Динамика

Динамику извлечения звука называют по-разному: просто динамика, сила нажатия, скорость нажатия, громкость. Наиболее корректно в случае клавишного инструмента говорить о скорости, поскольку именно скорость нажатия клавиши определяет громкость звучания ноты. Сила нажатия не всегда однозначно соответствует громкости — так, можно довольно сильно давить на клавишу фортепиано, но при этом инструмент будет звучать тихо. Это связано с особенностями механики клавишных.

В спецификации MIDI также используется термин "скорость нажатия", Velocity (от англ. "velocity" — "скорость"). Но для удобства (в ущерб корректности) я буду называть "скорость нажатия" одним словом — "динамика".

Сколько уровней динамики достаточно для точной передачи игры исполнителя? Однозначно ответить сложно. Разработчики MIDI решили кодировать динамику одним байтом данных, и поэтому в MIDI есть 128 уровней Velocity. Замечу, что уровней громкости целой партии (или громкости канала) может быть гораздо больше (см. далее), сейчас речь идет только о количестве уровней динамики отдельно взятой ноты.

Использование значения динамики (за исключением нулевого) спецификацией жестко не определено и зависит от конкретного тон-генератора. Как правило, динамика управляет блоком VCA инструмента — в зависимости от динамики изменяется время или уровень атаки, а, следовательно, и общая громкость звука. Часто динамика управляет параметрами фильтра, делая звук ярче при громкой игре. В семплерах может применяться раскладка по динамике, когда на одну и ту же ноту вешаются несколько семплов, полученных при записи с разными нюансами исполнения. В зависимости от динамики воспроизводится нужный семпл, либо результат микширования двух смежных семплов (для маскирования их разного спектрального состава). Это позволяет довольно успешно имитировать акустические инструменты, звук которых может принципиально отличаться по тембру при разной динамике исполнения.

Возникает вопрос: как должна зависеть громкость сигнала на выходе осциллятора от значения Velocity? Спецификация MIDI рекомендует тон-генераторам использовать логарифмическую зависимость в соответствии с формулой, изображенной на рис. 28.

Где LdB — максимальный уровень на выходе осциллятора при заданной огибающей сигнала; обычно точка максимального уровня совпадает с моментом завершения стадии атаки. Зависимость амплитуды сигнала (в процентах) от значения динамики можно найти по формуле на рис. 29.

При максимальной динамике (Velocity = 127) этот уровень равен 0 дБ (100%), при динамике 1 — -84,15 дБ (0,000062%). Значение динамики 0 используется для служебных целей (см. далее) и в формуле неприменимо. Таким образом, MIDI рекомендует использовать для отдельного звука динамический диапазон в 84 дБ. Многие тон-генераторы не следуют этой рекомендации буквально, ведь для большинства звуков такой огромный диапазон просто не нужен. Но все же зависимость, близкая к логарифмической, обычно выдерживается на каком-либо отрезке динамики. MIDI также рекомендует шкалу соответствия музыкальных динамических оттенков и Velocity, показанную на рис. 30.

Обращает на себя внимание большой промежуток между forte (f, Velocity = 88) и fortissimo (ff, Velocity = 118). На следующих графиках (рис. 31) показана рекомендуемая логарифмическая зависимость: уровень в децибелах от динамики (левый график) и относительный уровень (в процентах) от динамики (правый график). Для удобства на графиках отмечены музыкальные динамические оттенки.