Designing Sound

Mixed Additive Composites
Instead of adding together sine waves we start with more complex nonelemen-
tary waveforms like sawtooth, triangle, square, pulse, and noise. This approach
is common to early analog music synthesisers like the Moog, Korg, and Roland
machines. A great range of musically useful sounds can be made by mixing
only three or four elementary waveforms, but the technique can be extended to
the general case of synthesis by enriching the palette and using a finer control
system than found with music synthesisers. Its advantages are simplicity and
cost efficiency, but only a limited range of sounds can be produced this way.
Wavetables
A similar approach is
wavetable
synthesis. Instead of starting with a few primi-
tive wavecycles we use a large palette of complex waves drawn from real record-
ings and crossfade or layer them together. This approach is at the heart of many

---

16.7 Methods
257
1990s music synthesisers like the PPG, Roland JV1080, and Korg wavestation.
It shares something with the brute force piecewise approach, in that we can only
create sounds by splicing together existing chunks, again giving a limited range
of sounds. It is also very memory hungry as it needs to store the wavetables,
so it loses many of the advantages of true procedural sound.
Subtractive
The metaphor with
subtractive synthesis
is one of sculpture. You start with a
block of marble and “remove everything that isn’t
David
.” The block of marble
is white noise. We use filters to take away the bits we don’t want, leaving a
broad sketch of what’s desired. Perhaps it’s better called
selective synthesis
,
which is an extension of this metaphor with a scalable block of marble. You
can create extra bits where you need them by boosting some frequencies, or
stretching the block. To sculpt in this way, resonant filters that can boost as
well as cut certain frequencies are needed. Of course this is all relative in the
dimensions of a sound signal, because boosting one frequency is the same as
reducing all the others. It’s important to keep this metaphor in mind, because
subtractive synthesis, like sculpture, is a
revealing
process. If the original block
of marble does not contain
David
(because it is too small or contains holes like
Swiss cheese), then we can’t reveal him. This happens for all real white noise
sources which contain only a finite number of frequencies at any instant.