DSPfactory. Profesjonalny efekt dźwiękowy dla muzyków. cz. 3

W czasie swojej długoletniej, amatorskiej przygody z muzyką miałem niewątpliwą przyjemność posiadania wielu elektronicznych instrumentów muzycznych (syntezatorów, sekwencerów oraz automatów perkusyjnych) takich, renomowanych firm jak Yamaha, Roland, Alesis czy Kawai.

Rysunek 17. Wygląd płyty czołowej DSPfactory (1 - monofoniczne gniazdo sygnału wejściowego i dioda CLIP sygnalizująca przekroczenie dopuszczalnego poziomu tego sygnału, 2 - regulator wzmocnienia sygnału wejściowego, 3 - monofoniczne gniazdo sygnału wyjściowego, 4 - stereofoniczne gniazdo słuchawkowe, 5 - regulator wzmocnienia wyjścia słuchawkowego, 6 - wyświetlacz, 7 - klawisze obsługi: PREV/ NO, NEXT/YES, BANK/UPLOAD, STORE/MIDI, 8 - regulatory parametrów wybranego efektu w tym POT1 pełniący również funkcje edycyjne, 9 - włącznik zasilania)

Za każdym razem, oprócz zachwytu nad możliwościami dźwiękowymi, byłem pod wrażeniem w jak genialny sposób rozwiązano w nich interfejs użytkownika mając jedynie do dyspozycji nieskomplikowane, alfanumeryczne wyświetlacze LCD o "dość skromnej" liczbie dostępnych znaków. Konstruując urządzenie DSPfactory chciałem czerpać od najlepszych, zarówno, jeśli chodzi o funkcjonalność systemu, jakość jego wykonania, możliwości, jak i ergonomię obsługi. Zacznijmy od możliwości urządzenia, o których to na dobrą sprawę jeszcze nie pisałem.

Procesor DSPfactory jest zaawansowanym procesorem efektów wyposażonym w wydajny, 24-bitowy procesor sygnałowy DSP pozwalający na osiągnięcie zdumiewającej jakości efekty audio oraz zapewniający doskonałe parametry elektryczne urządzenia. Dodatkowo, wbudowana pamięć FRAM daje możliwość zmiany dostępnej palety efektów jak i pozwala na zapisanie 32 ustawień (tzw. patchy) użytkownika.

Rysunek 18. Wygląd panelu tylnego DSPfactory (1 - gniazdo zasilające 230 V AC, 2 - gniazdo interfejsu USB przeznaczonego do aktualizacji efektów banku External, 3 - gniazda interfejsu MIDI, 4 - gniazdo pedału sterującego typu FOOT-SWITCH pozwalającego na włączanie/ wyłączanie funkcji BYPASS, 5 - monofoniczne gniazda sygnału wejściowego kanałów L i R, 6 - monofoniczne gniazda sygnału wyjściowego kanałów L i R)

Urządzenie DSPfactory ma następującą funkcjonalność:

• 8 efektów audio w banku Internal [I00...I07].
• 8 w pełni edytowalnych efektów audio w banku External [E00...E07].
• 32 w pełni edytowalne banki ustawień użytkownika (tzw. Patche) [U00...U31].
• Obsługa 3 potencjometrów pozwalających na zmianę istotnych parametrów w czasie rzeczywistym.
• Preprogramowany, unikalny bank efektów autorstwa Pieta Verbruggen'a emulujący analogowe kamery pogłosowe typu: Meazzi Echomatic-I model 'J' Classic, Meazzi Echomatic-I model 'F' Classic, Meazzi Echomatic-I model 'F' Special, Meazzi Echomatic-II Bank, Vox Long- Tom Classic, Meazzi Echomatic-II Classic, Roland model 301 Mode 5 oraz Reverb and/or Tremolo.
• Wbudowany interfejs MIDI (IN/OUT) pozwalający na zdalną obsługę urządzenia oraz regulację parametrów czasu rzeczywistego z wykorzystaniem komunikatów MIDI typu: Program Change i Control Change.
• Wbudowany interfejs USB przeznaczony do aktualizacji banku External,
• Dedykowana aplikacja DSPfactory Programmer przeznaczona do edycji i aktualizacji banku External.
• Monofoniczne wejście/wyjście Jack na płycie czołowej urządzenia przeznaczone do podłączenia gitary.
• Stereofoniczne wejścia/wyjścia jack na panelu tylnym urządzenia przeznaczone do podłączenia pozostałych, stereofonicznych źródeł dźwięku.
• Regulacja wzmocnienia sygnału wejściowego (Input Gain)
• Wbudowany wzmacniacz słuchawkowy z regulacją głośności.
• Obsługa pedału sterującego typu FOOTSWITCH pozwalającego na włączanie/wyłączanie funkcji BYPASS.
• Automatyczny BYPASS po wyłączeniu zasilania.
• Czytelny i intuicyjny interfejs użytkownika z wykorzystaniem doskonałej jakości wyświetlacza typu OLED.
• Możliwość samodzielnego tworzenia efektów audio dzięki dedykowanej aplikacji producenta procesora DSP SpinAsmIDE.

