Bachelor's Thesis

Experimental software musical instrument, combining two FM synthesizers and a sampler

Final Thesis 2.7 MB Appendix 4.2 MB

Author of thesis: Semen Sapryka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. MgA. Mgr. Dan Dlouhý, Ph.D.

Reviewer: MgA. Michal Indrák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the design and implementation of an experimental software musical instrument created in the Max/MSP and Max for Live environments. The
instrument combines a sampler and two FM synthesizers connected in a cascade structure. The sampler is used not only as an independent sound source, but also as a modulation source for the first FM synthesizer. The second FM synthesizer follows the output of the first one. The instrument includes microtonal tuning based on equal division of the octave. The number of steps per octave can be set independently for the sampler, the first FM synthesizer, and the second FM synthesizer. The thesis describes the design of the sound structure, the implementation of the sampler and FM modules, the creation of the graphical user interface, the transfer of the instrument into Max for Live, and the technical problems encountered during development. The result is a functional prototype of an unusual electroacoustic musical instrument that combines sampling, frequency modulation, microtonal tuning, and MIDI control. The instrument is intended for experimental sound design, transition effects, glitch-like sounds, and layered textures. Some of its possibilities are demonstrated through audio examples included in the appendix.

Keywords:

Max/MSP, Max for Live, FM synthesis, sampler, microtonal tuning, MIDI, software musical instrument

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Telecommunications

Study programme

Audio Engineering (BPC-AUD)

Specialization

Audio Production and Recording (AUDB-ZVUK)

Composition of Committee

prof. Ing. Kamil Říha, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. MgA. Mgr. Dan Dlouhý, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Pavel Hanák, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Švento (člen)
Ing. Patrik Nop (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. MgA. Mgr. Dan Dlouhý, Ph.D.

Zadáním byla realizace funkčního prototypu softwarového syntetizéru, kombinujícího několik vrstev modifikace vloženého vzorku – ze sampleru, v němž už je možné minimálně přelaďováním pomocí klávesnice zvuk měnit, dochází dále k jeho modulaci prvním FM syntetizérem a posléze dalším (vzájemné poměry modulačních frekvencí lze nastavovat). Kromě toho lze aplikovat na každý krok zvlášť jiné mikrointervalové ladění, k dispozici jsou i jednoduché efektové procesory (při návrhu bylo využito programovací prostředí Max/MSP). Proměna vstupního zvuku tedy může být extrémní, nástroj je proto velmi vhodný pro generování zvukového materiálu pro nejsoudobější experimentální elektroakustickou tvorbu. Zadání bylo tedy nepochybně splněno.
V textu je popsána geneze celého zařízení se změnami oproti semestrálnímu projektu (došlo k rozšíření řady možností) i srovnání s některými nástroji jiných tvůrců. Formální požadavky (práce s literaturou, formátování, jazyková úroveň, rozsah apod.) byly splněny. Posluchač byl co do počtu konzultací i postupné progrese návrhu mimořádně aktivní. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 122,47 kB

Reviewer’s report
MgA. Michal Indrák, Ph.D.

Bakalářská práce Semena Sapryky se zabývá návrhem a realizací experimentálního softwarového
hudebního nástroje vytvořeného v prostředí Max/MSP a Max for Live. Výsledný nástroj kombinuje
sampler a dva kaskádově propojené FM syntetizéry, přičemž jednotlivé vrstvy lze samostatně
mikrotonálně ladit a ovládat pomocí MIDI. Zadání práce, tedy vytvoření funkčního prototypu
softwarového hudebního nástroje, bylo splněno.
Teoretická část práce poskytuje přehled základních typů syntézy, mikrotonality, MIDI komunikace a
prostředí Max/MSP. Místy je poměrně obecná a některé pasáže by mohly být stručnější, přesto vytváří
dostatečný kontext pro pochopení praktické části. Hlavní přínos práce spočívá v samotné realizaci
nástroje. Student podrobně popisuje vývoj sampleru, rozšíření FM modulů, implementaci
mikrotonálního ladění, vývoj grafického rozhraní i převod nástroje do prostředí Max for Live. Pozitivně
hodnotím také popis technických problémů, například řešení digitálních lupanců, inicializace
parametrů nebo úpravy rozhraní pro Ableton Live.
Práce je přehledně strukturovaná a obsahuje dostatek obrazové dokumentace patchů i výsledného
rozhraní. Oceňuji rovněž srovnání s existujícími softwarovými nástroji a přiložené zvukové ukázky. Za
slabší stránku považuji menší míru kritického vyhodnocení samotného zvukového výsledku. Práce by
mohla obsahovat podrobnější analýzu hudební použitelnosti nástroje, přesnější popis limitů
jednotlivých modulů a hlubší reflexi toho, v čem je výsledné řešení skutečně originální oproti běžným
nástrojům dostupným v prostředí Max for Live.
Celkově se jedná o kvalitně zpracovanou bakalářskou práci, která splňuje požadavky zadání a
představuje funkční autorské řešení s potenciálem dalšího rozvoje. Vzhledem k dílčím rezervám v
analytickém zhodnocení výsledku a hlubší reflexi dosažených výstupů navrhuji hodnocení mírně nižší,
než je uvedeno v posud Topics for thesis defence:
  1. V čem podle Vás spočívá největší zvuková a kompoziční originalita vytvořeného nástroje oproti běžným kombinacím sampleru a FM syntézy?
  2. Jakým způsobem by bylo možné nástroj dále rozšířit, aby byl praktičtější pro živé hraní nebo studiovou produkci?
Points proposed by reviewer: 92

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 62,46 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová