MVH Gunno Klingfors 2009 Upphovsrättsinnehavare

Transkript

1

2 Vad man får och inte får göra Detta häfte får distribueras fritt till elever på skolor som köpt DVD 3 Musik - Akustik - Teknik. Även lärare som köpt DVD:n privat har rätt att distribuera häftet utan kostnad. Det innebär dock inte att häftet är fritt, utan det är fortfarande skyddat av lagen om upphovsrätt. Det innebär bl.a. att man inte får ta texten ur sitt sammanhang eller ta betalt för kopior. Man får heller inte ändra innehållet. MVH Gunno Klingfors 2009 Upphovsrättsinnehavare MUSIKAKUSTIK 1: Ljud och hörsel 2 Vad är ljud? 2 Brus och ton 2 Vågrörelsens hastighet = Tonhöjd =Frekvens 2 Vågrörelsens storlek = Ljudstyrka = Amplitud 2 Ljudkällan 4 Stränginstrument 4 Slagverk 4 Blåsinstrument 4 Ljudutstrålning 4 Vågrörelsens storlek 4 Ytterörat 6 Mellanörat 6 Innerörat 6 Benledning 6 Hörselskador 6 MUSIKAKUSTIK 2: Sound eller klang 8 Deltoner 8 Sammansatta toner 8 Harmoniska deltoner & naturtontonsserien 8 Oharmoniska deltoner 8 Enkla toner/sinustoner 8 Klangspektrat förändras över tid 8 Tonansater 8 Resonanser 10 Röstens formanter 10 Örats resonanser 10 Reflektioner 11 Direktljud 11 Tidiga reflektioner 11 Efterklang/reverb 11 Riktning 11 LJUDTEKNIK 1: Inspelningsteknik 12 Akustisk teknik (analog) 12 Inspelning 12 Uppspelning 12 Elektrisk teknik (analog) 13 Inspelning 13 Uppspelning 13 Bandspelare 13 Analog teknik 13 Digital teknik 14 Digitalisering 14 Samplinsfrekvens 14 Upplösning (bitar) 14 Att lyssna på digitalt ljud 14 LJUDTEKNIK 2: Sampling, MIDI & modellering 15 Sampling 15 Inspelning 15 Sample-spelare 15 MIDI 15 Modellering 15 Konvolvering 15 LJUDTEKNIK 3: filmen om Summertime 16 ARRANGEMANG & Groove 16 Groove 16 Variation 16 Inspelning 16 Mikrofoninspelning 16 Direktinspelning 16 MIDI-inspelning 16 Mixning (blandning) 16 EQ (equalizer) 18 Kompressor 18 Pan (panorering) 18 Maskering 19 Reflektioner/Reverb 19 Timestretch och Pitchshift 19 INSPELNINGSTEKNIKEN - hur den kom till 20 Källor (urval) 22 1

3 Musik - Akustik - Teknik DVD 3 MUSIKAKUSTIK 1: Ljud och hörsel Akustik = ljudlära. Musikakustik = ljudlära med musikperspektiv. Vad är ljud? Ljud/ljudenergi är mekaniska vågrörelser som sprids via media (gaser, vätskor och fasta kroppar). När sådana vågrörelser når örat och tolkas av hjärnan, hör vi ljud. Brus och ton Brus = oregelbundna eller operiodiska vågrörelser som inte upprepas (kan innehålla alla tonhöjder). Ton = regelbundna eller periodiska vågrörelser som upprepas. Skapar bestämda tonhöjder. Vågrörelsens hastighet = Tonhöjd =Frekvens Vågrörelsens hastighet bestämmer tonhöjden. Ju snabbare vågrörelse, desto högre tonhöjd. Hastigheten anges i antalet vågrörelser/svängningar/perioder per sekund, en måttenhet som kallas Hertz och förkortas Hz. Tonhöjd kallas ofta frekvens. För frekvens anger hur ofta något sker, i det här fallet hur ofta en vågrörelse upprepas. Människans höromfång = Hz (= svängningar/sekund). Ultraljud = Hz och uppåt (uppfattas inte som ljud av människan). Infraljud = 20 Hz och nedåt (uppfattas inte som ljud av människan). Vårt höromfång är ganska litet. T.ex. orienterar sig fladdermöss med ljudvågor på ca Hz. Vågrörelsens storlek = Ljudstyrka = Amplitud Vågrörelsens storlek avgör ljudstyrkan. Ju större vågrörelse, desto starkare ljud. När man pratar om ljud och musik, brukar sådant som har med ljudstyrka att göra kallas dynamik. Ljudnivån anges i decibel, en logaritmisk måttenhet som förkortas db. O db = det svagaste ljud människan kan uppfatta. 180 db = trumhinnan spricker. Exempel på ljudnivåer 195 db = maximalt ljudtryck i luft. Vid högre tryck uppstår chockvågor. 180 db = kanonskott (trumhinnan spricker) db = smärtgräns db = rockkonsert = disko/klubb db = lågmält liveband = vanlig ljudnivå vid musikmixning 70 db = stark trafik db = samtal db = bakgrundsmusik db = tyst inspelningsstudio 10 db = lövsus i svag vind 0 db = människans hörtröskel (svagast hörbara ljud) - 20 db = det svagaste ljud en hund kan uppfatta. 2