Rysunek 19. Wygląd ekranu głównego interfejsu użytkownika DSPfactory (1 - typ banku efektów audio: I→Internal, E→External, U→User (patch), 2 - numer wybranego efektu, 3 - nazwa wybranego efektu, 4 - piktogramy symbolizujące wartość ustawień poszczególnych regulatorów POT1...POT3, 5 - nazwy funkcji poszczególnych regulatorów POT1...POT3)

Na rysunku 17 pokazano wygląd płyty czołowej DSPfactory z opisem wszystkich elementów interfejsu użytkownika. Na rysunku 18 zamieszczono wygląd panelu tylnego DSPfactory z opisem wszystkich gniazd. Na rysunku 19 pokazano z kolei wygląd ekranu głównego interfejsu użytkownika DSPfactory.

Warto podkreślić, iż w polach nazwy funkcji poszczególnych regulatorów POT1...POT3, zamiast wspomnianych nazw funkcji jest pokazywana dokładna wartość regulatora (0...31), który właśnie podlega edycji (przez 2 sekundy), jak pokazano na rysunku 20.

Rysunek 20. Wygląd ekranu głównego interfejsu użytkownika DSPfactory z pokazaną dokładną wartością regulatora POT1

Przejdźmy zatem do obsługi samego urządzenia, którą to zoptymalizowano pod kątem wymagań dla sprzętu estradowego. Zgodnie z założeniami, urządzenie DSPfactory wyposażono w czytelny i intuicyjny interfejs użytkownika, zaś sama obsługa dokonywana jest przy udziale 4 przycisków funkcyjnych i 3 potencjometrów regulacyjnych pozwalających na regulacje wybranych parametrów bieżącego efektu audio. Znaczenie poszczególnych klawiszy funkcyjnych przedstawia się następująco:

• BANK/UPLOAD. Każdorazowe, krótkie naciśnięcie tego przycisku funkcyjnego pozwala na zmianę bieżącego banku efektów audio w następującej kolejności: I→E→U→I i tak dalej. W przypadku, gdy wybrany bank jest pusty, na wyświetlaczu urządzenia zostanie wyświetlony komunikat EMPTY PATCH! W takim wypadku sygnał audio nie zostanie poddany jakiejkolwiek zmianie i na wyjście urządzenia zostanie przekazany oryginalny sygnał wejściowy.
• PREV/NO. Każdorazowe, krótkie naciśnięcie tego przycisku funkcyjnego pozwala na zmianę bieżącego banku efektów audio na poprzedni. Przycisk ten służy także do rezygnazji z aktualizacji banku efektów External (podczas procedury aktualizacji) i rezygnacji z zapisu edytowanego zestawu ustawień użytkownika tzw. Patch'a (podczas procedury edycji tychże ustawień).
• NEXT/YES. Każdorazowe, krótkie naciśnięcie tego przycisku funkcyjnego pozwala na zmianę bieżącego banku efektów audio na następny. Przycisk ten służy także do akceptacji aktualizacji banku efektów External (podczas procedury aktualizacji) i potwierdzenia zapisu edytowanego zestawu ustawień użytkownika tzw. Patch'a (podczas procedury edycji tychże ustawień).
• STORE. Każdorazowe, długie naciśnięcie tego przycisku funkcyjnego uruchamia procedurę edycji i zapisu banku ustawień użytkownika tzw. patcha.

USER - bank danych użytkownika

Rysunek 21. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory podczas edycji Patch’a USER.

