Spatialisering

For å gi "liv" til en lyd ønsker vi gjerne å simulere at lydkilden er plassert et visst sted i et rom med en viss romklang. Dette heter spatialisering.

Ekko

Ekko simuleres ved hjelp av en digital delay som forsinker lyden. Den forsinkede lyden (ekkoet) mikses så med originalen. Dersom vi setter forsinkelsestiden til en liten verdi, vil vi få vekselvis konstruktiv (signalene er i fase) og destruktiv (signalene er i motfase) interferens mellom det opprinnelige og det forsinkede signalet på forskjellige frekvenser. Dette betyr at oppsettet fungerer som et kamfilter, ja mer enn det, det er ikke noe annet enn et kamfilter, med differenslikningen

der m er antall samples forsinkelse. Avstanden mellom toppene i filterkarakteristikken er gitt ved lengden på forsinkelsen.

Vi kan så multiplisere utgangssignalet med en dempningsfaktor d;SPMlt;1, og sende dette tilbake i inngangen (feedback). Vi får da en effekt av typen Hei Hei Hei Hei Hei Hei. Hvis forsinkelsen er i størrelsesorden 50 ms, vil dette gi en metallisk og kunstig romklang. Dette er fremdeles et filter, nå av den rekursive typen, med differenslikning

Romklang

Ekkomaskinen med feedback fra forrige avsnitt kan brukes til å simulere romklang i et stort metallrør eller noe slikt. De fleste naturlige rom har en mye mer komplisert geometri, med forskjellige typer materialer som reflekterer lyden på ulik måte. Dette gjør at romklangen får et meget komplisert forløp.

Vi kan måle impulsresponsen til en konsertsal ved å fyre av en pistol, og skrive ut ekkoene som pulser som funksjon av tiden. Vi kan så bruke denne impulsresponsen til å konstruere et digitalt filter direkte. Vi sier da at vi folder eller konvolverer lyden med impulsresponsen. Hittil har slik "ekte" romklang vært altfor beregningskrevende for praktisk bruk. En etterklangstid på 10 sekunder vil f.eks. kreve en million addisjoner og multiplikasjoner for hvert eneste sample i lyden (ved 50 kHz samplingfrekvens og stereo). Ny teknologi som bl.a. er beregnet for Virtual Reality-anvendelser (f.eks. "Convolvotron") begynner imidlertid å gjøre slike ting mulig.

For å forenkle beregningene, stiliserer vi impulsresponsen endel. Som oftest vil impulsresponsen begynne med endel enkeltstående ekko ("early response") som tilsvarer de primære og sekundære refleksjonene fra vegger og tak. Disse ekkoene kan vi simulere med digitale delays. Etterhvert som klangen dør ut, blir impulsresponsen meget kompleks. Vi får da inn alle mulige kombinasjoner av tidligere ekko som reflekteres enda en gang. Det er vanlig å benytte fiffig oppsatte allpassfiltre for å simulere dette.

Hver gang lyden reflekteres eller passerer gjennom noen meter luft vil den miste diskant. Digitale delays med feedback og et lavpassfilter i tilbakekoblingen vil kunne simulere dette.

Plassering av lydkilder i rommet

I heftet om akustikk så vi på hvordan øret og hjernen bestemmer retningen og avstanden til en lydkilde. For å simulere avstand bruker vi disse effektene:

• Endring av amplityde, ved at amplityden faller omvendt proporsjonalt med avstanden (effekten, som avhenger av kvadratet av amplityden, vil da falle omvendt proporsjonalt med kvadratet av avstanden).
• Endring av frekvensinnhold, ved at lyden mister mer og mer diskant ettersom avstanden øker (simuleres med et lavpassfilter)
• Doppler-effekten. Dette simuleres ved å sette opp en digital delay som simulerer tiden lyden bruker fra lydkilden til lytteren. Ettersom avstanden endres, vil da også delay-tiden endres, og Dopplerske pitch-skift oppstår da helt "av seg selv".
• Balanse mellom romklang og direkte signal. Lyden vil virke nærere jo tørrere den er.

For å simulerer retning bruker vi disse effektene:

• Amplityde-panorering mellom kanalene
• Faseforskjell og Haas-effekt (simuleres med digitale delays)
• Eventuelt simulering av ytterørets og hodets filtrerende effekt avhengig av retning

Andre effekter

Chorus kan simuleres ved å mikse et antall parallelle systemer der lyden gjennomgår en langsomt varierende, tilfeldig forsinkelse. Dette vil simulere både at de separate lydkildene er noe ute av fase, og at de har noe ulik pitch (på grunn av de resulterende Doppler- skiftene). I tillegg kan vi legge på en tilsvarende tilfeldig modulasjon av amplityde.

Flanger er ikke noe annet enn en langsom endring av delay-tid, gjerne modulert av en lavfrekvent sinus.

Fuzz lages ved å kjøre lyden gjennom en ulineær overføringsfunksjon (se avsnittet om ulineær forvrengning).