4 Musik Musik - Akustik - Akustik - Teknik - Teknik Klingfors DVD 3 3

5 Ljudkällan Ljudkällan = där ljud alstras/skapas. Ljud uppstår när tillförd energi omvandlas till ljudenergi. Stränginstrument Strängar är elastiska kroppar. Det betyder att när man drar i eller slår till en sträng, strävar den efter att återta sin ursprungliga form. Under tiden som den gör det, uppstår ljud. Så fungerar bl.a. gitarr och piano. På stråkinstrument alstras ljud p.g.a. friktion mellan stråkens tagel och strängen. Stråken drar med sig strängen en liten bit i stråkriktningen. Vid en viss punkt åker strängen tillbaka. Detta upprepas om och om igen när man drar en stråke över en sträng. Slagverk Slagverk påminner om stränginstrument, för när man slår till ett trumskinn blir det en liten buckla i skinnet. Ljud uppstår när bucklan rätas ut. Blåsinstrument Ljud kan uppstå när en (komprimerad) luftström stöter på hinder. En pulserande luftström uppstår när luftströmmen släpps igenom/stoppas av ett hinder. Så fungerar bl.a. människans röst (stämbanden pulserar), brass- (läpparna pulserar) och rörbladsinstrument (rörbladet pulserar). På flöjtinstrument uppstår ljud genom att ett smalt luftband bryts mot en kant. Ljudutstrålning Ljud/ljudenergi är mekaniska vågrörelser som sprids via media (gaser, vätskor och fasta kroppar). Ljud sprids i längdriktning (longitudinellt) från ljudkällan, likt ringar på vatten. Det går till så att de molekyler som omger ljudkällan sätts i rörelse av ljudkällan. Dessa molekyler sätter i sin tur de molekyler som omger dem i rörelse, o.s.v. Det är en domnioeffekt: till slut sätts de molekyler som omger örat i rörelse. Först då hör vi ljudet. Det tar alltså tid för ljud att nå örat (uppgifterna nedan beror bl.a. på temperaturen): Ljudets hastighet i luft (gas) = 1,120 km/ km/h (340 meter/sekund). Ljudets hastighet i saltvatten (vätska) = km/h. Ljudets hastighet i stål (fast kropp) = km/h. När ljud sprids fritt åt alla håll är ljudutstrålningen fri. Men i verkligheten påverkas ljudutstrålningen av hinder. T.ex. av kroppen, väggar, tak, golv och möbler. Vad som händer när ljud stöter på hinder beror dels på ljudet som sådant, och dels på hur hindren reflekterar och absorberar ljud. Vågrörelsens storlek Vågrörelsens storlek har betydelse för spridningen Höga eller ljusa tonhöjder/frekvenser har korta våglängder. Dom sprids snabbare än långa vågläng der, men når inte så långt från ljudkällan. Låga eller mörka tonhöjder/frekvenser har långa våglängder. Dom sprids långsammare än korta våglängder, men har större räckvidd. Dessutom är långa våglängder bättre på att ta sig förbi fysiska hinder. Det är därför man mest hör bastoner genom en vägg eller utanför en konsertarena. 4

6 5

7 Hörseln Ytterörat Ljud når normalt de inre hörselorganen via ytterörat. Ljudvågorna fångas upp av öronmusslan, som består av elastiskt brosk, och leds in till trumhinnan via den drygt 2,5 cm långa hörselgången. Den är av ben och S-formad för att skydda den ömtåliga trumhinnan, som sitter i hörselgångens ände. Trumhinnan är ett lätt koniskt membran, en 0,4 mm tunn hinna, som sätts i rörelse av ljudvågorna. Därmed omvandlas ljudenergi till mekanisk energi. Mellanörat På trumhinnans insida sitter hörselbenen (människans minsta ben). Dom fungerar som hävstänger och leder vibrationerna från trumhinnan till hörsnäckan. För hammaren är fäst vid trumhinnan, och leder vibrationerna via städet till stigbygeln, som är fäst i hörselnäckans ovala fönster. I mellanörat regleras volymen. Svagt ljud förstärks och alltför starka ljud försvagas. Innerörat Därefter når vibrationerna innerörat, där de omvandlas till nervimpulser, d.v.s. elektrisk energi. När vibrationerna passerat hörselbenen når dom det ovala fönstret, ett tunt membran som sitter i hörselnäckans ena ände. Hörselnäckan är delad i kanaler som är fyllda med en väldigt lättflytande vätska. Vätskan sätts i rörelse av hörselbenens vibrationer. Då uppstår vågmönster i vätskan som påverkar hörselsinnet, som sitter i hörselsnäckan. I hörselcellerna omvandlas vågrörelserna till elektriska impulser, som via hörselnerven leds till hjärnan, där ljuden tolkas. Benledning Men ljud måste inte passera hörselgången. Vissa ljud leds in i hörselorganen via skelettet. Det händer när man håller en fiol under hakan eller om man lutar sig mot en stor bashögtalare. Det kallas benledning, och kan vara en anledning till att viss musik känns bättre på farligt höga ljudnivåer. D.v.s.man spelar så starkt att kroppen fungerar lite som ett extra öra, i synnerhet vad gäller bastoner. Hörselskador Hörselorganen är oerhört känsliga (man tror att 1,5 miljoner svenskar lider av bullerskador). Därför är dom väl skyddade, långt in i skallen. Och det finns automatiska skydd mot överbelastning, bl.a. i form av en liten blixtsnabb muskel som kallas tensor tympani. När den spänns hindrar den hörselbenen från att vidarebefordra alltför starka ljud till innerörat. Men ibland räcker inte kroppens skyddsmekanismer till. Ofta beror det på att man utsätts för plötsliga starka ljud, som skyddsmuskeln tensor tympani, inte hinner dämpa. Det kan leda till att hörselhåren, som sitter i hörselsnäckan, skadas. Tensor tympani styrs av reflexer. Alkohol och trötthet ökar alltså risken för sådana här skador, eftersom reaktionsförmågan försämras när man är trött eller full. 6