Procesor DSPfactory pozwala na regulację kluczowych parametrów każdego efektu audio dzięki wbudowanym 3 potencjometrom POT1...POT3, których użycie w diametralny sposób zmienia charakterystykę każdego z nich. Ta właściwość powoduje, że z niewielkiej, wydawałoby się, grupy 16-efektów audio, możemy zbudować dużą paletę ustawień.

Do tego celu przeznaczono specjalny bank USER, gdzie każda pozycja, nazywana Patch'em, to zestaw nastaw wszystkich potencjometrów regulacyjnych, dedykowana nazwa użytkownika oraz miejsce w banku pamięci [U00...U31]. Należy przy tym zaznaczyć, iż nie jest możliwa zmiana opisów funkcji poszczególnych potencjometrów.

Rysunek 22. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory po wyjściu z procedury edycji patcha USER

Proces edycji banku USER inicjowany jest z poziomu ekranu głównego poprzez długie naciśnięcie przycisku STORE. Wygląd ekranu podczas edycji patcha USER pokazano na rysunku 21. W tym trybie pracy urządzenia poszczególne przyciski funkcyjne realizują następująca funkcjonalność:

• PREV/NO. Każdorazowe, krótkie naciśnięcie tego przycisku funkcyjnego przesuwa w lewo migający kursor, który wskazuje element poddawany edycji (numer banku USER lub znak nazwy użytkownika).
• NEXT/YES. Każdorazowe, krótkie naciśnięcie tego przycisku funkcyjnego przesuwa w prawo migający kursor, który wskazuje element poddawany edycji (numer banku USER lub znak nazwy użytkownika).
• STORE. Długie naciśnięcie tego przycisku funkcyjnego kończy procedurę edycji i zapisu banku ustawień użytkownika tzw. Patch'a.
• Potencjometr POT1. Kręcenie ośką potencjometru POT1 zmienia regulowaną wartość, która wskazywana jest przez migający kursor.

Rysunek 23. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory w trybie aktualizacji banku danych External

Wyjście z procedury edycji Patch'a użytkownika zakończone jest zapytaniem o zapis bieżących ustawień, co pokazano na rysunku 22. Do potwierdzenia lub odrzucenia operacji zapisu służą klawisze opisane jako NO (PREV), YES (NEXT).

UPLOAD - aktualizacja banku danych External

Rysunek 24. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory podczas aktualizacji banku danych External

Urządzenie DSPfactory wyposażono w specjalną pamięć FRAM, która przechowuje efekty audio banku EXTERNAL, co pozwala na ich aktualizację czy tez zmianę stosownie do wymagań użytkownika. Do tego celu przewidziano dedykowaną aplikację DSPfactory Programmer, która pozwala na stworzenie własnego banku efektów z dostępnej listy zestawów jak i na wprowadzanie własnych opisów funkcji poszczególnych potencjometrów POT1...POT3, ich domyślnych ustawień jak i nazw poszczególnych efektów audio.

Proces aktualizacji banku danych inicjowany jest z poziomu ekranu głównego poprzez długie naciśnięcie przycisku BANK/UPLOAD. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika w tym trybie pokazano na rysunku 23.

Jak poprzednio, do potwierdzenia lub odrzucenia operacji aktualizacji banku danych External służą klawisze opisane NO (PREV), YES (NEXT). Po potwierdzeniu wspomnianej aktualizacji DSPfactory przechodzi w tryb oczekiwania na dane wysyłane z aplikacji DSPfactory Programmer, któremu towarzyszy pokazywanie paska postępu jak na rysunku 24.

