Pokud jste někdy hráli se syntetizátorem — i jen pár minut — určitě jste točili ten velký knoflík často označovaný jako “Cutoff” nebo “Filter” a slyšeli, jak se zvuk pod vašimi prsty mění.
Tento okamžik, kdy zvuk přechází z jasného a ostrého na teplý a kulatý, nebo naopak… to je práce filtru.
A dobrá zpráva je, že to není vůbec složité pochopit. Filtr — také nazývaný VCF pro Voltage Controlled Filter na analogových syntetizátorech — je jedním z nejdůležitějších prvků synthese zvuku, a jeho fungování je ve skutečnosti docela intuitivní, jakmile si položíte základy.
To je přesně cílem tohoto článku: pochopit, co je filtr, jak funguje, a především jak ho používat záměrně, abyste dodali charakter a život vašim zvukům.
Co je to filtr na syntetizátoru?
Začněme od začátku.
Filtr, v kontextu syntetizátoru, je modul, který ovlivňuje frekvenční spektrum zvuku — jinými slovy, ovlivňuje výšky, střední tóny a basy, které tento zvuk tvoří.
Přesněji řečeno, filtr pouští určité frekvence, zatímco potlačuje nebo odstraňuje jiné.
Odtud také pochází obraz: jako filtr na kávu propouští tekutinu, zatímco zadržuje sedlinu, audio filtr propouští určité frekvence, zatímco blokuje jiné.
(Ano, vím, je to skvělý obraz 😅)
Konkrétně vezměte zvuk syntetizátoru bohatý na harmonické — například tvar vlny typu Saw, který zní přirozeně jasně a agresivně.
Ve výchozím nastavení je zvuk trochu agresivní.
Pokud aplikujete filtr, který postupně potlačuje výšky, zvuk ztratí na jasnosti a získá na teple a kulatosti. Bude znít uzavřeněji, méně frontálně a jemněji.
Otočte knoflík na druhou stranu a výšky se vrátí — zvuk se opět stane ostrým, přítomným, agresivním.
To je v zásadě to, co filtr dělá.
Ale proč je to tak důležité v syntéze?
No, protože oscilátory syntetizátoru produkují relativně jednoduché a opakující se tvary vln — trojúhelník, pilu, čtverec… Tyto tvary vln mají sice charakter, ale jsou surové.
Filtr je ten, který tvaruje tento surový materiál, odstraňuje to, co není potřeba, a zvýrazňuje to, co dává zvuku jeho identitu.
Je také vzácné používat syntetizátor, aniž byste aktivovali filtr — osobně si myslím, že se mi to doslova nikdy nestalo!
Všimněte si také, že na analogových syntetizátorech je filtr často považován za klíčovou součást nástroje — často více než samotné oscilátory.
Je to on, kdo dodává Minimoogu jeho teplý a legendární charakter.
Je to on, kdo dodává slavnému Roland TB-303 jeho tak snadno rozpoznatelnou kyselost, s tím skákavým nádechem, který je mezi tisíci rozpoznatelný.
Každý filtr má svou vlastní osobnost, svou vlastní zvukovou barvu, a hudebníci je znají a vybírají si je právě pro to.
Typy filtrů: LPF, HPF a BPF
Existuje několik typů filtrů, které se nacházejí na syntetizátorech. Na všech strojích a pluginech najdete a minima jeden filtr s nízkým průchodem.
To je opravdu filtr par excellence.
Nicméně, pravidelně se také setkáváme s filtry s vysokým průchodem a pásmovými filtry: dnes se tedy zaměříme na tyto tři typy filtrů.
Filtr s nízkým průchodem (Low Pass Filter — LPF)
To je zdaleka nejběžnější. A ten, který potkáte téměř na všech syntetizátorech.
Jeho princip je jednoduchý: pouští nízké frekvence a potlačuje vysoké frekvence nad frekvencí, kterou definujete — slavný bod průchodu, nebo Cutoff.
Konkrétně, čím více zavíráte filtr s nízkým průchodem (čím více snižujete Cutoff), tím více výšky mizí a zvuk se stává teplým, kulatým, temným.
Čím více ho otevíráte, tím více se výšky vracejí a zvuk se stává jasným a přítomným.
To je nejběžnější použití filtru v syntéze: začínáme s hrubým zvukem bohatým na harmonické a tvarujeme ho dávkováním otevření dolního propustného filtru.
Filtr s vysokým průchodem (High Pass Filter — HPF)
Je to přesný opak dolního propustného filtru: pouští vysoké frekvence a tlumí nízké frekvence pod Cutoff.