8 7

9 MUSIKAKUSTIK 2: Sound eller klang Klangen eller soundet bestäms av många faktorer. Här berörs de viktigaste. Deltoner Sammansatta toner En enskild ton består i allmänhet av många olika toner, trots att den låter som en enda ton. På samma sätt som vitt ljus består av många olika färger. Sådana toner kallas sammansatta eller komplexa toner. De enskilda tonerna i en sammansatt ton kallas deltoner. Tillsammans bildar deltonerna ett klang spektrum, som är oerhört viktigt för soundet. Den lägsta deltonen kallas grundton: ibland kallas övriga deltoner övertoner. Man skiljer på harmoniska och oharmoniska (disharmoniska) deltoner. Harmoniska deltoner & naturtontonsserien De harmoniska deltonerna utgör den så kallade naturtonsserien. På stränginstrument bildas harmoniska deltoner genom att strängen svänger i olika längder (d.v.s. hastigheter) samtidigt. På många luftinstrument bildas harmoniska deltoner av stående våglängder i luftpelare, som likt strängar svänger i flera våglängder samtidigt. Oharmoniska deltoner Sammansatta toner innehåller som regel även oharmoniska deltoner, d.v.s. deltoner som inte har med naturtonsserien att göra, eller som avviker från den. Trummor skapar ofta oharmoniska deltoner, vilket bidrar till att det kan vara svårt att urskilja en tydlig tonhöjd. Det beror på att skinnet kan svänga på många sätt samtidigt (koncentriska cirklar, tårtbitar o.s.v.) Även pianot har ganska oharmoniska deltoner. Men alla musikinstrument skapar oharmoniska deltoner, särskilt vid tonstarten Enkla toner/sinustoner Toner som inte är sammansatta utan består av en enda frekvens kallas enkla toner eller sinustoner. Sinustoner görs i allmänhet på konstgjord väg och i mätningar, experiment o.s.v. Dessutom används dom som råmaterial i syntar. Varje delton i en sammansatt ton är (i teorin) en sinuston. Klangspektrat förändras över tid Tillsammans utgör deltonerna ett klangspektrum, som har stor betydelse för soundet/klangen. Detta spektrum förändras över tid, d.v.s. deltonerna är inte konstanta, utan deras ljudstryka förändras under tonens gång. Det beror bl.a. på att höga deltoner har korta våglängder, varför dom klingar ut snabbare än låga deltoner. Tonansater Tonansatsen är den allra första delen av en ton. Den innehåller mest information om vad det är för ljud man hör. Det beror på att vid början av en ton har inga deltoner hunnit klinga ut. Detta är oerhört viktigt för att vi ska kunna identifiera ljud. Tonansatser har alltså stor betydelse för soundet. Inte minst transienterna, dom allra snabbaste ljuden i början av en ton. 8