Rysunek 25. Wygląd okna aplikacji DSPfactory Programmer (1 - nazwa skompilowanego pliku programów dla procesora FV-1. Przykładowe pliki tego typu stanowią załącznik do bieżącego artykułu lub też mogą zostać wygenerowane przez aplikację SpinASM firmy Spin Semiconductor, producenta układu FV-1. Plik taki zostanie automatycznie skopiowany do katalogu aplikacji DSPfactory Programmer, jeśli wskazano go z innego położenia. Zaawansowani użytkownicy mogą samodzielnie tworzyć własne efekty audio, korzystając z informacji zawartych na stronie http://goo.gl/ mOELjG; 2 - wskaźnik kompatybilności pliku programów z bankiem echoTapper emulującym analogowe kamery pogłosowe. Obecność tego wskaźnika decyduje o sposobie obsługi potencjometru POT2 urządzenia DSPfactory (symuluje przełącznik konfiguracji głowic kamer pogłosowych); 3 - kolejny numer i nazwa efektu External, 4 - nazwy funkcji poszczególnych potencjometrów POT1… POT3, 5 - predefiniowane ustawienia wstępne poszczególnych potencjometrów POT1…POT3, 6 - nazwa szeregowego portu COM, do którego podłączono urządzenie DSPfactory (w systemie Windows to wirtualny port szeregowy); 7 - naciśnij, aby przesłać zestaw efektów External do urządzenia DSPfactory; 8 - naciśnij, aby zapisać na dysku bieżący zestaw efektów External; 9 - pasek postępu aktualizacji banku danych External; 10 - naciśnij, aby odczytać z dysku zapisany wcześniej zestaw efektów External)

Należy mieć na uwadze, iż po aktualizacji banku danych External, skasowaniu ulegną również wszystkie zestawy ustawień użytkownika z banku USER (tzw. Patch'e), które powstały na podstawie efektów z banku External.

Aplikacja DSPfactory Programmer

Rysunek 26. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory podczas odbierania komunikatu MIDI

Aplikacja DSPfactory Programmer przeznaczona jest do tworzenia dowolnych zestawów banków danych External i ich przesyłania do urządzenia DSPfactory. Wygląd okna aplikacji pokazano na rysunku 25. W chwili publikacji niniejszego artykułu dostępne są 4 zestawy banków danych typu External, których specyfikacje zawierają tabele 3...6.

echoTapper

Rysunek 27. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory podczas edycji aktywnego kanału MIDI.

Oprogramowanie echoTapper użyte do uzyskania brzmienia zespołu The Shadows jest zestawem algorytmów dostosowanych do układu FV-1, które odwzorowują zestaw taśmowych kamer pogłosowych używanych w latach sześćdziesiątych przez Hanka Marvina.

Tak, jak napisano wcześniej, algorytmy te zostały opracowane na podstawie wnikliwej analizy nagrań zespołu dokonanej przez inżyniera, muzyka i miłośnika The Shadows Pieta Verbruggena z Holandii. Co należy szczególnie podkreślić, w przypadku tegoż zestawu efektów, potencjometr POT1 służy w większości zastosowań jako przełącznik konfiguracji zestawów głowic (działa, jak wielopozycyjny przełącznik), jak to miało miejsce w przypadku analogowych kamer pogłosowych, co sygnalizowane jest opisem jego funkcji o treści: Head.

Rysunek 28. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory inicjującego proces exportu danych banku User

W przypadku pokręcenia tym elementem regulacyjnym w polu jego funkcji nie zobaczymy, czego można się było spodziewać, dokładnej, cyfrowej (a nie słupkowej) wartości jego położenia a literę A, B, C, D itp symbolizującą konfigurację głowic (uzyskiwanych opóźnień dźwięku), jak to miało miejsce w przypadku oryginalnych, analogowych kamer pogłosowych, jakie są w danej chwili symulowane.

Oczywiście jest to tylko jeden z zestawów algorytmów, którymi można zaprogramować DSPFactory. Więcej algorytmów można znaleźć w Internecie (szukając programów do FV-1) lub można je napisać samodzielnie.

Interfejs MIDI

Rysunek 29. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory podczas exportu danych banku User

Urządzenie DSPfactory wyposażone zostało w pełni funkcjonalny interfejs standardu MIDI, który umożliwia wysyłanie i odbieranie komunikatów MIDI takich jak Program Change (zmiana bieżącego efektu audio) oraz Control Change (zmiana wartości regulatorów POT1...POT3).

Wspomniane komunikaty MIDI transmitowane są każdorazowo na skutek zmiany numeru efektu dokonanej przez użytkownika (komunikat Program Change) czy też zmiany wartości każdego z trzech elementów regulacyjnych POT1...POT3 (komunikat Control Change).

Rysunek 30. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory podczas odbierania wiadomości typu System Exclusive interfejsu MIDI

Komunikaty takie są również odbierane przez urządzenie powodując stosowne zmiany w czasie rzeczywistym. Każdorazowe odebranie ważnego komunikatu MIDI jest sygnalizowane (prócz wywołania pożądanego efektu) poprzez zmianę znaku poprzedzającego nazwę efektu z ":" na "?" jak pokazano na rysunku 26.

