A szotyinak, a tökmagnak és társainak nagyjából tudjuk a méreteit.

A hangszemcsék egyik méretét azok időtartamával adjuk meg. Ha a szemcsés szintézist úgy képzeljük el, hogy az egyes szemcséket egymás mellé rakjuk, akkor nyilván az volna a legjobb, ha egy-egy szemcse nulla ideig tartana. Ha a végtelen mennyiségű, egyenként nulla idejű szemcsék tartalmát és burkolóját külön-külön paramétereznénk – rengeteg, mondjuk, végtelen paraméterrel – , ennél pontosabban nem is lehetne az egymás után következő szemcsékkel tetszőleges hangeseményt szintetizálni. Az ilyen hangesemény nem feltétlenül volna végtelen időtartamú, hiszen például egy mértani szakasz is végtelen számú pontból áll, ezek összessége azonban véges. A valóságban nemcsak lehetetlenség nulla időtartamú hangszemcséket készíteni, hanem fölösleges is.

Miként azt pszichoakusztikából már régóta tudod, ahhoz, hogy egy hangeseményt a hallórendszerünk föl tudjon dolgozni, némi időre van szükség. Ha a hangesemény nagyon rövid, akkor csak annyit észlelünk, hogy valami kattant egyet. Minél rövidebb a hangesemény, annál halkabb ez a kattanás. Van tehát egy olyan legrövidebb időtartam, amelynél a még ennél is rövidebb jel hatására is már csak ugyanolyan idejű és jellegű, legfeljebb más hangosságú érzet alakulhat ki. Ezt az időtartamot alsó időkorlátnak nevezzük. Az alsó időkorlát frekvenciafüggő, aminek az az oka, hogy minél mélyebb egy hangrezgés, annál lassabban zajlik le a rezgés egyetlen periódusa. Ha ragaszkodunk ahhoz, hogy a hallásunk frekvenciamenete 20 Hz és 20 kHz (talán még emlékszel rá, hogy ez durva közelítés), akkor a 20 Hz esetén egy periódus 50 ms-nyi, 1 kHz esetén 1 ms-nyi idő alatt zajlik le. A hangszemcsék időtartama ritkán szokott 1 ms alá menni – a nagyon magas hangokból majdnem tucat periódus is lezajlik ennyi idő alatt, tehát jól felismerhetők. 100 ms-nál hosszabb szemcséket sem nagyon készítenek.

A szemcsés hangszintézis gyakorlati tapasztalata, hogy 2 ms-nál rövidebb időtartam esetén nem lehet érzékelni a szemcsét alkotó hullámforma hangmagasságát, az egyes szemcsék zajos kattanásként szólnak. A hosszúságtól függően változik a szemcse kattanásának a hangszíne. 5 ms körül elkezd kialakulni a hangmagasságérzet, ami ennél az értéknél még rendkívül bizonytalan, és függ a szemcsét kitöltő jel frekvenciájától. 25 ms felett egyre biztosabb hangmagasságérzet alakul ki. A három határérték között elhelyezkedő területek átmenetet alkotnak a leírt állapotok között. Az egyes szemcsék hosszát folyamatosan és véletlenszerűen is lehet változtatni.

Ami a szotyizást illeti, még gyakorlott focirajongók sem képesek 1 szem/s sebességnél gyorsabban boldogulni a lelátón a héjas szotyival, így egy-egy normál zacsi szotyola (más néven rica, makula, tutyula, buga uszu, sőt, nem piszin cigánycsipsz, cigánybonbon) szájüregi előfeldolgozása általában kitart a meccs végéig. Ez a sebesség is úgy jön ki, hogy feltételezzük, amit a közelmúltban egy politikusnak csúfolt baromállat okádott a pofánkba, miszerint a sportrendezvényeken nem fogyasztanak alkoholt, tehát a sörivás nem szakítja meg a folyamatot, ellentétben a koncertekkel, ahol picsarészegre iszod magad, te állat. A gyengébbek pucolt szotyit zabálnak, ami ugyan nagyságrendekkel gyorsabb eljárás, de akkor a semmibe vész az előttünk ülők nyakába köpködés már első alkalommal is lenyűgöző gyönyöre. Ha jobban el akarsz mélyülni e témakörben, kattints az alábbi linkre!

