A síntese subtrativa é um dos métodos mais intuitivos e amplamente utilizados no design de som e na produção de música electrónica. No seu núcleo, trata-se de começar com um som que contém muitas frequências – muitas vezes uma onda de dentes de serra ou quadrada – e depois esculpir esse som removendo partes do seu espectro de frequência. As ferramentas que fazem a escultura são chamadas filtros. Sem uma compreensão completa dos filtros, você está essencialmente cego ao moldar patches, misturar faixas ou criar timbres expressivos e em evolução. Este artigo irá explorar todas as facetas de filtros em síntese subtrativa, desde conceitos fundamentais até técnicas avançadas de modulação, e mostrar-lhe como usá-los nas suas produções.

O que é síntese subtrativa?

A síntese subtrativa é construída sobre uma simples cadeia de fluxo de sinal: oscilador gera uma forma de onda rica em harmônicos, em seguida, uma filtro remove (subtrai) frequências específicas e, finalmente, uma amplificador Forma o volume global ao longo do tempo. O oscilador produz normalmente um dente de serra, quadrado, pulso, triângulo ou forma de onda de ruído. Cada um destes tem um perfil harmónico diferente. Por exemplo, uma onda de serra contém todos os harmónicos (estranho e uniforme), enquanto uma onda quadrada contém apenas harmónicos ímpares. O filtro actua então como uma porta selectiva de frequência, permitindo que algumas partes do espectro passem e atenuem outras.

Esta combinação de uma fonte rica em harmónica e de um filtro flexível é o que torna a síntese subtrativa tão poderosa para criar tudo, desde linhas de baixo quentes a almofadas areais e derivações agressivas.

O papel dos filtros no som de modelação

Os filtros são o coração de um sintetizador subtrativo. Define não só o carácter tonal básico, mas também o movimento dinâmico de um patch. Um filtro pode fazer um oscilador duro suave, transformar um som de espectro completo num sussurro fino e distante, ou criar uma ressonância de gritos que adiciona personalidade. Ao aumentar ou cortar as frequências selectivas, o filtro permite- lhe colocar o som numa mistura, criar contraste entre secções e evocar humores específicos. Sem um filtro, uma onda de serra nunca muda o seu carácter; ele permanece apenas brilhante e estático.

O filtro é a sua ferramenta primária para animação e expressão.

Como os filtros interagem com harmônicos

Quando você abre um filtro (aumentar a frequência de corte), passam mais harmónicos, tornando o som mais brilhante e mais completo. O fecho do filtro remove harmónicos mais elevados, resultando num timbre mais escuro e mais moderado. Esta interacção simples é a base para inúmeros sons clássicos. Por exemplo, um baixo com um filtro passa- baixo fechado dá um tom profundo e subby; a abertura do filtro, à medida que a nota toca, cria uma varredura clássica do filtro. A riqueza harmónica da forma de onda- fonte determina o quão interessante será a filtragem.

Uma onda de seno pura não oferece harmónicos para filtrar, pelo que um filtro numa onda de seno só altera a amplitude da frequência única, não timbre.

Tipos de Filtros

Existem vários tipos de filtro fundamentais, cada um adequado para diferentes tarefas sônicas. Os sintetizadores modernos oferecem frequentemente vários modos de filtro, permitindo que você se desfigure entre esses tipos.

Filtro de Passo Baixo

A filtro passa- baixo (LPF) é a mais comum na síntese subtrativa. Permite que as frequências abaixo de um ponto de corte especificado passem por ele enquanto atenua as frequências acima desse ponto. Isto cria um som clássico "suave" ou "quente" à medida que os harmónicos altos são desligados. O passe baixo é essencial para sons de baixo, almofadas e leva onde você deseja domar o brilho. Aumentar a ressonância perto do ponto de corte adiciona um pico espectral que pode fazer o filtro "cantar" e até mesmo auto- oscilar, produzindo uma onda de seno pura.

Filtro de Passagem Alta

A filtro passa- alto (HPF) faz o contrário: passa frequências acima do ponto de corte e atenua frequências mais baixas. É inestimável para limpar sons lamacentos removendo o extremo baixo desnecessário. Passa-se alto também é usado para criar texturas finas e agressivas ou para imitar sons como o áudio do telefone. Quando combinado com um passa-baixa, um efeito passa-banda pode ser aproximado.