Méně spektakulární na první pohled než LPF, je však extrémně užitečný. V hudební produkci se filtr s vysokým průchodem často používá k odlehčení zvuku, k odstranění basů, které by mohly zaneřádit mix — přesně tak, jak to děláme při mixování s high pass filter na kytarové stopě.
Na syntetizátoru může dobře nastavený HPF proměnit pad, který zahlcuje mix, na něco vzdušného a lehkého, co jen podporuje harmonii, aniž by zabíralo celé místo.
Může také vytvářet zajímavé efekty na leady nebo textury tím, že postupně odstraňuje basy, což dává pocit vzdálenosti nebo křehkosti zvuku, což může být velmi užitečné při přechodech.
Filtr pásmový (Band Pass Filter — BPF)
Filtr pásmový pouští pouze pásmo frekvencí kolem vybrané frekvence — a tlumí jak frekvence pod tímto pásmem, tak nad ním.
Výsledkem je zvuk, který se zdá být “fokusovaný” na konkrétní oblast spektra, s poměrně zvláštní barvou: ani opravdu jasný, ani opravdu hluboký.
Často srovnáván se zvukem hlasu po telefonu nebo AM rádia, má filtr pásmový velmi charakteristickou barvu.
V syntéze zvuku se používá méně než LPF v každodenním životě, ale také si myslím, že jeho síla je poněkud podceňována: pro pomoc zvukům, aby se integrovaly do mixu, kontrolováním množství výšek, ale vyhýbáním se tomu, aby zvuk byl příliš zaměřen na basy, to může být skvělé.
A navíc, filtrování zvuku pomocí pásmového filtru, což je v podstatě kombinace filtru s vysokým a dolním průchodem, někdy umožňuje získat zvuky, které mají určitou vokální kvalitu, což může přinést zajímavé výsledky v závislosti na stylu hudby, ve kterém se pohybujete.
Nastavení filtru: Co je třeba vědět
Takže nyní, znát typy filtrů, je dobré.
Ale abyste opravdu věděli, jak používat svůj syntetizátor, je nezbytné pochopit hlavní nastavení, která řídí chování filtru.
Jsou to tyto parametry, které budete manipulovat každý den, a jejich ovládnutí změní váš způsob, jak navrhovat své zvuky.
Cutoff: Hlavní nastavení
Cutoff — také nazývaný frekvence průřezu — je centrální parametr filtru. To je to, co definuje frekvenci, od které filtr začne působit.
Na dolním propustném filtru například Cutoff určuje frekvenci, nad kterou začnou být výšky tlumeny.
Snížení Cutoff znamená uzavření filtru: zvuk se stává tmavším.
Zvýšení Cutoff znamená otevření filtru: zvuk se stává jasnějším.
Zde je audio příklad s filtrem, jehož cutoff manipulujeme:
Konkrétně je to často první knoflík, který otočíme, když chceme změnit charakter zvuku na syntetizátoru.
A je to také jeden z nejvýraznějších parametrů, které lze ovládat v reálném čase, ručně nebo prostřednictvím modulace: je totiž docela běžné použít LFO na Cutoff
(Pokud si nejste jisti tématem LFO, zvu vás na tento článek)
Důležitá věc, kterou je třeba pochopit: filtr není dveře, které se otevírají nebo zavírají náhle. Je to postupné tlumení, jehož sklon je definován tím, čemu říkáme “póly” filtru (12 dB/octave, 24 dB/octave…).
Čím strmější je sklon, tím je řez ostřejší a radikálnější. Proto filtry se 4 póly (24 dB/oct) jako ten od Minimoogu zní tak ostré a charakteristické.
Rezonance
Rezonance (často jednoduše reprezentována písmenem Q) je pravděpodobně nejvíce spektakulární nastavení filtru.
Konkrétně, rezonance zesílí frekvence nacházející se těsně kolem bodu Cutoff. Vytváří jakýsi vrchol ve spektru, právě na frekvenci řezání, což dává zvuku akcentovaný, nosový charakter, někdy téměř křičící.
Zde je zvukový příklad, kde je nastavení rezonance filtru (samo o sobě není zcela otevřené) manipulováno:
Na mírných úrovních dává rezonance zvuku ostřejší, pronikavější charakter, jehož zvuková povaha bude hodně záviset na tom, jak je filtr navržen.