W tabeli 7 umieszczono specyfikację obsługiwanych komunikatów MIDI w odniesieniu do funkcjonalności urządzenia DSPfactory.

Rysunek 31. Wygląd ekranu interfejsu użytkownika DSPfactory potwierdzającego odebranie poprawnej wiadomości typu System Exclusive

Co ważne, urządzenie odpowiada na przesyłane komunikaty MIDI wyłącznie w wybranym dla niego aktywnym kanale MIDI. Wyboru tego możemy dokonać tylko podczas włączania urządzenia poprzez naciśnięcie przycisku STORE/UPLOAD. Wygląd ekranu podczas edycji aktywnego kanału MIDI pokazano na rysunku 27.

Tabela 3. Specyfikacja zestawu efektów z banku eTap2HW

W tym trybie pracy klawisze opisane jako NO (PREV), YES (NEXT) służą do zmiany aktywnego kanału MIDI, zaś klawisz STORE/UPLOAD służy do zakończenia procedury edycji, po czym urządzenie przechodzi do normalnego trybu pracy.

Poza wspomnianymi powyżej możliwościami urządzenia w zakresie obsługi interfejsu MIDI, procesor DSPfactory wyposażono w mechanizm umożliwiający zapis jak i odczyt wiadomości MIDI typu System Exclusive, dzięki czemu możliwe jest eksportowanie jak i importowanie ustawień banku User (wszystkie 32 patche użytkownika).

Tabela 4. Specyfikacja zestawu efektów z banku guitar

Procedurę exportu danych banku User przez interfejs MIDI w postaci wiadomości typu System Exclusive wywołujemy poprzez wciśnięcie i przytrzymanie przycisku NEXT z poziomu ekranu głównego programu obsługi. Wygląd ekranu inicjującego proces exportu danych banku User pokazano na rysunku 28.

Jak poprzednio, do potwierdzenia lub odrzucenia operacji eksportu danych służą przyciski NO (PREV), YES (NEXT). Po potwierdzeniu wspomnianej operacji DSPfactory przechodzi w tryb wysyłania danych banku User, któremu towarzyszy ekran informacyjny pokazany na rysunku 29.

Tabela 5. Specyfikacja zestawu efektów z banku reverbs

Należy podkreślić, iż przed inicjacją exportu danych banku User należy przygotować odpowiednie oprogramowanie lub urządzenie sprzętowe jak np. sequencer MIDI, które to umożliwi przechwycenie i zarchiwizowanie wysyłanej wiadomości System Exclusive.

Oprócz możliwości exportu banku danych User, urządzenie DSPfactory umożliwia także import wiadomości tego typu wcześniej zapisanej i dedykowanej naszemu urządzeniu. Odbiór takiej wiadomości realizowany jest standardowo w ramach obsługi interfejsu MIDI.

Tabela 6. Specyfikacja zestawu efektów z banku various

Urządzenie cały czas monitoruje wiadomości przesyłane interfejsem MIDI i w przypadku otrzymania ważnej dla niego wiadomości typu System Exclusive (o identyfikatorze producenta 0x7F i identyfikatorze urządzenia 0x01) automatycznie przechodzi do odbioru wysyłanego pakietu danych informując użytkownika za pomocą ekranu pokazanego na rysunku 30.

Po odebraniu pakietu danych urządzenie DSPfactory sprawdza integralność i poprawność otrzymanych danych i w przypadku pozytywnej weryfikacji aktualizuje bank danych User informując użytkownika przy pomocy ekranu pokazanego na rysunku 31.

Tabela 7. Specyfikacja obsługiwanych komunikatów MIDI

Każdy błędny lub niepełny pakiet danych zostanie automatycznie odrzucony a użytkownik otrzyma stosowny komunikat. Należy także podkreślić, iż w trakcie całej transmisji pakietu danych typu System Exclusive urządzenie DSPfactory nie jest dostępne do obsługi ze strony użytkownika. Importując pakiety danych typu System Exclusive nie należy także doprowadzać do sytuacji przerywania tychże danych poprzez inne komunikaty MIDI by zachować integralność wiadomości tego typu.

Robert Wołgajew, EP