Efeitos de áudio digital manipulam streams de amostras em tempo discreto (PCM) usando operações matemáticas. Todo efeito é um algoritmo — aqui estão os blocos fundamentais.
1. Modulação de Amplitude (AM) / Modulação em Anel
- AM:
y[n] = x[n] × (1 + m × sin(2πfₘn/fs)) — tremolo (lento), geração de tom (taxa áudio).
- Ring Mod:
y[n] = x[n] × sin(2πfₘn/fs) — suprime portadora, cria frequências soma/diferença (metálico, tipo sino).
2. Modulação de Frequência (FM) / Modulação de Fase (PM)
- FM:
y[n] = sin(2πf꜀n/fs + I × sin(2πfₘn/fs)) — vibrato (sub-áudio), timbres complexos (taxa áudio, Yamaha DX7).
- PM: Equivalente a FM com modulador integrado; usado em synths modernos (Phase Plant, Operator).
3. Efeitos Baseados em Tempo (Linhas de Atraso)
- Delay: Buffer circular, ponteiro de leitura deslocado por D amostras. Feedback → repetições. Tempo de delay modulado → chorus/flanger.
- Chorus: Múltiplos delays curtos (10–30 ms) com offset modulado por LFO — engrossa.
- Flanger: Delay curto único (1–10 ms) + feedback + LFO — filtragem em pente "varredura jato".
- Reverb: Rede de filtros allpass/comb (Schroeder/Moorer) ou convolução (IR). Simula espaço.
4. Distorção / Waveshaping
- Waveshaper estático:
y = f(x) — soft clip (tanh), hard clip, emulação válvula (polinomial), foldback.
- Dinâmico: Amp sims (gain staging, tone stack, cab IR, power amp sag).
- Bitcrusher / Downsampler: Reduz bit depth / sample rate → aliasing, grit.
5. Filtragem (Domínio Frequência no Tempo)
- IIR (Biquad): LPF, HPF, BPF, notch, shelving, peaking — CPU baixo, fase tipo analógico.
- FIR: Fase linear, resposta arbitrária — latência/CPU maior.
- Modelagem analógica: ZDF (Zero Delay Feedback) / VA (Virtual Analog) — Moog ladder, diode ladder, Sallen-Key.
6. Processamento de Dinâmica
- Compressor: Redução de ganho quando envelope > threshold. Parâmetros: ratio, attack, release, knee, makeup.
- Limiter: Ratio ∞:1, attack ultra-rápido.
- Expansor/Gate: Abaixo threshold → atenuação.
- Sidechain: Sinal externo chave drive envelope (ducking, pumping).
7. Equalização
- Paramétrica (freq, ganho, Q), gráfica (bandas fixas), EQ dinâmico (ganho segue envelope), EQ matching (captura curva).
Realidades de Implementação
- Sample rate: 44,1/48/96/192 kHz — afeta Nyquist, precisão filtro.
- Bit depth: 24-bit fixed / 32-bit float (headroom).
- Processamento em blocos: 64–1024 amostras/bloco (latência vs. CPU).
- Oversampling: 2×–8× para não-linearidades (distorção, saturação) para suprimir aliasing.
Formatos de Plugin
- VST3, AU, AAX, CLAP, LV2 — host carrega, processa buffers, automatiza parâmetros.
Entender esses primitivos permite desenhar sons, não só rolar presets.