Pokud je nastavena na maximum, rezonance může způsobit, že filtr přejde do auto-oscilačního režimu: filtr začne znít sám, produkuje čistou sinusoidu na frekvenci Cutoff, někdy dokonce i bez vstupního signálu. To je charakteristické chování analogových filtrů a někteří hudebníci to záměrně používají jako plnohodnotný zvukový zdroj.
To však neznamená, že byste měli být opatrní: rezonance je nastavení, které je třeba dávkovat opatrně. Trocha rezonance může přinést hodně charakteru, ale příliš mnoho rezonance může rychle učinit zvuk únavným a obtížně integrovatelným do mixu.
Poznámka: V některých případech může zvýšení rezonance vést k poklesu úrovně některých frekvencí. Typicky na klasických filtrech Moog, čím více zvyšujete rezonanci, tím více se snižuje množství basů.
Key Tracking
Key Tracking — někdy nazývaný keyboard tracking nebo key follow — je nastavení, které je o něco méně známé, protože není vždy okamžitě přístupné, ale má značný význam pro zvukovou konzistenci nástroje.
Představte si, že nastavujete svůj dolní filtr s dobře definovaným Cutoff.
Hrajete hluboký tón: zvuk je dobře tvarovaný, výšky jsou dobře kontrolovány, je to dokonalé.
Teď hrajete vysoký tón — ale filtr se nepohne: stále je nastaven na stejnou frekvenci řezání (cutoff).
Důsledek: vysoký tón se bude zdát mnohem tmavší a uzavřenější než hluboký tón, protože jeho harmonické — přirozeně vyšší ve spektru — budou filtrem více potlačeny.
Jinými slovy: zvuk bude tak, jak chcete v hloubkách, ale ne ve výškách.
To je přesně problém, který řeší Key Tracking.
Konkrétně, toto nastavení zajišťuje, že Cutoff filtru automaticky stoupá, když hrajete vysoké tóny — a klesá, když hrajete hluboké tóny — aby se udržela tonální konzistence po celém rozsahu klávesnice.
Někdy je Key Tracking nastavitelné, ve formě procenta od 0 do 100%.
Na 100% Key Tracking, Cutoff přesně sleduje stejný postup jako tóny klávesnice.
Na nižších hodnotách je efekt subtilnější — lze tak vytvářet zvuky, které se přirozeně ztmavují ve výškách, což je obecně nejvíce hudební podle mého vkusu.
Zde jsou dva zvukové příklady, jeden bez keytrackingu a druhý s keytrackingem na 100%:
Na druhou stranu se také stává, že Key Tracking je jednoduše volba, v režimu “on/off”. V tomto případě nemůžete nastavit procento efektu, ale to není tak hrozné, protože to znamená, že bylo optimalizováno pro váš syntetizátor.
Modulace filtru: Oživení vašich zvuků
Takže, nyní, když znáte typy filtrů a běžná nastavení, můžeme jít dál.
Protože tam, kde filtr skutečně odhaluje svou sílu, je, když začneme vyvíjet ho v čase — jinými slovy, když ho modulujeme.
A pro modulaci filtru máte několik možností, každou s vlastním charakterem.
Ruka: nejvíce lidská modulace
Začneme tou nejjednodušší, ale někdy podceňovanou: otáčení knoflíku ručně, v reálném čase.
To se může zdát okrajové, ale ve skutečnosti je to jedna z nejspokojenějších věcí, které můžete udělat na syntetizátoru, než začnete hledat, jak modulovat věci více automaticky.
Je něco extrémně expresivního a organického na tom, že si sám kontrolujete otevření filtru během hraní — postupně zvyšovat Cutoff při dropu, náhle zavřít filtr ve chvíli, kdy nota bouchne, nechat zvuk dýchat vlastním tempem…
Žádný LFO, žádná obálka to nemůže přesně reprodukovat.
Protože je to lidské, nedokonalé, živé.
Právě proto je na některých syntetizátorech tlačítko Cutoff úmyslně větší než ostatní.
Na Moog Minitaur, například, je toto velké tlačítko dobře viditelné, není tam náhodou: je to pozvání hrát s ním, používat ho jako plnohodnotný nástroj.
Takže neváhejte, když se nahráváte, kontrolovat tento typ nastavení ručně.
Obálka: modelování zvuku nota po notě
Druhý způsob, jak modulovat filtr, je použití obálky — a to je jedna z nejpoužívanějších technik v syntéze zvuku.
Princip je jednoduchý: místo toho, abychom nechali Cutoff pevný, aplikujeme na něj obálku ADSR, která ho automaticky mění pokaždé, když je zahrána nota.
