SINTESI SOTTRATTIVA

Questo procedimento è il più utilizzato per la produzione di timbri nell'elettronica analogica, tanto che molti effetti tipici della sintesi sottrativa sono diventati sinonimo stesso di musica elettronica.

In campo digitale, la sintesi sottrattiva necessita di un algoritmo che permette di ridurre i calcoli necessari per la produzione di un timbro, ed assume delle caratteristiche completamente differenti di quelle della sintesi analogica.

Il passaggio dall'analogico al digitale ha diminuito l'utilizzo di questo metodo di sintesi.

Con la tecnologia digitale è più facile sommare che sottrarre, i sistemi digitali sono più adatti per compiere calcoli di natura ripetitiva che non effettuare operazioni di natura adattativa, come quelle della sintesi sottrattiva nelle apparecchiature analogiche.

Il principio su cui si basa questa sintesi è quello di un oscillatore che genera delle forme d'onda che abbiano già una propria conformazione armonica, come un'onda quadra, triangolare, a dente di sega ecc...

Tramite un filtro, vengono selezionate soltanto alcune delle componenti di queste forme d'onda e le altre vengono escluse.

Nell'analogico il procedimento è abbastanza semplice; l'uscita dell'oscillatore viene inviata all'ingresso di un filtro che in base alla frequenza di taglio seleziona una determinata gamma di frequenze.

Applicando un generatore di funzioni al filtro otterremo una variazione continua delle frequenze selezionate. Questo procedimento, molto empirico, ha il pregio di creare una variazione continua dello spettro, cosa che è alla base della creazione dei suoni "sintetici".

Nel campo digitale tutta questa serie di operazioni deve essere tradotta in calcolo.

E qui che la variazione continua del timbro analogico comincia ad assumere un significato molto diverso in termini di tempo di calcolo da parte del computer.

Per realizzare la sintesi sottrattiva digitale occorre, prima di tutto, progettare la funzione di trasferimento del filtro che, moltiplicata per la funzione in ingresso (anch'essa da calcolare), darà in uscita, come risultato dell'operazione detta di "convoluzione", la forma d'onda filtrata, prodotto delle due funzioni. In generale nel digitale l'operazione ovviamente non viene compiuta su una sola funzione, ma su molte contemporaneamente ed il filtro assume diverse caratteristiche ogni volta.

Possiamo quindi immaginare che il tempo complessivo di calcolo sarà molto elevato.

Sono state messe a punto diverse tecniche per la determinazione della funzione di trasferimento dei filtri digitali. In particolare vengono utilizzati due tipi di filtri: FIR (Finite Impulse Response - a risposta all'impulso finito), paragonabili al filtro analogico passivo e IIR (Infinite Impulse Response - a risposta all'impulso infinito) paragonabili a un filtro analogico attivo. Questo ha dato alla sintesi sottrattiva digitale una precisione che l'analogico non aveva mai raggiunto.

L'applicazione più frequente di questo metodo di sintesi nella computer music è la cosiddetta "sintesi incrociata", un criterio che unisce la sintesi sottrattiva con altri metodi di sintesi.

Tale metodo può essere utilizzato ad esempio nell'imitazione di strumenti tradizionali, partendo dalla considerazione che il risultato sonoro di uno strumento musicale è dato dal prodotto della funzione di eccitazione con la funzione di modulazione della cassa armonica o tubo dello strumento.

Sarebbe a dire che in uno strumento come il clarinetto il suono della sola ancia viene separato dal tubo risuonatore. Ora, generando uno spettro di eccitazione complesso in sintesi additiva, e facendo coincidere la curva di risposta del tubo con la funzione di trasferimento del filtro, operando cioè un procedimento di sintesi sottrattiva, otteniamo un procedimento di sintesi incrociata.