https://www.gyakorikerdesek.hu/egyeb-kerdesek__humor__2292818-hogy-keszul-a-pucolt-szotyi

Ami a hangszemcséket illeti, induljunk ki abból, hogy az átlagos szemcse 10 ms, vagyis egyszázad másodperc, 0,01 s időtartamú. Ebből következik, hogy a szemcsés hangszintézis egyetlen másodpernyi hanganyagának egyetlen rétegéhez 100 szemcsének az adatait kell kiszámolni, feldolgozni, a szemcséket összefűzni. Ez igen nagy számítástechnikai teljesítményt igényel, hiszen akár több tízezer műveletet is el kell végezni ilyen rövid hanganyag előállításához. 1974-ben egy bizonyos Curtis Roads nevű amerikai zeneszerző és programozó alig egy teljes hét alatt állított elő szemcsés szintézissel egyetlen percnyi muzsikát.

Ez a zseni fogalmazta meg először a szemcsés szintézis módszereit, a legrangosabb zenei kutató intézményekben dolgozott és egyetemeken tanított, illetve, napjainkban is tevékenykedik, valamint a munkásságát életmű díjjal is jutalmazták. Roads készítette el a „Cloud Generator” elnevezésű, szemcsés hangszintetizátor programot is, amely Apple gépeken futott.

Elméleti és gyakorlati munkásságának egyik legfontosabb összefoglalója olvasható az alábbi linken, de alaposan kapaszkodni kell, amíg a 409 oldalon átverekeded magad.

https://monoskop.org/images/d/d1/Roads_Curtis_Microsound.pdf

A fenti könyv egyik illusztrációjának tekinthető a következő muzsika.

1986-ban a kanadai Barry Truax volt az első figura, aki az általa fejlesztett PODX zenei program segítségével valós időben tudott szemcsés szintézissel muzsikát előállítani.

Az egyik leghíresebb műve a Riverrun című, amelyet a DMX 1000 digitális hangprocesszor felhasználásával készített.

Ez volt az egyik első digitális szintetizátor, s akár 2 375 hangszemcse/s sebességgel is tudott dolgozni.

Következzenek hát a hangszemcsék paraméterei, és mielőtt a burkolókkal vacakolnánk, nézzük meg, mi lehet a szemcsék tartalma! Tulajdonképpen bármi, ami a szándékunk szerinti időtartamú. Lehet egyszerű szinuszjel. Vagyis… nem lehet. A szinuszjelnek ugyanis ismerjük a spektrumát – egyetlen összetevő – és a maximális amplitúdóját, ami szintén egyetlen értékkel, a csúcsértékkel adható meg. Azonban ez csak akkor igaz, ha a szinuszjel időtartama végtelen. A szemcsés szintézis során meg kell adni az időtartamot is, ezért ilyenkor nem egyszerűen szinuszjelről, hanem szemcsés szinuszról beszélünk.

A szemcsét előállíthatjuk mintavett jel darabolásából, impulzusból, bármilyen más módon szintetizált jelből – gyakori a szögmodulációs szintézis alkalmazása (Lásd a 222 részt!). A spektrum elsősorban a szemcsét kitöltő hang hullámformájától függ, így ez határozza meg a hangszín alapvető jellegét. Két szemcsetartalmat mutat az alábbi ábra.

A szemcsék héja, vagyis a burkoló alakja is sokféle lehet, de van néhány alapforma.

