Classical Music Fundamentals bagian 4.1 : Partials, Overtones & Synthesizer

Posted on Juni 13, 2014 Updated on Juni 15, 2014

Pernah liat spectrograph pas maen or nge-take? Itu loh, semacem spectrum analyzer (heheh) yang biasanya ada di dalam DAW, sering dipake para engineer tuk bantu ‘visualisasi sound’ saat mixing. Penasaran kenapa pas maenin hanya sebuah not, yang nongol di chart frequency malah ada banyak?

Ketika sebuah not dibunyikan dari sebuah instrument analog, mau itu piano atau gitar or apapun, sebenernya kita nggak hanya mendengar sebuah fundamental pitch, tetapi juga beberapa pitch lain dengan kadar yang cukup kecil. Daftar deretan beberapa pitch lain ini seringkali disebut deretan overtones (bisa sampai dengan 32 partial, bahkan lebih). Besarnya (amplitude) tiap partial overtones ini bervariasi tergantung karakter fisik dari instrument-nya.

Idealnya, overtones dari sebuah senar yang bergetar adalah merupakan tepat harmonic dari fundamental frekuensinya. Tapi overtones dari senar piano kagak beneran tepat di harmonics nya, terdapat sekian cent deviation yang sering disebut inharmonicity. Hal inilah yang bikin sound piano khas punya ciri ‘warmth’. Bunyi artifisial piano dari synthesizer juga bakal kedengeran lebih alami kalo didalamnya ikut dimasukan algoritma tentang inharmonicity.

BTW, perihal harmonic overtones sudah pernah disenggol dikit dalam tulisan sebelumnya, silakan cek :

https://ditomusicman.wordpress.com/2014/02/26/classical-music-fundamentals-bagian-2-terms-instruments-genres/

Karakteristik amplitude dari deretan partial ini juga tidak seperti grafik volume yang kena threshold envelope fade-out (curve line gitu, teratur makin lama makin kecil), tetapi cenderung rada random, beberapa partial yang berjarak lebih jauh dari fundamental bisa saja punya amplitude lebih tinggi.

Berikut ini adalah daftar partial overtones dari semua not A di piano Steinway B, berdasarkan artikel edukasi “Aural quality piano tuning” yang ditulis oleh The Alabama High Field Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Center. Tiap not A direkam dari transient sebuah senar (hanya senar tengah dari not dengan 3 senar, dan senar yang lebih tinggi dari not dengan 2 senar. Not lain di mute dengan karet peredam) yang dibunyikan dengan dinamika sekitar mf or f :

Variasi besar kecilnya deretan partial ini berkontribusi langsung dengan karakter dan warna dari bunyi yang kita dengar. Banyak (dan tinggnya masing – masing amplitude) membuat sebuah not terdengar tebal, dan sedikit (dan rendahnya masing – masing amplitude) membuat sebuah not terdengar tipis. Dalam harmony (impro, compose, arrange), not yang terdengar tebal umumnya dibunyikan bersama dengan not lain dengan interval yang berjauhan, sehingga partial overtonesnya nggak terdengar jelas bertabrakan, a.k.a. muddy (silakan cek cara para bassist dalam maen akord, dijamin nggak ada yang nekat pake close voicing, kecuali mungkin Bill Dickens dengan 9 senarnya). Sementara itu, not yang terdengar super tipis, mereka bahkan bisa secara experimental dimainkan berjarak chromatic (pianist bisa nekat maen G, G#, A, Bb di oktaf ke 7 bersamaan, bisa berfungsi untuk extension dari C dominant misalnya, dan terdengar acceptable).

Pada electronic synthesizer, kita bisa membentuk karakter bunyi yang menyerupai instrument analog dengan memanipulasi langsung tiap partial, dengan menaikkan atau menurunkan amplitude nya, walopun umumnya sebagian besar produk sampai dengan hari ini tetep aja nggak bisa ngibulin kuping para expert. Well, sebenernya ada beberapa pengecualian, diantaranya yang berikut ini:

• Dalam hal keyboard workstation : Banyak orang setuju kalo bunyi factory presets berbagai orchestra instruments dari Kurzweil seri K, yang notabene sudah cukup berumur (K2000 sudah ada sejak taun 90-an), adalah exceptional, dan sampai sekarang masih tetep terdengar lebih organic daripada kompetitor terbaru yang paling heboh sekalipun (Korg Kronos). Kemungkinan besar hal ini bisa dicapai karena arsitektur VAST yang emang dari awal cukup gokil dibantu dengan programming yang handal dari pihak Kurzweil. Seri PC3K8 yang merupakan generasi terbarunya (2011), menurut beberapa sumber merupakan jawaban dari Kurzweil atas request dari Andrew Lloyd Webber (The Phantom of the Opera) yang meminta dibuatkan custom synthesizer untuk karya musicalnya di 2012, “Love Never Dies”. Andrew Lloyd Webber juga secara resmi mendukung Kurzweil dan telah menggunakannya seri K sebelumnya (K2600) untuk produksi “Miss Saigon” dan “Wicked”. Kurzweil bukanlah nama asing di Broadway.
• Dalam hal digital stage piano, perkembangan teknologi (terutama processor) saat ini memungkinkan pendekatan baru untuk mencapai tingkat realisme yang super gokil dan bahkan lebih dari itu, via physical modelling. Dari flexibilitynya, kita bisa menganggap doi merupakan kelanjutan evolusi dari tahap sample based yang sekarang juga sebenernya udah sangat gokil (cek Ivory II software yang dikembangkan oleh mantan programmer Kurzweil). Physical modelling bikin kita bisa seolah punya instrument analog (apapun), bahkan yang belum pernah dibikin fisiknya, dengan sound yang secara teori cukup akurat. Misalnya kita bisa experiment dengan bunyi piano dengan panjang hanya beberapa cm, or dengan senar sebiji doang tiap not, dll, tanpa musti ‘nge-custom’ duluan ke luthier (gokil, emangnya gitar To? Eh BTW gitar juga ada physical modellingnya loh, kan termasuk instrument analog). Ada cukup banyak produsen physical modelling synthesis, salah satu hardware yang cukup gokil adalah Physis Piano oleh Viscount (Italia). Dengan  hanya sekitar 4-6 user editable macro parameter (yang masing – masing punya banyak micro parameter) per sound engine, dan deretan berbagai macam built-in processor efek, doi sangat practical untuk membuat pro original modelling sound dengan cepat.

Entahlah teknologi apalagi nanti yang bakal nongol, wong sekarang aja udah super gokil gini..

Bersambung..