Процессоры эффектов для гитар Самой первой целью создания этих аппаратов, да и электрогитары вообще, было повышение громкости звучания инструмента, что стало особенно актуально в джазе, где гитара находилась в окружении духовых и ударных. Однако сразу же обнаружилось, что электрогитара по тембру и динамике звучит совершенно иначе, чем акустическая гитара.
Долгое время исполнители на электрогитаре, а также руководители ансамблей и оркестров, удовлетворялись тем звучанием, которое давал инструмент, непосредственно подключенный на вход усилителя, хотя разница в типах звукоснимателей, струнах, материале корпуса и особенностях звукоизвлечения приводила к различной окраске звука гитары. Еще больше эта разница увеличилась, когда между звукоснимателем (или звукоснимателями) и входом усилителя, то есть на выходе электрического тракта инструмента, стали помещать темброблок - простейший двух-трехполосный эквалайзер с регулятором уровня.
Когда же число звукоснимателей выросло до трех и даже четырех, а в конструкции электрогитары появились такие элементы, как многопозиционный переключатель звукоснимателей, дававший возможность сочетать в различных комбинациях сигнал, снимаемый у порожка, у грифа, посередине между ними и т.п., и рычаг механического вибратора, позволявший повышать или понижать высоту до полутора тонов - стало ясно, что электрогитара превратилась в совершенно самостоятельный инструмент, со своей техникой игры, характером звучания и, шире, со своей ролью в музыке.
История развития этого замечательного инструмента очень интересна, но выходит за рамки нашей сегодняшней темы, поэтому коротко отмечу, что современная гитара часто имеет не традиционную пассивную электрическую схему темброблока, а активную, то есть с работающим от батарей предусилителем. Дальнейшее развитие инструмента в эпоху микроэлектроники позволило встроить непосредственно в корпус функциональные компоненты, ранее существовавшие только в виде отдельных, подчас весьма крупногабаритных устройств, а также интегрировать электрогитару в MIDI-системы, о чем позже. Не обошла гитару и радиофикация, хотя это непосредственного отношения к нашей теме не имеет.
Искажение входного сигнала вследствие перегрузки
Теперь обратимся к эффектам для гитары, и опять-таки совершим небольшой исторический экскурс.
Как уже сказано, первое время тембру электрогитары особого внимания не уделялось, но уже в конце пятидесятых-начале шестидесятых стали применять реверберацию. Это были пружинные ревербераторы, встроенные в комбо.
Однако времена менялись, и ансамбли стали выступать в больших залах, а гитарные аппараты еще не обладали достаточно большой мощностью, и исполнителям приходилось накручивать громкость "на полную катушку". Это приводило к перегрузке усилителей по входу, да и по выходу тоже.
Что касается перегрузки по выходу, то здесь есть специфический момент, о котором я, к сожалению, забыл упомянуть в своей вводной статье к обзору комбо-усилителей ("Звукорежиссер", 9/2000). Дело в том, что звуковые катушки к динамикам для этих усилителей специально делаются более короткими, чем для динамиков общего назначения. В результате они имеют уменьшенный ход, и при подаче высокоуровневого сигнала работают как своеобразные компрессоры, мягко ограничивая сигнал на пиках.
Что же касается перегрузки по входу, то при подаче на вход усилителя сигнала слишком большого уровня входной каскад обрезает верхушки синусоидальной волны, и результирующей формой волны становится уже не синусоида, а квазитрапеция, имеющая иной характер звучания. Поэтому аккорды звучат грязно, с хрипом и ревом, а образовавшиеся в результате интермодуляций комбинационные частоты затрудняют интонационную разборчивость нот, составляющих аккорд. Отдельные мелодические ноты мало напоминают тембр гитары - но, удивительное дело, этот звук понравился и музыкантам, и публике.
