican su polifonía en función de la cantidad de muestras múltiples que se pueden reproducir simultáneamente.
La capacidad de un sintetizador basado en samples para reproducir los matices de los instrumentos naturales está determinada principalmente por su biblioteca de sonidos muestreados. En los primeros días de la síntesis basada en samples, la memoria de la computadora era costosa y los samples tenían que ser lo más cortos y escasos posibles. Esto se lograba reproduciendo en bucle una parte del sample (a menudo una sola onda) y luego utilizando una curva envolvente de volumen para hacer que el sonido se desvaneciera. Una etapa de amplificación traduciría la velocidad de la tecla en ganancia , de modo que una interpretación más fuerte se traduciría en una reproducción más fuerte. En algunos casos, la velocidad de la tecla también modula el tiempo de ataque del instrumento, lo que genera un ataque más rápido para los pasajes fuertes.
A medida que la memoria se hizo más barata, se hizo posible utilizar el multimuestreo; en lugar de reproducir una única grabación de un instrumento más rápido o más lento para reproducir otros tonos, el instrumento original podría muestrearse a intervalos regulares para cubrir regiones de varias notas adyacentes ( splits ) o para cada nota. Esto proporciona una progresión más natural de los registros más bajos a los más altos ; las notas más bajas no suenan aburridas y las notas más altas no suenan anormalmente brillantes. También es posible muestrear la misma nota en varios niveles diferentes de intensidad, lo que refleja el hecho de que tanto el volumen como el timbre cambian con el estilo de interpretación. Por ejemplo, al muestrear un piano, se pueden hacer 3 muestras por tecla: suave, medio y con fuerza. Se puede lograr cada volumen posible entre medio amplificando y mezclando las muestras.
Para los modelos basados en muestras de instrumentos como el piano Rhodes , este multimuestreo es muy importante. El timbre del Rhodes cambia drásticamente de izquierda a derecha en el teclado, y varía mucho según la fuerza con la que se golpea la tecla. Los registros más bajos ladran , mientras que el rango más alto tiene un sonido más parecido a una campana. El ladrido será más claro si las teclas se golpean con fuerza. Por lo tanto, para que el modelo sea lo suficientemente expresivo, es necesario que se realicen multimuestreos tanto en el tono como en la fuerza de la interpretación.
Un diseño de síntesis basado en muestras más flexible que permite al usuario grabar formas de onda arbitrarias para formar el timbre básico de un sonido se denomina sampler . Los primeros samplers eran muy caros y, por lo general, tenían bajas frecuencias de muestreo y profundidad de bits , lo que daba como resultado un sonido granulado y con alias . Sin embargo, desde finales de la década de 1980, los samplers han presentado especificaciones al menos tan buenas como los CD . A finales de la década de 1990, los enormes aumentos en la velocidad de los procesadores de las computadoras permitieron el desarrollo generalizado de sintetizadores de software y samplers de software . La gran capacidad de almacenamiento de las computadoras modernas era ideal para la síntesis basada en muestras, y muchos samplers han migrado a implementaciones de software o han sido reemplazados por nuevos samplers de software.