A szemcsék burkolójának adatait vagy a burkoló geometriájával, vagy hasonlóan lehet megadni, mint az ADSR-t, tehát van felfutási idő, lecsengési idő, a kitartott szakasz ideje és amplitúdója, stb. Ha a burkoló 0-ból indul és 0-ba érkezik, továbbá nincs benne törés (kerekded), akkor a szemcse spektruma kevés, az eredeti hullámformát módosító összetevőt fog tartalmazni. Ezzel szemben a négyszögletes, hirtelen változásokat tartalmazó burkológörbe zajos kopogásokkal tarkítja a szintetizált hangzást.

Megfelelő hosszúságú szemcsék esetén a hullámforma hangmagassága meghatározza a granulált hangzás hangmagasság-regiszterét. Ez a tartomány háromféle módon változtatható, transzponálható. Az eredeti hang transzponálása a szemcsék egyformán történő transzponálásával érhető el.

Mikroszkopikusan komponálhatunk hangmagasság-viszonyokat, ha a szemcséket egyenként megcímezve, külön értékekre transzponáljuk. Így különböző skálákon alapuló szemcsedallamok hozhatók létre.

Ha a szemcséket véletlenszerűen transzponáljuk (adott minimális és maximális értékek között), a szélső értékek beállításától függően az apró remegésekkel a töredezettől az intenzíven mozgó textúrákig lehet eljutni.

Az atomi szemcsék sűrűsége a szemcsék követési gyakoriságát adja meg.

Ha ez a gyakoriság – frekvencia – alacsony, <8 Hz, akkor nem alakul ki folyamatos hangzás.

Ha a szemcsesűrűség 8-15 Hz, akkor gyorsan ismétlődő, pergő hangsorozatot hallunk.

Amikor a szemcsesűrűség 15-50 Hz, akkor a szemcsék tulajdonságaitól függ, hogy két egymást követő hang elkülönül-e egymástól, vagy egy hangeseménnyé olvad-e össze. Ha pedig a szemcsesűrűség 80 Hz-nél nagyobb, akkor a szintézis frekvenciája nagymértékben befolyásolja a keletkező hangzás minőségét, hasonlóan az amplitúdó-moduláció által okozott spektrumváltozáshoz. Különösen akkor nyilvánvaló a hatás, ha a szemcsék hossza nagyon rövid, megközelíti vagy eléri a zajos kattanások területét. Hosszabb szemcsék esetén komplex, dús hangszövetek keletkeznek, melyek tulajdonságai a szemcsék paramétereitől függnek

A sűrűséget befolyásolja, hogy az adott szoftver hány szólamot képes egyszerre lejátszani.

A szintetizált hangfolyamnak, illetve azon belül az egyes részeknek térbeliségük és térbeli elhelyezkedésük is van. Sztereóban általában a jobb és a bal oldal közötti irány paraméternek a neve a panoráma, de lehetséges különböző mélységérzetet is generálni az egyes szemcsékhez. A megfelelő megoszlás érzet érdekében szemcsénként más értékekkel kell ellátni a panoráma paramétert.

Az atomi szemcsékből történő szintetizálás megvalósítható úgy, hogy a szemcséket egyenlő távolságban helyezzük el egymástól, ez a szinkron szemcsés szintézis. Ennek eredménye a periodikusság, amely a frekvencia érzékelését biztosítja. Ez a módszer a természetes hangszerek és hangok utánozására alkalmas. Az aszinkron szemcsés szintézis során a szemcséket véletlenszerűen szórja szét a program, a felhasználó által meghatározott időtartamon keresztül, a felhasználó által meghatározott sűrűséggel és tartalommal.