10 9

11 Resonanser Resonans innebär att en kropp sätts i rörelse av ljudenergi/ljudvågor. En resonator är alltså medsvängande. Att glas kan krossas av ganska svagt ljud beror på att alla kroppar har lättare att svänga vid vissa tonhöjder eller frekvenser än andra. Resonatorns storlek, form och material bestämmer vilka tonhöjder som förstärks. Toner som ligger nära sådana tonhöjder förstärks mest. Sådana tonhöjdsområden kallas resonansfrekvenser eller formanter, och spelar stor roll för ljudet. Men vid vissa frekvenser k an ljud försvagas av en resonator, d.v.s. resonatorn kan både förstärka och dämpa ljud. Centralt här är att resonanser avgör balansen mellan deltonerna. Röstens formanter Tack vare formanter kan vi känna igen röster och kommunicera med tal. För röstens klang bestäms till stor del av resonanser eller fomanter i hals, mun och näshåla. Eftersom människor är olika skapta, låter vi olika. När vi pratar, ändrar vi hela tiden röstresonatorns form. På så sätt gör vi olika ljud av stämbandens svängningar. När vi väl lärt oss ett språk sker det automatiskt. Med vilken otrolig precision det här sker, framgår av att det i allmänhet är lätt för en infödd att höra om en person har ett annat modersmål. Röstens formanter ligger i det område där örat är som känsligast. Troligen för att vi ska kunna kommunicera så effektivt som möjligt. Örats resonanser Även hörselgångarna fungerar som resonatorer som dämpar och förstärker ljud. P.g.a. av hörselgångens utformning är örat extra känsligt för ljud i närheten av och Hz. Därför måste en låg eller väldigt hög ton vara mycket starkare än toner där örat är känsligast för att uppfattas som lika starka. Hörseln är alltså inte linjär, utan förstärker vissa tonhöjder. Loudness- eller likaljudskurvor visar hur mycket starkare låga och höga toner måste vara, för att upplevas som lika starka som de tonhöjder som förstärks i örat. Detta förklarar varför det finns loudness-knappar på många apparater. För när man lyssnar på låg ljudnivå måste låga och höga frekvensområden förstärkas för att balansen ska bli något så när rätt. 10

12 Reflektioner När ljudvågor stöter på hinder händer flera saker: 1) en del ljudenergi absoberas, i synnerhet när reflektionsytan är mjuk. 1) en del ljudenergi reflekteras. Det innebär att ljudvågorna ändrar riktning. Principen är densamma som för ljus: reflektionsvinkeln är lika med infallsvinkeln. Vad gäller reflektioner delar man in ljud i direktljud, tidiga reflektioner och efterklang eller reverb. Direktljud Med direktljud menar man det ljud som når lyssnaren direkt från ljudkällan, utan att det reflekterats mot någon yta. Tidiga reflektioner Med tidiga reflektioner menas i allmänhet reflektioner som når örat inom 1/10 sekund efter direktljudet. Det är så liten tidsskillnad mellan tidiga reflektioner och direktljudet, att man ofta upplever att de sitter ihop. Efterklang/reverb De sena reflektionerna brukar kallas efterklang eller reverb och är reflektioner som når örat mer än 1/10 sekund efter direktljudet. Sena reflektioner känner man lätt igen i exempelvis badrum och kyrkor. Riktning Med hjälp av reflektioner kan ljud riktas. Så fungerar bl.a. högtalare. När man förstärker ljud med hjälp av en megafon reflekterar tratten ljudenergi som annars skulle ha läckt ut åt sidorna och riktar all ljudenergi åt ett håll. På så vis kan ljud förstärkas rejält. Ett enkelt sätt att förstärka ljud är att stå nära en vägg med reflekterande yta. Är väggen mjuk ska man göra tvärtom, för en sådan vägg absorberar ljud. 11

13 LJUDTEKNIK 1: Inspelningsteknik Inspelningstekniken är en biprodukt av kommunikationstekniken, i första hand telegrafen, telefonen och radion. Akustisk teknik (analog) Akustisk in- och uppspelningsteknik uppfanns av Thomas Edison Han kallade uppfinningen fonograf, d.v.s. ljudskrivare. Ett bra namn, eftersom det beskriver vad som händer. Akustisk inspelningsteknik är helt mekanisk och fordrar inte elektricitet. Den är så enkel att ledande vetenskapsmän trodde det var en bluff. Inspelning 1. Ljudvågor fångas upp av en tratt (motsvarar ytterörat). 2. I trattens smala ände sitter ett tunt membran, som sätts i rörelse av ljudvågorna (motsvarar trumhinnan). 3. Ett stift är kopplat till membranet, så membranets rörelser överförs till stiftet. 4. Stiftet ristar in rörelsemönstret i ett mjukt material på en roterande cylinder (fonograf) eller skiva (grammofon). Ljudvågor Membran/tratt Stift ristar mönster Ljudenergi Mekanisk energi Mekanisk energi Uppspelning 1. Stiftet känner av det inristade rörelsemönstret. 2. Stiftets rörelser överförs till membranet. 3. Membranets rörelser överförs till tratten, som förstärker dem till ljud vi kan höra. Stift läser mönster Membran/tratt Ljudvågor Mekanisk energi Mekanisk energi Ljudenergi Analog teknik Akustisk inspelningsteknik är en analog teknik, eftersom ljudvågorna motsvaras av (är analoga med) det mönster som ristas in, eftersom rörelsemönstret skapats av och härmar ljudvågor. LJUDVÅGOR INSPELADE AV SCOTT

