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4. 8種類(lèi)型的聲音合成

在上一集里，我們已經(jīng)看到了通過(guò)堆疊2個(gè)或更多振蕩器可以做的幾件事。

盡管疊層（layering）是聲音設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的概念，但用2個(gè)振蕩器可以做的事情還有很多，可以創(chuàng)造出屬于自己的聲音。

?所以今天我們就來(lái)談?wù)劼曇艉铣桑╯ound synthesis）。聲音合成有很多類(lèi)型，所以我們馬上就從第一種類(lèi)型開(kāi)始：

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加法合成

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加法合成（additive synthesis）是通過(guò)在聲音中加入諧波來(lái)創(chuàng)造聲音。這可以通過(guò)將振蕩器堆疊在一起的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，就像我們上次做的那樣。

但大多數(shù)時(shí)候，我們用正弦波來(lái)這么做，由此我們可以一個(gè)接一個(gè)地添加諧波。

你添加的每個(gè)諧波都會(huì)改變波形，因?yàn)椴ㄐ稳Q于諧波含量，反之亦然。所以改變一個(gè)也會(huì)改變另一個(gè)。

你可以在A(yíng)bleton的operator中做加法合成。在這個(gè)區(qū)域里，每個(gè)豎條都代表泛音列的其中一個(gè)諧波。而它們的高度代表音量。

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如果你不知道什么是泛音列，現(xiàn)在可能是觀(guān)看我之前關(guān)于諧波和泛音的一集的好時(shí)機(jī)（本系列的第二章）。那里有一切解釋。

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因此，如果你只有一次諧波（first harmonic），即基波（fundamental），你就會(huì)有一個(gè)正弦波。然后，如果你每?jī)蓚€(gè)增加一個(gè)諧波，就會(huì)有更多的方波，如果你增加每個(gè)諧波，就開(kāi)始有更多的鋸齒波。

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加法合成的有趣之處在于，你可以獨(dú)立控制每個(gè)諧波的音量，所以你可以更靈活地塑造你的聲音。

你也可以在Serum中通過(guò)點(diǎn)擊振蕩器部分的鉛筆圖標(biāo)進(jìn)行加法合成。然后，在這個(gè)窗口中會(huì)同樣顯示所有這些條形圖。你正在創(chuàng)建的波形就有了視覺(jué)表現(xiàn)。

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減法合成

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減法合成（Subtractive synthesis）是以富含諧波的聲音為起點(diǎn)，然后用濾波器去掉其中的一些諧波。

有很多不同的濾波器可供選擇，我們將在專(zhuān)門(mén)的視頻中看到它們的作用。但現(xiàn)在你可以記住，減法合成就是用這些濾波器逐漸去除諧波。

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舉個(gè)例子，低通濾波器（low pass filter）會(huì)削減聲音中的高頻。它可以使聲音聽(tīng)起來(lái)不那么刺耳，或是變得更悶。

而高通濾波器（high pass filter）將削減聲音的低頻，這對(duì)于為聲音的其他層留出一些空間很有用。

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因此，當(dāng)你從一個(gè)帶有大量諧波的聲音開(kāi)始時(shí)，減法合成的效果特別好。

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舉個(gè)形式最純粹的減法合成的例子，你可以從包含所有頻率的白噪聲開(kāi)始，然后使用濾波器或均衡器，只讓你想要的頻率通過(guò)。

這里，我的白噪聲經(jīng)過(guò)一個(gè)梳狀濾波器（comb filter），只讓泛音列的頻率通過(guò)。

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波表合成

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在波表合成器（wavetable synth）中，像Serum或Ableton的wavetables，振蕩器被稱(chēng)為表（table），它實(shí)際上包含幾個(gè)波形（waveform）。

然后，你會(huì)有一個(gè)旋鈕來(lái)循環(huán)它們，并使你的聲音變形。

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這可以是給你的聲音添加運(yùn)動(dòng)使它更加有機(jī)（organic）的好辦法。

將波形與濾波器的開(kāi)度（opening）或失真的負(fù)載（drive）結(jié)合起來(lái)變化，真的可以使你的聲音變得生動(dòng)。

這很有趣，因?yàn)槟憧梢宰屓魏尾ㄐ巫冃螢槿魏尾ㄐ危钥赡苄允菬o(wú)限的。

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一些像Serum這樣的合成器甚至允許你畫(huà)出自己的波形，或者導(dǎo)入自己的音頻采樣，它將從中提取波形。