Эффект OVER DRIVE в виде отдельного устройства
Может быть, дело в том, что, благодаря усилению, звучание гитарных струн медленнее затухает, становится более певучим и тянущимся. Наконец-то удалось преодолеть главный недостаток гитары как мелодического инструмента - ее "щипковость", и приблизить звучание инструмента к духовым или смычковым. Вряд ли первые музыканты, использовавшие перегрузку (по-английски overdrive), и производимый ею эффект искажения (distortion), мыслили в музыковедческих терминах - просто им понравилось, как это неожиданно и ново звучит. К тому же при достаточно большой громкости электрогитара, подобно микрофону, становится источником акустической обратной связи.
Маленькое лирическое отступление. Когда-то и меня, как любого нормального подростка начала семидесятых, накрыло волной увлечения рок-музыкой и игрой на электрогитаре (а как же!), но ни я, ни мои приятели-гитаристы понятия не имели, как образуется тот дивный звук, который мы слышали на записях поздних "Битлз", Джимми Хендрикса, Карлоса Сантаны, Deep Purple и Led Zeppelin. Ясно было только, что мерзкое треньканье и пиликание, которые издавали наши самоделки и незабвенные "Уралы", не имеют с этим звуком ничего общего. И когда я совершенно случайно включил гитару слишком громко, и она вдруг запела (вообще-то, конечно, завыла) - это было настоящей "Эврикой"! (Хотя знакомство с воющим микрофоном уже состоялось). Некоторое время главным занятием стало - заставить струну звучать как можно дольше, для чего искали наилучшее положение около усилителя, подносили гитару как можно ближе к колонке, к динамику, прислоняли к ящику в упор и т.п. Думаю, что примерно по такой же "методике" совершали аналогичные "открытия" и другие рок-гитаристы того времени.
Но вернемся к хронике развития гитарных эффектов. Появление distortion датируется концом шестидесятых, и в течение некоторого времени этот эффект царил на рок-сцене, попутно развиваясь как в сторону более жесткого металлического звучания, так и в сторону более глубокого, певучего и мягкого. Разные производители по-разному называли в принципе одинаковый эффект, и одним из таких названий был fuzz. Под таким именем ("фуз") он стал известен и популярен у нас.
Сущность эффектов фленджера
Если первые примеры использования перегрузки были связаны с соответствующей настройкой усилителей, то вскоре стало ясно, что музыканту неудобно бегать с авансцены на backline, чтобы там что-то подкрутить. Потребовалось дать исполнителю возможность если не регулировать параметры эффекта, то хотя бы включать и выключать его, "не отлучаясь с рабочего места", и желательно не отвлекаясь от игры. Это могла обеспечить только педаль. С начала семидесятых педали становятся непременным атрибутом рок-концерта. Если первые педали действительно лишь включали-выключали (footswitch) встроенный эффект в комбике, то затем они стали активными устройствами, размещаемыми в электрическом тракте между инструментом и усилителем.
Примерно в середине семидесятых появился новый гитарный эффект, ставший необычайно популярным, и вскоре его стали употреблять к месту и не к месту, то есть злоупотреблять. Я имею в виду эффект wah-wah, он же "вау-вау", он же "квакушка". По-научному он называется "усилитель с перестраиваемым резонансным фильтром". Суть его в том, что из всего спектра частот сигнала, проходящего через прибор, резко усиливается узкая полоса, а поворотом потенциометра можно менять усиливаемую частоту, смещая ее вверх или вниз. Если вращать регулятор потенциометра быстро, получается своеобразный звук, похожий на "уау". Поскольку в приборе ось регулятора была соединена с педалью, гитарист "квакал", нажимая на нее. Можно было пользоваться прибором и более разнообразно, например, останавливая педаль в определенном положении, и тогда гитара звучала или глухо, с полностью "зарезанными" верхами, или, наоборот, пронзительно резко. Мода на эффект wah-wah совпала с расцветом стиля "диско", где "кваканье" на каждую долю такта подчеркивало ритм и придавало аккомпанементу неповторимый характер. Но, несмотря на то, что "квакать" сейчас не модно, прибор в усовершенствованном виде выпускается и сейчас. Современные эффекты wah-wah позволяют очень похоже воспроизвести гласные звуки и переходы между ними - это своего рода аналоговый прообраз эффекта "аудиоморфинга".