14 Elektrisk teknik (analog) Elektrisk inspelningsteknik påminner om akustisk teknik, men kräver mikrofon, förstärkare, högtalare och elektricitet. Tekniken slog igenom på 1920-talet, när man fick bättre mikrofoner, förstärkare och högtalare. Inspelning 1. Ljudvågor fångas upp av en mikrofon. 2. I mikrofonen finns ett känsligt membran, som sätts i rörelse av ljudvågorna. Ljudvågorna omvandlas därmed till mekanisk energi (motsvarar örats trumhinna). 3. Membranets rörelser påverkar den elektriska spänning som finns i mikrofonen. Exakt hur beror på mikrofontypen. Därmed omvandlas ljudenergin till varierande voltspänning (elektrisk signal). 4. Efter förstärkning i en preamp (förförstärkare) omvandlas signalen till mekaniska rörelsemönster som ristas in i ett mjukt material, på samma sätt som vid en akustisk inspelnin Ljudvågor Membran Varierande voltspänning Nål ristar mönster Ljudenergi Mekanisk energi Elektrisk energi Mekanisk energi Uppspelning 1. Grammofonens stift läser av det inristade rörelsemönstret. 2. Stiftets rörelser fångas upp av keramiska plattor, som omvandlar rörelserna till varierande voltspänning. 3. Voltspänningen leds till förstärkare, som förstärker signalen innan den skickas till 4. högtalare, som omvandlar den elektriska spänningen till mekaniska rörelser. 5. Rörelserna omvandlas till ljudvågor av högtalarens membran och högtalarlådan. Nål läser mönster Varierande voltspänning Högtalare Ljudvågor Mekanisk energi Elektrisk energi Mekanisk energi Ljudenergi Bandspelare Fram till 1940-talets slut gjordes elektriska inspelningar direkt på skivor. Då övergick man till att spela in på bandspelare i stället. Det innebär att den elektriska signalen sparas som magnetmönster på plastband. I övrigt är det ingen skillnad. Analog teknik Även elektriska inspelningar är analoga, eftersom ljudvågorna motsvaras av (är analoga med) den varierande voltspänning som skapas i mikrofonen, och som i sin tur omvandlas till rörelsemönster när det det mönster som ristas in. Rörelsemönstret härmar ljudvågor. 13

15 Digital teknik Digital inspelningsteknik slog igenom på 80-talet när CD-skivan kom. Digital inspelningsteknik bygger på elektrisk teknik. Man använder mikrofoner, förstärkare och högtalare. Skillnaden är att vid en digital inspelning lagras ljudet som talserier på digitala minnen, på samma sätt som bilder och video lagras i datorer. Digitalisering För att ljud ska kunna lagras och bearbetas digitalt måste det digitaliseras. På samma sätt som en pappersbild måste scannas in för att kunna användas i en dator. Ljudinscanningen sker i A/D-omvandlare, en förkortning av analog till digital. Det går till så att en elektrisk ljudsignal samplas. Det innebär att den mäts regelbundet med korta tidsintervall: man tar samples eller exempel av den. Digitala ljudfiler är alltså inte kontinuerliga, utan består av mätdata eller samplingar, ett slags frysta ögonblicksbilder av ljudet. Zoomar man in digitalt ljud, ser man att ljudkurvan består av pyttesmå trappsteg. Samplinsfrekvens Ju oftare signalen samplas, desto exaktare blir digitaliseringen. Detta anges (liksom tonhöjd) i Hz. För frekvens anger hur ofta något sker. På en vanlig CD-skiva har ljudet samplats ggr i sekunden. Enligt Nyquists teorem är det minimum för att de högsta tonerna människan kan höra ska samplas. Vid inspelningar används minst det dubbla. Upplösning (bitar) Noggranheten eller upplösningen anges i bitar. 8 bitars upplösning = 256 nivåer samplas eller registreras. 16 bitars upplösning = nivårer (upplösningen på en vanlig CD-skiva). 24 bitars upplösning. = nivåer (minimum vid moderna inspelningar). Att lyssna på digitalt ljud Man kan inte lyssna på en digital ljudfil som den är. Först måste den omvandlas till ljud i D/A-omvandlare (D/A betyder digital till analog). I D/A-omvandlarna skapas ljud i form av en analog elektrisk signal utifrån ljudfilens mätdata. Därefter är processen identisk med uppspelning av analogt ljud. Så när man lyssnar på en CD esker många processer. Men dom går så snabbt att vi inte märker dom. 14