例如，如果我在Serum中導(dǎo)入一個(gè)聲音，它就會(huì)給我所有的波形。然后就可以在振蕩器中使用這些波形。

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在這些波形中，你可以做一個(gè)選擇。你可以擦掉其中的一些，你可以只保留其中的一些，如果你在這里只加載了幾個(gè)不同的波形，你可以在它們之間插入波形，這樣你就可以在它們之間平滑過(guò)渡。要做到這一點(diǎn)是在morph部分。例如讓我們?cè)囈幌耺orph spectral。

看，第一個(gè)在index 1，第二個(gè)在index 256，這意味著實(shí)際上有255個(gè)不同的波形從一個(gè)過(guò)渡到另一個(gè)。

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AM合成

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AM是 "振幅調(diào)制（amplitude modulation）"的意思。

而信號(hào)的振幅基本上是指聲音的音量。

振幅調(diào)制是指這個(gè)音量被調(diào)制：音量跟隨另一個(gè)信號(hào)變化。

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所以對(duì)于A(yíng)M合成，你實(shí)際上需要2個(gè)振蕩器。一個(gè)是聲源，提供你能聽(tīng)到的聲音，它被稱(chēng)為載波（carrier），另一個(gè)是控制第一個(gè)振蕩器的音量旋鈕的，它被稱(chēng)為調(diào)制波（modulator）。

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因此，例如我們有一個(gè)正弦波的振蕩器，這是我們的基本聲音，即載波。

然后我們有一個(gè)LFO，代表 "低頻振蕩器（low frequency oscillator）"，它也會(huì)提供一個(gè)正弦波，但非常慢。

如果我們讓這個(gè)LFO控制第一個(gè)振蕩器的音量旋鈕，它就成為調(diào)制波。

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在這個(gè)速度下，你可以聽(tīng)到聲音先大后小，伴隨著LFO的振蕩。

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現(xiàn)在，這沒(méi)什么大不了的。但是，如果LFO的速度越來(lái)越快，它就開(kāi)始扭曲聲音了。當(dāng)調(diào)制波的振蕩速度足夠快時(shí)，它開(kāi)始扭曲波形本身的形狀，并開(kāi)始在原始信號(hào)中增加諧波含量。

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它將為原始聲音中已經(jīng)存在的每個(gè)諧波增加幾個(gè)諧波。因此，如果我在載波中加入其他正弦波，我們從2個(gè)諧波開(kāi)始，你就可以看到一系列的諧波被添加到這兩者。

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改變調(diào)制波的振幅或音量，就會(huì)改變?cè)黾又C波的總體音量。

在這里，你可以對(duì)載波和調(diào)制波的不同波形進(jìn)行試驗(yàn)。

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值得注意的是，你也可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的振蕩器來(lái)代替這個(gè)LFO，用任何波形，因?yàn)檎袷幤骱蚅FO本質(zhì)上是一個(gè)東西，只是LFO的振蕩速度更慢。

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關(guān)于A(yíng)M合成的最后一件事。你聽(tīng)說(shuō)過(guò) "環(huán)形調(diào)制器 （ring modulators）"嗎？這些是可以使聲音更有金屬感的設(shè)備，聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)像鈴。

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環(huán)形調(diào)制器的名稱(chēng)來(lái)自于早期的模擬設(shè)備在進(jìn)行環(huán)形調(diào)制時(shí)使用了4個(gè)二極管，以環(huán)形的形式連接在一起。

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好吧，環(huán)形調(diào)制與振幅調(diào)制本質(zhì)上是一樣的。唯一的區(qū)別是，在環(huán)形調(diào)制中，只有添加的諧波保留，而載波的原始頻率消失了。

而在振幅調(diào)制中，增加的諧波和載波的原始頻率都會(huì)保留。除此以外，它們的工作方式是一樣的。

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FM合成

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FM是頻率調(diào)制（frequency modulation）的意思，而頻率基本上就是你的振蕩器的音高。因此，F(xiàn)M合成與AM合成類(lèi)似，它們都涉及一個(gè)載波和一個(gè)調(diào)制波。

但在調(diào)頻中，調(diào)制器將控制載波的音高。

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在同一個(gè)例子中，我將把LFO與振蕩器的頻率連接起來(lái)。

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你可以聽(tīng)到音高隨著LFO上下起伏。

同樣地，當(dāng)LFO的振蕩速率上升時(shí)，它開(kāi)始扭曲載波的聲音。但是它增加了更多的諧波，有可能創(chuàng)造出更飽滿(mǎn)的聲音。

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這里的FM與AM合成的區(qū)別之一是，當(dāng)你改變調(diào)制波的振幅或音量時(shí)，也會(huì)影響到加入到聲音中的諧波含量。不僅是它們的整體音量，而且還有諧波的分布。