Filtro de Passagem de Bandas

A filtro passa-banda passa por uma gama específica de frequências e atenua tudo abaixo e acima dessa faixa. A largura da faixa de passagem é controlada pelo parâmetro de ressonância. Os filtros passa- faixa são perfeitos para criar efeitos "filtrados", como simular o som através de um alto- falante pequeno, ou para isolar uma determinada região harmónica. São comumente usados em dubstep e gêneros experimentais para filtragem em estilo "formante".

Filtro de Entalhes

A filtro de entalhe (também chamado de rejeito de banda) remove uma faixa estreita de frequências, deixando o resto do espectro praticamente intacto. É útil para eliminar frequências problemáticas de ressonância ou criar um efeito "phasey" quando modulado. Os filtros de notch são menos usados para a formação de som primário, mas podem adicionar variedade, especialmente quando combinados com outros filtros.

Tipos de Filtro Adicionais

Muitos sintetizadores oferecem variações como filtros de prateleira (aumentar ou cortar frequências acima ou abaixo de um ponto de canto, como um EQ) e filtros de pente (criar uma série de entalhes que produzem efeitos metálicos ou ressonantes). Os filtros variáveis pelo estado podem se transformar continuamente entre passa-baixa, passa-banda, passa-alta e entalhe. Entender estes é útil, mas os quatro grandes (LPF, HPF, BPF, Notch) cobrem a maioria das necessidades.

Parâmetros do Filtro e seus Efeitos

Conhecer os botões e como eles interagem é crucial para o design de som prático. frequência de corte, ressonância (também chamado de Q ou ênfase), e inclinação do filtro (ou ordem).

Frequência de corte

A frequência de corte determina o ponto em que o filtro começa a atenuar. A redução do ponto de corte escurece o som; elevando- o abre frequências mais altas. A modulação do ponto de corte é a maneira mais comum de criar movimento e interesse. O ponto de corte pode ser controlado por um gerador de envelopes (para criar uma puxão ou inchação), um LFO (para efeitos de oscilação ou wah-wah), ou através de um rastreamento de teclas (onde o ponto de corte segue o pitch da nota).

Ressonância

A ressonância aumenta as frequências imediatamente em torno do ponto de corte. Em configurações baixas, adiciona uma leve ênfase que pode fazer o filtro soar mais agressivo ou "honky". Em níveis mais elevados, a ressonância cria um pico distinto que pode assobiar ou gritar. Quando a ressonância é aumentada o suficiente, o filtro começará auto- oscilação, produzindo uma onda seno na frequência de corte, independente do sinal de entrada, que é usada para criar sons de ping percussivos, efeitos especiais e até mesmo tons melódicos. A ressonância também afeta a resposta de fase, adicionando complexidade ao timbre.

Deslize do Filtro (Ordem)

A inclinação determina a rapidez com que o filtro atenua as frequências para além do ponto de corte. A maioria dos sintetizadores analógicos utiliza um efeito de filtragem de 12 dB/octave (segunda ordem) ou 24 dB/octave (quarta ordem). Uma inclinação de 24 dB é mais acentuada, removendo as frequências de forma mais agressiva, dando um efeito de filtragem mais limpo e dramático. Uma inclinação de 12 dB é mais suave, deixando alguns dos harmónicos, que podem soar mais musical e "vintage". Alguns sintetizadores oferecem 6 dB (primeira ordem) ou até 48 dB para filtragem extrema.

A escolha da inclinação afecta dramaticamente o carácter do som; por exemplo, uma passagem baixa de 24 dB numa onda de serragem remove harmónicas elevadas rapidamente, resultando num som analógico clássico, enquanto uma passagem baixa de 12 dB retém algum brilho e ar.