16 LJUDTEKNIK 2: Sampling, MIDI & modellering Digitaltekniken har öppnat helt nya möjligheter för musikskapande. För digitaliserat ljud kan earbetas nästan hur som helst. Sampling Att sampla betyder i musiksammanhang att man spelar in och digitaliserar ljud, och triggar det via MIDI. Inspelning När man samplar ett musikinstrument spelar man in instrumentets toner och digitaliserar inspelningarna. Eftersom en och samma ton kan spelas på väldigt många sätt, måste man i allmänhet göra många inspelningar av varje ton. Ett exempel: en trumma låter olika beroende på hur hårt man slår, var man träffar trumskinnet o.s.v. Därför spelar man in olika varianter och lägger dom i lager (layer) på en och samma ton. Sample-spelare När tonerna spelats in och redigerats laddas de in i en samplespelare. Det är ett program (kan också vara en hårdvarusampler) som gör att man kan trigga inspelningarna med MIDI. Antingen i realtid från ett MIDIinstrument eller från inspelade MIDI-filer, som hanteras i program som Cubase och Logic. Använder man flera lager eller layers, kan man programmera sample-spelaren så att uppspelningen svarar på hur man spelar. Spelar man svagt spelas en svag sampling upp etc.n spelar. När man samplar t.ex. trummor används någonting som kallas layering. MIDI MIDI betyder Musical Instrument Digital Interface och blev internationell standard Det är ett digitalt språk som gör att olika enheter kan kommunicera med varandra. MIDI innehåller inget ljud, bara styrsignaler (controllers). MIDI-instrument registrerar hur man spelar. Därför kan man trigga vilka ljud man vill med MIDI. MIDI-signaler kan spelas in, sparas och bearbetas i sequencer-program som Cubase och Logic och användas för att trigga ljud. MIDI innehåller information om vilken ton som ska spelas, när den börjar och slutar etc. Därför är MIDI grunden för datorbaserad notskrift. För notskrift visar tonhöjd, tonlängd och rytm. Dessutom kan datorer göra om ljudinspelningar eller audiofiler till MIDI. På så sätt kan man t.ex. göra om en ljudinspelning till noter. Modellering Modellering är ingen enhetlig teknik, utan ett samlingsnamn för flera tekniker. Med modellerade musikinstrument menas oftast instrument vars toner skapas av dataprogram (syntetiskt). Ett modellerat piano är alltså ett program som skapar ljud och reagerar snarlikt ett akustiskt piano när det tolkar MIDI-signaler. Konvolvering En vanlig teknik inom modellering, och innebär att man blandar två signaler: 1. Originalljudet (t.ex. en sånginsoeklning). 2. Ljudsignal från det som ska härmas (ett visst rums reflektioner. När de två signalerna blandas/mixas, låter det som om pioanoinspelningen gjorts i rummet i fråga. Men det behäver inte vara ett rum. Man kan modellera allt möjligt, som förstärkare, mikrofoner och högtalare. 15

17 LJUDTEKNIK 3: filmen om Summertime Grunder i modern musik. ARRANGEMANG & Groove Arrangemang = låten och kompet ska utformas. Groovet = rytmiskt stuk. Innan man börjar spela in måste man ha någorlunda klart för sig hur låten ska organiseras. Groove I rytmisk musik är det allra viktigaste groovet, d.v.s. den grundläggande rytmkänslan. För alla måste hålla sig till den. Variation Variation är oerhört viktigt - annars blir det tråkigt. En låt kan varieras på väldigt många olika sätt, bl.a.: Tonartsbyten (modulationer). Olika instrumentation (olika ljudkombinationer). Reharmonisering (melodin får nya ackord). Nya stämmor (instrument/kör spelar/sjunger olika stämmor i olika verser). Inspelning Vid digital inspelning har A/D-omvandlarna (analog till digital) avgörande betydelse för ljudkvaliteten. Därför ska man använda så bra A/D-omvandlare som möjligt. Vidare bör man spela in med minst 24 bitars upplösning, eftersom skillnaden mellan 16 och 24 bitar är tydligt hörbar. Däremot råder det delade meningar om vad man vinner på att spela in med högre samplingfrekvens än Hz. Mikrofoninspelning Vid inspelningar används odtast kondensatormikrofoner p.g.a. känsligheten. Oftast är det bäst att spela in med minimala reflektioner, så man kan välja sound i efterhand. Ett alternativ är att spela in reflektioner på särskilda kanaler, så att man i efterhand kan välja hur mycket reflekterat ljud man vill ha. Man ska också vara noga med att undvika läckage, t.ex. att ljude från hörlurar spelas in på sånginspelningar. Direktinspelning Direktinspelning innebär att man spelar in instrument som elgitarr och elbas via en preamp, utan att använda förstärkare/höhtalare. Fördelen med det är att man kan välja mellan olika förstärkar/högtalar-kombinationer i efterhand (modellering). MIDI-inspelning MIDI-inspelning används i förrsta hand vad gäller keyboards. Det beror på att man ofta använder samplade eller modellerade keyabordinstrument. Mixning (blandning) När inspelningarna är klara är det dags att mixa. Det innebär att man bestämmer hur dom olika inspelningarna eller stämmorna ska samverka. Hur starka dom ska vara, klangfärgen, hur dom ska placeras i ljudbilden. Till vänster eller höger. Nära eller längre bort. Det är nu man på allvar använder kunskap om akustik och hörsel. För det här bygger på hur ljud fungerar och hur 16