Nagyon kevés olyan, teljes egészében szemcsés szintézissel készült zeneművet ismerünk, amelyet részletesen elemeztek volna. Közéjük tartozik a már említett Riverrun. Barry Truax úgy jellemezte az alkotását, hogy a Riverrun a folyó áramlását képviseli. Miként a víz esetében, ebben a nótában is minden hangszem elúszik, ám maga a folyó olyan marad, mint amilyen volt. Ugyanúgy, ahogy egy csepp víz, mindegyik hangszemcse önmagában egyszerű, de amikor összegyűlik, olyanná válik, mint egy hatalmas erősségű áramló hullám. A szerző a kompozícióban 32 réteget használt, s minden egyes szemcsének egyedi időtartama volt, továbbá mindegyik más-más gyakorisággal ismétlődött. Truax azt állította, hogy ha a szecsék mindegyikének hasonló paraméterei vannak, az eredmény hangos és amplitúdómodulált hang lesz, de ha akár csupán egyetlen paraméter is véletlenszerűen változhat, szélessávú zajösszetevő fog megjelenni. A szemcsés hangszintézisnek ez egy igen gyakran használt sajátossága.

Nagyon érdekes a Riverrun szonogramja. A szonogram – miként arról a sorozat 73. része részletesebben szól – a jel időbeli, frekvenciabeli és amplitúdóbeli változását mutatja.

Úgy tűnik, mintha a dalt néhány nagy ötletdarabokból rakták volna össze. A különböző ötletek között mindig van valami átvezetés-féle. Az egyes részekben vannak periodikusnak tűnő komponensek és mindenféle zajszerű összetevők is.

A darab nagyon nyugodtan indul, csak néha hangzik föl néhány nyüzsgő-pezsgő zajkomponens, zörej. E pezsgő zörejek hosszú időtartamú szemcsékből épülnek föl, nagyon alacsony, másodpercenkénti 1-20 szemcsesűrűséggel. E szemcsék háromdimenziós ábrán láthatók.

Lassanként a buborékszerű hangok egyre gyakoribbá válnak, ami a hang fokozatos sűrűsödését, zsírosságát eredményezi. A zene nagyon intenzív lesz, ahogy a zenei szövet, a textúra sűrűsége növekszik. A sűrűsödéssel az egyes szemcsék időtartama csökken.

Ezután sokkal magasabb hangú szemcsecsoport mozog a darab „tetején”, kicsit, de alig észrevehetően változva.

Majd elhalkulnak, és a mélyebb hangokból álló szemcsés zörej is elhalványul, csak a lovak patáinak kopogásaihoz nagyon hasonló, tapsoló hangjelenség marad meg.

Ezt a hangjelenséget rendkívül rövid ideig tartó, nagyon széles spektrumú, nagyon nagy sűrűségű szemcsék felhasználásával kellett készíteni. Truax szép lassan növelte a szemcsék időtartamát a tapsoló hangon belül, hogy szétkenődjön a spektrumuk, s emiatt ne legyen határozott hangmagasságuk. A spektrum az alacsonyabb frekvenciái különösen sűrű, így a mélyebb zörejek rendkívül hangosak. A darab következő szakasza véletlenszerűen előállított hangfelhőkbe kerül.

Az az érzésünk, mintha apró hangocskák próbálnának egyszerre beszélni, kiabálni, pedig a szemcsék belsejét szinuszrezgésekből készítette a szerző. A hangszövet egyetlen hangmagassággá fejlődik, a véletlenszerűen elhelyezett hangszemcsék egyre inkább rendezett sorrá válnak. Majd belül üresnek hangzó buborékok váltakoznak, úgy tűnik, hogy van egy határozott hangmagasság a buborékokban, s e hangok nagyon halkan szólnak. A mű ettől kezdve inkább a hangmagasság-területekre összpontosít. Egy ideig úgy halljuk, nagyon mély cselló szólna. E mély hang magassága lassan fel-le mozog.

A hangszövet utolsó része olyan tartós hangzás, amelynek változik a hangszíne a harmonikusok amplitúdóváltozásának következtében.

Jöjjön hát a nóta, élményszerűbben fogod túlélni, mintha szotyit köpködnél!