Напольный процессор мультиэффектов
В конце семидесятых-начале восьмидесятых в моду вошли устройства фазовой обработки: фейзер, фленджер, хорус. И главное применение они нашли именно в гитарной музыке. Суть фейзера заключается в том, что входной сигнал раздваивается, и один из сигналов задерживается относительно другого на несколько градусов, смещается по фазе, (тсюда и название эффекта), что дает своеобразное "переливчатое" звучание, причем угол и скорость смещения можно менять, добиваясь нужного характера звука.
По сходному принципу устроен и фленджер, но там смещение больше, чем в фейзере, и составляет несколько периодов (миллисекунд), причем время задержки постоянно меняется, поэтому звуковой эффект носит иной, "плавающий" характер. Регулируя время задержки и вводя инфрачастотную модуляцию, можно добиться смещения высоты задержанного тона - в результате получается эффект расстроенного инструмента.
Хорус представляет собой как бы несколько фленджеров, так как там сигнал разделяется не на два, а на несколько ответвлений. Каждый из разделенных сигналов подвергается частотной коррекции в разных полосах, и имеет свое время задержки. В результате сочетания нескольких чуть различающихся по тембру и времени звуков получается некое "хоровое" звучание, и давшее эффекту название "хорус".
Одновременно с развитием гитарных эффектов шло развитие синтезаторов, и хотя поначалу эти направления не пересекались, у гитаристов рос интерес к необычному звучанию синтезатора. Им тоже хотелось сделать со звуком что-то подобное, но чтобы играть не на клавишах, а на привычной гитаре. И вот стали появляться так называемые "гитарные синтезаторы", позволявшие, как на обычном синтезаторе, управлять огибающей сигнала, вводить инфрачастотную амплитудную (tremolo) и тональную (vibrato) модуляции, удваивать звучание на октаву вверх или вниз (octave shifter) и т.д. С помощью контроллера огибающей можно было подавить и растянуть атаку (attack), приподнять по уровню и продлить стационарную фазу звука (sustain) и т.д. Звучание гитары действительно стало возможным уподобить звучанию скрипки, виолончели или саксофону. Напомню, речь пока еще идет об аналоговых приборах.
Эксперименты в области изменения звучания гитары заходили достаточно далеко, но некоторые очень уж причудливые эффекты не получили широкого распространения, хотя сами по себе интересны. В качестве примера можно упомянуть "кольцевой модулятор" (ring modulator), генерировавший на основе входного сигнала звуки случайной высоты, подмешиваемые к основному тону.
Эффекты для гитары активно использовались и в концертах, и в студии, причем это были одни и те же устройства. Но постепенно музыканты и звукорежиссеры поняли, что качество звука педалек, приемлемое на концерте, недостаточно для студийной записи: педаль имеет низкое отношение сигнал-шум, "фонит", иногда щелкает при переключении и т.п.
С определенного момента стали выпускаться устройства гитарных эффектов специально для студий. Они имели характерный для студийного оборудования рэковый дизайн, и предназначались для звукорежиссера, а не музыканта-исполнителя. Поэтому студийные эффекты имеют больше возможностей для регулировок параметров звука, чем концертные.
В свою очередь, и для гитаристов были разработаны устройства, аналогичные обычным студийным приборам, регулирующим частотные и динамические параметры звука: эквалайзер, в том числе графический, компрессор, экспандер, лимитер, сустейнер и т.п. Естественно, они были адаптированы для гитары по частотному и динамическому диапазонам, и имеют меньше возможностей регулировок параметров. К самому первому гитарному эффекту - реверберации - добавилась и регулируемая задержка (delay), позволяющая создать эффект дуэта, причем задержку сигнала можно было настроить таким образом, что отставание второго голоса совпадало с ритмом и темпом пьесы. Появились даже психоакустические процессоры для гитары: шумоподавитель, эксайтер, эмулятор звучания акустической гитары.