18 17

19 människan uppfattar ljud. Man använder många verktyg, men till dom viktigaste hör: 1. Volymkontroller, som bestämmer ljudnivån (db). 2. Panorering, placering höger-vänster (L-C-R). 3. Equaliser, som formar soundet genom att förstärka och försvaga deltoner (db och Hz). 4. Dynamiska processorer, som påverkar förhållandet mellan starka och svaga ljud (db). 5. Reverb, program som skapar reflektioner (db och Hz). Alla ljudfiler bör ha en upplösning på minst 24 bitarr, eftersom det höjer kvaliteten på bearbetningen avsevärt. Även 16-bitarsfiler vinner på omvandling innan de ska bearbetas. EQ (equalizer) Formar ljud genom att förstärka och/eller försvaga deltoner. På bilden ges exempel på vilka egenskaper olika frekvensområden har. Det är oerhört viktigt att man tar hänsyn till detta när man mixar eller använder elektrisk förstärkning. För en tydlig och klar ljudbild är det viktigt att ta bort (skära) frekgvenser som inte är nödvändiga (ofta de lägsta och högsta frekvenserna). Kompressor Viktigast av dom dynamiska processorerna är kompressorn. Den minskar skillnaden mellan svagt och starkt ljud, genom att förstärka svaga ljud och/eller försvaga starka. En kompressor gör alltså ljudnivån jämnare. Därmed blir det lättare att uppfatta svaga toner. Kompressorer kan också användas till att lyfta fram tonansatser, genom att den ställs så att ansatsen inte komprimeras, bara resten av tonen. Pan (panorering) Panorering innebär att man placerar ljud i stereobilden (vänster - höger). Grundprincipen är att viktiga ljud placeras i eller nära mitten, medan mindre viktiga ljud panoreras till vänster eller höger. För att undvika obalans måste ljuden fördelas något så när jämt mellan vänster och höger. En bra mix ska dock fungera i både mono och stereo, eftersom en hel del uppspelningen sker i mono. 18

20 Maskering Maskering innebär att vissa toner döljs av andra. För när vi lyssnar på musik, bildas ju tusentals deltoner per sekund. Att örat kan orientera sig i detta virrvarr är fascinerande, och verkar delvis bero på maskering. Örat registrerar viktiga toner och fäster mindre uppmärksammhet vid mindre viktiga toner. Maskering kan användas på många olika sätt. I exemplet Summertime används maskering bl.a. för att dölja resterna av Billie Holidays komp. Reflektioner/Reverb Reflektioner och reverb har avgörande betydelse för soundet. Grundprincipen är, att ju närmare ett ljud ska vara, desto starkare direktökid och tidiga reflektioner. Ju längre bort, desto starkare efterklang/reverb. Genom att bara spela in direktljud utan tydliga reflektioner, kan man bestämma vilka reflektioner olika ljud ska när man mixar. Leadsång ska vara nära, men ändå låta stort. Ett sätt att lösa det på är att använda tydliga tidiga reflektioner. Då tror örat att sången är nära. Men man fördröjer efterklangen så att den maskeras av kompet. Timestretch och Pitchshift Genom att ändra uppspelningshastighet, kan man ändra tempo och tonhöjd. Dubbel så snabb uppspelning = dubbelt så högt (en oktav) och dubbelt så snabbt. Det beror på att ljudvågornas hastighet bestämmer tonhöjden. På end ator kan man dock höjta tonhöjden utan att förändra tempot. Liksom man kan ändra termpo utan att ändra tonhöjd. Detta är grunden för autotune, d.v.s. när man ändrar intonationen i en dator. Timestretch = att byta tempo (tid), utan att förändra tonhöjden. Pitchshift = att förändra tonhöjden utan att förändra tempot (tiden). 19

21 INSPELNINGSTEKNIKEN - hur den kom till Denna sammanställning är inte fullständig i något avseende, utan exempel på händelser och företeelser. Syftet är att göra det lättare att överblicka hur sammanvävda skenbart olika företeelser är med varandra. Flera årtal ska ses som ungefärliga, eftersom det finns olika uppfattningar om när saker skedde. Dessutom har patentstrider ofta lett till felaktiga uppgifter William Gilbert experimenterar med statisk elektricitet och skapar ordet elektricitet Blaise Pascal skapar den första räknemaskin som kan ses som en föregångare till datorn Eldrivet klockspel. ca 1752 ca Man kan göra melografinspelningar, d.v.s. registrera keyboardspel i realtid. Anledningen var att man ansåg noter ge en dålig bild av hur musik egentligen lät, eftersom improvisation var så viktigt. Tekniken har mycket hemensamt med MIDI Clavecin electrique. Niepce tar fotografiska bilder (heliografi). Den äldsta bevarade bilden är från Sömmering konstruerar sin elektrokemiska telegraf. Charles Babbage skapar differensmaskinen, en mekanisk dator Den äldsta bevarade fotografiska bilden (Niepce) Gauss och Weber bygger den första elektromagnetiska telegrafen för reguljärt bruk Babbage presenterar den första programmerbara mekaniska datorn Daguerrotypin (fotografi på metallplåtar) presenteras för franska vetenskapsakademien Italienaren Meucci uppfinner mikrofonen som en del av telefonen. ca 1857 Édouard-Léon Scott de Martinville får patent på sin inspelningsteknik. Ljudet kunde dock inte spelas upp förrän Den första fullt fungerande telegrafikabeln mellan Europa och USA Ernst Siemens får patent på dynamiska eller elektromagnetiska högtalare Thomas Edison bygger den första fullt fungerande mikrofonen (efter Meuccis idéer från ca 1849). Bell får patent på telefonen (Meucci hade inte råd att betala för patentansökan) Thomas Edison genom för den första fungerande akustiska in/uppspelningen (fonografen). Fransmannen Charles Cros beskriver tekniken vid samma tid, men han testar inte idén Alexander Graham Bell beskriver stereo Emile Berliner uppfinner prototypen för grammofonen, som använder skivor i stället för cylindrar Äldsta bevarade fonografinspelningen som säkert kan dateras (Händel; England), men det finns troligen äldre inspelningar; Louis Le Prince spelar in de första filmerna Man kan spela in ljudfilm, men tekniken används inte på allvar förrän De första biografvisningarna av film i Berlin och Paris Amerikanen Cahill bygger en av de första betydande syntarna (Telharmonium) Marconi genomför de första trådlösa telegrafsändningarna på längre avstånd Poulsen får patent på bandspelaren (efter Oberlin Smiths principer från 1888). Tanken var att använda den som telefonsvarare Det säljs 1 miljon skivor i USA Pridham/Jensen skapar världens första PA (Public Adress-system) AT&T börjar utveckla PA-anläggningar Reguljära radiosändningar i bl.a. USA. 20