Konkrétně, jakmile stisknete klávesu, obálka se spustí a mění Cutoff podle cesty, kterou jste definovali — attack, decay, sustain, release.
Proč je to zajímavé?
No, protože to umožňuje každé notě mít vlastní časový vývoj a to zcela automaticky.
Možnosti jsou obrovské.
První příklad — pad, který se pomalu otevírá:
Vezměme si například pad (= plochu) jako je tento:
V tomto stavu je to trochu ploché.
Pokud však modulujeme frekvenci průchodu filtru s obálkou s dlouhým attackem, dostaneme něco mnohem zajímavějšího: nota začíná s Cutoff téměř zavřeným — zvuk je tmavý, tlumený — pak se filtr postupně otevírá v průběhu sekund, nechávajíc harmonické vstoupit jednu po druhé. Pad se postupně rozrůstá a tento efekt je posílen reverbem:
Druhý příklad — krátká obálka, efekt acid:
Teď, v jiném kontextu, vezměme tuto velmi jednoduchou basovou linku:
Zatím to není moc vzrušující.
Ale pokud modulujeme filtr s krátkou obálkou, zejména na úrovni Attack a Decay, co se stane?
No, filtr se velmi rychle otevírá a pak se téměř okamžitě zavírá:
Přidejte trochu rezonance a dostanete charakteristické prasknutí, připomínající Acid hudbu:
Poznámka: Množství modulace, tedy intenzita otevření filtru vyvolaná obálkou, je obvykle řízena specializovaným parametrem, kterému říkáme Filter Envelope Amount nebo Env Mod podle syntetizátorů.
Neváhejte manipulovat s tímto parametrem ručně (nebo jeho modulací s jiným zdrojem modulace…) při hraní.
LFO: animace filtru kontinuálně
Třetí možnost, o které jsme už trochu mluvili v článku věnovaném LFO — ale zaslouží si, abychom se k ní v tomto článku vrátili, abychom byli vyčerpávající.
Konkrétně jde o modulaci cutoffu filtru pomocí LFO, aby se frekvence průchodu cyklicky a kontinuálně měnila, obecně nezávisle na hraných notách.
Standardní použití
Klasické použití této modulace spočívá v kontrole cutoffu dolního filtru pomocí LFO sinusového tvaru.
Zvuk se jemně otevírá a zavírá, jako by dýchal. Je to jemné, může to být hypnotické, je to velmi účinné na pady a když je to synchronizováno s tempem, dává to modulaci, která se přirozeně zapadá do groove skladby.
Použití sound designu
Na druhou stranu si samozřejmě můžete představit extrémnější modulace.
Technika, kterou osobně rád používám, spočívá v tom, že výrazně zvýším rychlost LFO (Rate), až dosáhnu téměř slyšitelných frekvencí.
V této fázi se děje něco zajímavého: filtr začne modulovat tak rychle, že už nevnímáme cyklický pohyb, ale texturu, téměř šum, granularitu, která se překrývá s původním zvukem.
To je opravdu fascinující území sound designu — a často velmi překvapující pro ty, kteří to objevují poprvé.
To, co slyšíte, už není opravdu efekt filtru v klasickém slova smyslu: je to nová zvuková barva, získaná jednoduše tím, že tlačíme LFO na jeho hranice.
Zde je audio příklad (intenzita modulace se zvyšuje, jak čas plyne):
Závěr
Takže, nyní víte, co je filtr, jak funguje, jaké jsou jeho typy a hlavní nastavení, a jak ho modulovat, abyste oživili své zvuky.
Co je důležité si zapamatovat, je, že filtr není jen jednoduchý nástroj pro korekci — je to plnohodnotný nástroj pro vyjádření.
Ať už ho otáčíte ručně, obalujete tón po tónu nebo ho modulujete pomocí LFO, každý přístup otevírá různé a doplňkové zvukové možnosti.
Nejlepší, co teď můžete udělat, je jednoduše cvičit. Vezměte si syntetizátor — hardware nebo plugin — a stravte čas hraním pouze s filtrem, posloucháním dopadu každého nastavení, testováním kombinací. Takto skutečně integrujete tyto pojmy! 😊
Pokud chcete jít dál ve svém porozumění zvukové syntéze, neváhejte prozkoumat mé další články na toto téma — zabývám se LFO, obálkami, oscilátory a mnoha dalšími základními prvky.
👉 Všechno to najdete tady.