Существует для гитары и специализированный вариант такого прибора, как "гармонайзер" (harmonizer), чье основное предназначение - превращение сольного вокала в хор. И одноголосная партия соло-гитары также, соответственно, приобретает многоголосную аккордовую фактуру.
Таким образом, в настоящее время для гитары существуют специализированные аналоги почти всех студийных эффектов.
Однако время и практика показали, что множество отдельных устройств эффектов не всегда удобно в работе. Их последовательное соединение требует множества проводов, неизбежно повышается уровень шума и помех, исполнитель путается в приборах и т.п. Поэтому производители стали объединять несколько эффектов в одном корпусе, как в напольном варианте для концерта, так и в рэковом для студии. Непременным атрибутом напольного устройства является педаль и несколько крупных "кнопок" педального типа - ноги до сих пор остаются для гитариста главным "органом управления" процессором эффектов.
Последние годы наряду с основными вариантами дизайна гитарных приборов, напольным и рэковым, появился еще один - поясной. Такой аппарат, размером с CD-плеер, крепится на поясе исполнителя или на гитарном ремне, и его органы управления, в отличие от напольных устройств, выполняются небольшими.
Развитие цифровой обработки звука, естественно, не обошло и эффекты для гитары. Сами эффекты, в основном, остались те же самые, изменилась лишь технология их "производства", однако богатые возможности цифровой обработки раздвинули пределы регулирования акустических параметров звука и, как результат, расширили красочную палитру звучания современной электрогитары. В цифровых процессорах последнего поколения используются 24-битные алгоритмы обработки сигнала, специальные психоакустические технологии, в их памяти размещены как сотни готовых фабричных эффектов, так и эффектов, созданных самим пользователем. Нередко в цифровые процессоры для гитаристов встраиваются вспомогательные устройства: тюнер для настройки инструмента, метроном, ритм-бокс или драм-машина для автоаккомпанемента, и даже несложный семплер.
Однако наиболее революционным шагом стало оснащение гитары устройством, преобразующим электрический сигнал в MIDI-информацию. Устанавливаемый под струнами или на деке датчик анализирует частоту колебания струны, то есть высоту звука, и на основе этого анализа выдает информацию о высоте звука в виде MIDI-сообщения о номере нажатой ноты. Анализируется также уровень сигнала, и эта информация превращается в сообщения о начале и конце ноты: достижение сигналом определенного уровня интерпретируется как начало звука (сообщение Note On), а ослабление сигнала до заданного порогового уровня интерпретируется как окончание звука (сообщение Note Off).
Таким образом, гитара превращается в MIDI-контроллер, управляющий обычным звуковым модулем или синтезатором, что предоставляет в распоряжение музыканта сотни и тысячи самых разных звуков. Исполнитель может самостоятельно задать как параметры точности определения высоты звука (ширину зоны), так и пороговые уровни сигнала для начала и окончания звука. В результате можно достичь весьма интересных эффектов.
Еще более революционной представляется технология GMICS, разработанная компанией Gibson - мировым авторитетом в области гитар. (См. "Звукорежиссер" 2/2000). Она позволяет превратить электрогитару, процессор эффектов, комбо и все остальное сценическое оборудование вплоть до зальных усилителей мощности в единую компьютерную сеть, управляемую по Ethernet.
Превращение гитары в MIDI-контроллер или, тем более, в компонент компьютерной сети открывает перед музыкантами широчайшие возможности - важно лишь не злоупотреблять ими. Все, как говорится, хорошо в меру. Впрочем, это уже вопрос вкуса, о котором нам приходится писать столь часто.
Поэтому напоследок процитирую одного нашего известного гитариста: "Включив подряд четыре или пять эффектов, даже самых фирменных и красивых, вы получите гарантированно дрянной звук".