22 1925 Analog TV demonstreras av Baird. Byggde bl.a. på Brauns idéer från 1800-talet; Övergång till elektrisk inspelningsteknik; Reguljära radiosändningar i Sverige Ljudfilmen får genom slag i och med The Jazzsinger med Al Jolson i blackface Den första TV-överföringen mellan England och USA Bell Labs bygger den första Hifi-högtalaren, som delar upp ljudet på två högtalarelement RCA släpper utvecklade högtalare med många element I Tyskland lanseras de första reguljära högupplösta TV-sändningarna; Hammond-orgeln lanseras TV får genomslag tack vare olympiska spelen i Berlin; den första elektromekaniska datorn byggs in Tyskland (Z1) 1939 Walt Disney använder surroundljud i Fantasia Howard Aiken skapar datorn Mark I Altec Lansing släpper sina förbättrade PA-system 1948 Bell Labs lanserar transistorn ca Man övergår till att spela in på bandspelare i stället för på skivor; elinstrument från bl.a. Fender, Gibson och Wurlitzer von Neumann konstruerar IAS-datorn, med grundläggande arkitektur; den första transistorbaserade datorn TX Färg-TV lanseras i USA Sverige får en andra radiokalan (P2) Reguljära TV-sändningar i Sverige RCA Victor lanserar vinylskivor med stereoljud för hemmabruk; Robert Noyce uppfinner den integrerade kretsen Sverige från en tredje radiokanal (P3) som ett försök att stoppa lyssnandet på piratradio (sändningar som inte kontrollerades av politiker/folkrörelser); Analoga syntar får genomslag Universal Pictures introducerar sitt Sensurround system för filme Earthquake 1975 Microsoft bildas; världens största programvaruföretag Lokalradion i Sverige startar; Commodore lanserar sin PET-dator; Apple lanserar Apple II, men datormarknaden domineras av IBM:s 360-serie Fairlight CMI lanseras, det första polyfona digitala samplingssystemet. Kabel-TV byggs ut i Sverige; Övergång från elektrisk/analog till digital teknik inleds Geroge Lucas och hans THX-system sätter ny standard för bioljud; CD-skivan lanseras i Japan CD-skivan lanseras i Europa och USA; MIDI blir internationell standard Sverige får en fjärde radiokanal (P4). TV3 börjar sända från London, vilket blir slutpunkt för det svenska TV-monopolet Tim Berners-Lee skapar world wide web Den första web-platsen öppnas Amerikanska representanthuset medger att det var Meucci, inte Bell, som uppfann telefonen/högtalaren/mikrofonen. 21

23 Källor (urval) Bunch, Bryan The history of science and technology [2004] ISBN Encyclopedia Britannica Online [2008] Gibson, David The Art of Mixing [1997] ISBN Grondemeyer, Andrea [1998] Film - A concise history ISBN Grove Music Online [2008] Klingfors, Gunno retro.nu Liber [2003] ISBN Moore/Dalley Clinically oriented anatomy [2006] ISBN Nisbeth, Alec The Sound Studio [1995] ISBN Owsinski, Bobby The Mixing Engineer s Handbook [1999] ISBN Roberts, J.M. Modern history from the european age to the new global era [2007] ISBN Sassoon, Donald The Culture of the Europeans [2006] ISBN Scientific American The Physics of Music [1978] ISBN Sundberg, Johan Musikens Ljudlära [1987] ISBN Yorath, Dave Photography - a crash course [2000] ISBN Kursanteckningar för läkarutbildningen vid Uppsala universitet, finns på Sassoon, Donald The Culture of the Europeans [2006] ISBN