Detail předmětu

Hudební elektronika

FEKT-BPC-HELAk. rok: 2024/2025

Předmět je zaměřen na analogové, hybridní a digitální metody syntézy zvukových signálů, analogová a digitální komunikační rozhraní v hudební elektronice, principy a strukturu elektronických hudebních nástrojů, samplerů, sekvencerů, efektů a další hudební elektroniky a jejich jednotlivých částí. Laboratorní cvičení jsou zaměřena na práci s hardwarovými i softwarovými virtuálními analogovými syntezátory, samplery a dalšími typy elektronických hudebních nástrojů. Poočítačová cvičení jsou zaměřena na principy syntéz zvukových signálů v programu NI Reaktor a Matlab. Součástí laboratorních cvičení je realizace vlastního syntezátoru v programu Reaktor. 

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti základních zákonů a veličin v elektrických obvodech, vlastností prvků elektrických obvodů, chování obvodů se setrvačnými prvky, spektra periodických a neperiodických signálů, systémů se spojitým a diskrétním časem. Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen používat přístroje pro měření elektrického napětí, generátory průběhů a osciloskopy. Dále jsou požadovány znalosti algoritmizace jednoduchých úloh a práce v prostředí Matlab. 
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a Směrnicí děkana FEKT doplňující studijní a zkušební řád VUT.  Ze samostatné práce v laboratorních cvičeních je uděleno maximálně 24 bodů a za realizaci vlastního syntezátoru v software Reaktor maximálně 16 bodů. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů a pro její úspěšné složení je nutné získat alespoň 30 bodů. 

Zápočet je udělen za absolvování všech laboratorních úloh, účast na bodovaných počítačových cvičeních a získání minimálního počtu bodů za realizaci vlastního syntezátoru v software Reaktor. Minimální rozsah vypracování jednotlivých laboratorních úloh a minimální počet bodů z realizaci vlastního syntezátoru stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Další formy kontrolované výuky stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. 

 

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s principem činnosti a použitím analogové a digitální hudební elektroniky.
Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit základní analogové a číslicové metody syntézy zvukových signálů,
- popsat hardware a způsob přenosu informace analogových a digitálních komunikačních rozhraní v hudební elektronice
- popsat strukturu virtuálního analogového hudebního nástroje a sampleru
- vysvětlit princip klaviatura elektronického hudebního nástroje, dechových a strunných kontrolerů a speciálních řídicích prvků
- navrhnout strukturu digitálního elektronického hudebního nástroje pro danou metodu syntézy
- realizovat softwarový elektronický hudební nástroj pomocí funkčních bloků

Základní literatura

Forró, D., MIDI - komunikace v hudbě. Grada, Praha 1993. (CS)
Russ, M., Sound Synthesis and Sampling. Focsal Press, 1996. ISBN 0-240-51429-7 (EN)
SHEPARD, Brian K. Refining sound: a practical guide to synthesis and synthesizers. New York: Oxford University Press, 2013, xxv, 237 stran. ISBN 978-0199922963 (CS)
Sýkora, R., Krutílek, F., Včelař, J., Elektronické hudební nástroje a jejich obvody. SNTL, Praha, 1981. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný, je součástí profilujícího základu
    specializace AUDB-ZVUK , 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný, je součástí profilujícího základu

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Osnova

  1. Analogové syntézy zvuku: aditivní syntéza, subtraktivní syntéza, historické huidební nástroje, principy generátorů a filtrů pro analogovou syntézu, modulační a tvarovací metody.
  2. Analogové syntezátory: řídicí signály a obvody, syntezátory s pevnou strukturou, modulární syntezátory.
  3. Hybridní hudební nástroje: číslicové obvody používané v hybridních syntézách, číslicové generátory funkcí, sekvencery, bicí a basové automaty.
  4. Digitální syntézy zvuku: tabulkové metody, změna výšky a délky tónu, granulární syntéza, fyzikální a analogové modelování.
  5. Digitální realizace analogových syntéz zvuku: digitální generátory funkcí, generování pásmově omezených signálů, filtry pro subtraktivní syntézu, modulační metody, funkční měniče.
  6. Digitální hudební nástroje: multitémbrové nástroje, standardní struktury nástrojů, sampler, digitální sekvencer.
  7. Komunikační rozhraní v hudební elektronice: rozhraní MIDI - hradware rozhraní, kanálová a systémová data, protokol MIDI 2.0 a OSC.
  8. Ovladače hudební elektroniky: klaviatura digitálního nástroje, ovládací a snímací prvky, MIDI kontrolery.
  9. Elektrické kytary a kytarové efekty: elektrické kytary, snímače strun, kytarové zesilovače a komba a jejich modelování, kytarové efekty.
  10. Hudební zvukové efekty: 3D prostor zvukového signálu a jeho modifikace, efekty využívající zpožďovací linku, vocoder, spektrální metody.
  11. Počítače a hudba: historie využití počítačů v hudební produkci, počítačem podporovaná hudební tvorba, generování a zpracování zvuku na PC, aplikační rozhraní pro MIDI a real-time audio.
  12. Exkurze Bastl Instruments.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod do NI Reaktor, aditivní syntézy
  2. Subtraktivní a nelineární syntéza
  3. Použití řídicích obvodů syntezátoru
  4. Digitální syntézy 1
  5. Digitální syntézy 2
  6. Samostatná práce v NI Reaktor
  7. Generování základních periodických průběhů 
  8. Využití filtrů pro syntézu zvukových signálů
  9. Nelineární metody syntézy zvukových signálů
  10. Řídicí obvody syntezátoru
  11. Jednoduché syntezátory v Matlabu
  12. Implementace syntezátoru v Matlab Audio Toolboxu

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.

Osnova

  • Modulární syntezátor Eurorack
  • Virtuální analogový syntezátor
  • Hardwarový sampler
  • Softwarový sampler
  • Multitémbrové MIDI expandery
  • Synchronizace MIDI zařízení