Rastreamento de Chaves

O rastreamento de teclas (ou o rastreamento de teclado) faz com que a frequência de corte siga o tom da nota tocada. Com o rastreamento de 100% de teclas, o filtro abre mais alto à medida que você toca notas mais altas, mantendo um brilho consistente no teclado. Sem o rastreamento de teclas, notas baixas podem soar duras e notas mais altas. Este é um parâmetro essencial para criar patches musicais e jogáveis.

Fontes de Modulação para Filtros

O que torna a síntese subtrativa realmente expressiva é a capacidade de modular parâmetros de filtro ao longo do tempo. Um LFO (o oscilador de baixa frequência) pode criar varreduras de filtro repetitivas, enquanto um gerador de envelopes (ADSR) pode moldar o contorno de corte por nota. Velocidade e aftertouch também pode modular o filtro, adicionando resposta dinâmica ao desempenho.

Modulação do Envelope

Ligar o ponto de corte do filtro a um envelope ADSR é uma das técnicas mais comuns. Um envelope típico de filtro tem controles de profundidade, ataque, decaimento, manutenção e liberação. Um ataque curto e rápido decaimento com suporte médio cria um som clássico "pluck", onde o filtro abre brevemente no início da nota e então se fecha para um estado de equilíbrio. Um ataque lento e o suporte completo produzem um efeito de "retirada de filtros". Usando a modulação do envelope é como você dá uma vida e articulação sonoras.

Modulação LFO

Quando um oscilador de baixa frequência modula o ponto de corte do filtro, você obtém movimento cíclico. Isto cria efeitos de filtro oscilantes, tremolos ou rítmicos, usados com fama em dubstep, onda sintética e tecno. O LFO pode ser sincronizado com o tempo para padrões rítmicos ou ser executado sem variações orgânicas. Alguns sintetizadores permitem encaminhar múltiplos LFOs para o filtro para modulação complexa.

Velocidade e Aftertoch

A velocidade do teclado pode modular a profundidade ou o valor de corte do envelope do filtro, tornando as notas mais altas mais claras ou mais escuras. Isto adiciona expressividade, especialmente para leads e pianos. O Aftertouch pode controlar o filtro em tempo real, permitindo- lhe abrir o filtro depois de uma nota já estar a soar.

Desenhos de filtro iconic em hardware e software

O som de um filtro é muitas vezes o caráter definidor de um sintetizador. Diferentes projetos de circuito produzem assinaturas sônicas únicas. Aqui estão algumas das topologias de filtro analógico mais famosas que têm moldado música eletrônica.

Filtro de Escada Moog

A Filtro de escada de transistor de moog é um design de passo baixo de 24 dB/octave conhecido por sua ressonância quente e rica e saturação suave. Utilizado no Minimoog, tornou-se o benchmark para baixo analógico e sons de chumbo. O filtro pode auto-oscilar musicalmente, e a ressonância é poderosa, mas controlável. Muitos sintetizadores analógicos virtuais modernos visam emular este filtro.

Roland TB-303 Escada de Diodo

O filtro do Roland TB-303 usa um design de escada de diodo que cria uma ressonância squelchy distinta. O filtro é famoso agressiva e pode produzir sons screeching ou "ácido" quando a ressonância é aumentada e o corte é modulado pelo envelope. É o coração do som da casa de ácido.

Filtro Variável pelo Estado de Oberheim SEM

O filtro SEM Oberheim é um filtro de 12 dB/octave varieável de estado que pode ser alternado entre modos passa-baixo, passa-banda e passa-alto. Tem um som suave e aberto com um carácter único. O seu design é apreciado pela sua versatilidade e é emulado em muitos sintetizadores e plugins modernos.

Filtro Korg MS-20

O Korg MS-20 possui dois filtros: um passa-baixo de 12 dB e um passa-alto de 6 dB que podem ser usados em série. O filtro passa-alto pode auto- oscilar, produzindo uma onda semelhante a um dente- serra quando sobre- orientado. Os filtros do MS-20 são conhecidos pela sua grandiosidade e capacidade de criar sons gritantes e instáveis.

Inovações Analógicas Virtuais Modernas

Hoje, muitos sintetizadores de software oferecem emulações de filtros clássicos mais projetos inteiramente novos. Filtros como os filtros "Digital" no soro, os modelos "Analog" no X maciço, ou os filtros "Multi-mode" no Vital dão aos produtores uma paleta enorme. Alguns incluem filtros morfing ou espectrais que misturam caracteres analógicos com controle de precisão. A capacidade de combinar tipos de filtro em série ou paralelos abre possibilidades ainda mais criativas.

Técnicas Práticas de Filtragem na Produção Musical

Saber teoria é uma coisa; aplicar filtros em uma mistura é onde a magia acontece. Aqui estão algumas técnicas práticas que os produtores usam para tirar o máximo proveito de seus filtros.

Criar Texturas Evolutivas

Automatize a frequência de corte durante um longo período para criar uma sensação de movimento e evolução. Isto funciona especialmente bem em almofadas, drones e arpejos. Combine com a modulação lenta do LFO para deslocamentos orgânicos. Usar um filtro passa- banda numa fonte de ruído e automatizar o corte pode produzir efeitos semelhantes ao vento ou varrimentos de filtro que adicionam tensão antes de uma queda.

Usando o Passado Alto para Limpar Misturas

Um filtro passa-alto é seu amigo para remover ruídos desnecessários de baixo nível de sons que não precisam dele, como hi-hats, pratos e almofadas. Em um contexto de mistura, aplicar um passa-alto suave para tudo, exceto o chute e baixo pode limpar dramaticamente uma mistura. Muitos produtores usam um EQ para isso, mas muitos sintetizadores incluem um passa-alto embutido que pode ser automatizado.

Filtragem de cadeia lateral para bombeamento rítmico

Embora a compressão da cadeia lateral seja comum, a filtragem da cadeia lateral (também chamada de "descolagem de filtro") é uma ótima alternativa. Use uma entrada da cadeia lateral (por exemplo, de um tambor de chute) para modular o corte do filtro de um baixo ou som de almofada. Isto cria um efeito de bombeamento que se sente mais orgânico e menos agressivo do que a compressão. O filtro abre- se após o pontapé transitório, criando um som "respirante".

Automação de Filtros para Compilações e Gotas

Automatizar um filtro passa- baixo para fechar durante um acúmulo (reduzindo altas frequências) e então abrir de repente na gota cria uma liberação dramática de energia. Este é um grampo nos gêneros EDM. Você pode combinar isso com ressonância para adicionar um pico de gritos pouco antes da queda. Usando um filtro passa- alta na direção oposta (abertura durante o acúmulo) cria tensão diferente.

Ressonância como fonte de som

Use a ressonância auto- oscilante para criar pings, sinos ou até linhas melódicas percussivas. Ao definir a ressonância de um filtro passa- baixo e sem entrada osciladora (ou usando o próprio resultado do filtro), você terá um tom puro de seno. Você poderá tocar este tom de filtro definindo o rastreamento de teclas para 100% e tocando o teclado. Esta é a base para sons clássicos de "corte filtrante".

Conclusão

Os filtros são muito mais do que apenas um controle de tom; são as ferramentas de escultura primárias na síntese subtrativa. Dominar os seus tipos, parâmetros e possibilidades de modulação é essencial para qualquer designer de som sério ou produtor de música eletrônica. Do calor profundo de um passe baixo fechado à agressão gritante de um passe de banda de alta ressonância, os filtros dão-lhe o poder de moldar formas de onda estáticas em sons vivos, respiratórios. Experimente com diferentes tipos de filtro, empurre ressonância para os seus limites, aprenda a automatizar o corte de formas musicais e estude os circuitos clássicos que moldaram gêneros inteiros. Quanto mais você entender como os filtros funcionam, mais expressivos e únicos seus sons se tornarão.

Para mais leitura, confira o clássico Som no som série "Synth Secrets" para um olhar aprofundado sobre a síntese subtrativa. Artigo da Wikipédia sobre síntese subtrativa fornece uma visão geral técnica sólida. Se você estiver interessado nas especificidades do filtro de escada Moog, o Sítio Web do Moog para um guia prático sobre modulação de filtros, Tutorial do Ableton é excelente. Finalmente, explorar as diferentes declives de filtro e seus usos em Massa dos instrumentos nativos documentação para ver implementações modernas.