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現(xiàn)在，這就是FM合成的核心原理。它可以更深入。例如，我們可以在這個(gè)調(diào)制波之前添加第三個(gè)振蕩器，由此它的頻率也會(huì)上升和下降。

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因此，如果我把這個(gè)振蕩器的頻率調(diào)高，我們可以得到另一種聲音。

在這里，你可以添加其他的振蕩器，并以許多不同的方式連接它們。

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我向你展示這個(gè)是因?yàn)镕M合成是由DX7普及的。它是一個(gè)使用6個(gè)振蕩器的合成器，你可以用許多不同的方式連接它們。

這種結(jié)構(gòu)是如此流行和全能，以至于它被許多合成器所模仿，如volca FM或dexed軟件，你可以免費(fèi)下載。

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你可以用FM合成做很多不同的聲音，這真是一個(gè)有很長(zhǎng)的路可走的無(wú)底洞。

所以這里有幾個(gè)來(lái)自dexed?library的例子。

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波形塑形合成

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我還要補(bǔ)充一下波形塑形合成（wave shaping synthesis），它一般從一個(gè)簡(jiǎn)單的波形開(kāi)始，如正弦波、三角波或鋸齒波，然后由一個(gè)waveshaper扭曲。

Waveshaper基本上會(huì)根據(jù)一個(gè)函數(shù)來(lái)改變進(jìn)入波形的形狀。

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你可以用它做很多事情。它是一種失真類(lèi)型，所以我們將在關(guān)于失真和飽和的那一集里看到更多細(xì)節(jié)。

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但要只是說(shuō)說(shuō)你能用它做什么的話(huà)，你可以做一些飽和，例如不對(duì)稱(chēng)飽和（asymmetric saturation），波形折疊（wave folding）或相位反轉(zhuǎn)（phase inversion）。

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Hard sync

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Hard sync并不是真正意義上的一種合成類(lèi)型，我認(rèn)為沒(méi)有人談?wù)揌ard sync合成，但它創(chuàng)造了一種非常特別的聲音，所以我想把它放在這里。

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意義上說(shuō)它接近于A(yíng)M和FM合成，因?yàn)樗枰獌蓚€(gè)振蕩器，一個(gè)控制另一個(gè)的參數(shù)。

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發(fā)生的是，每當(dāng)一個(gè)振蕩器完成了一個(gè)波形周期（wave cycle），它就會(huì)重置另一個(gè)振蕩器的周期（cycle）。這在波形中產(chǎn)生了一個(gè)斷裂，并創(chuàng)造了獨(dú)特的失真。

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但是讓一個(gè)振蕩器重置另一個(gè)振蕩器的相位意味著幾件事：

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1 - 兩個(gè)振蕩器將有相同的基本頻率（Base frequency），因?yàn)橹髡袷幤鲗⑵仁箯恼袷幤鞯闹芷冢╬eriod）重置在主振蕩器的頻率上。

所以如果你改變主振蕩器的頻率，就會(huì)改變音高，如果你改變從振蕩器的頻率，就會(huì)改變音色。

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2 - 如果兩個(gè)振蕩器失諧（detuned）或演奏兩個(gè)不同的音符，你聽(tīng)到的效果會(huì)更好。因?yàn)槿绻鼈兺耆{(diào)（in tune），演奏同一個(gè)音符，那么它們的相位就會(huì)完全同步，不會(huì)造成波形的斷裂，就會(huì)是無(wú)縫的。

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3 - 主振蕩器的波形其實(shí)并不重要，因?yàn)橹挥兴念l率才能決定何時(shí)重置從屬振蕩器的周期。

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通常，主振蕩器的頻率是你在鍵盤(pán)上演奏的音符的頻率，而從屬振蕩器的頻率既可以從這些音符中調(diào)出來(lái)，也可以設(shè)置成一個(gè)恒定的頻率。

這真的取決于你的合成器是如何構(gòu)建的，以及在上面有哪些選項(xiàng)。

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最后關(guān)于hard sync要注意的是，如果從屬振蕩器的頻率比主振蕩器的頻率低，那么在完成整個(gè)周期（cycle）之前，它就會(huì)被迫重復(fù)。而如果它被調(diào)到一個(gè)更高的頻率，從屬振蕩器的波形將在一個(gè)或幾個(gè)完整的周期后被重新觸發(fā)。而這就會(huì)給人一種兩個(gè)音符同時(shí)演奏的印象。因此，如果你掃過(guò)從屬振蕩器的音調(diào)（tuning），你實(shí)際上會(huì)有點(diǎn)聽(tīng)到泛音列。

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粒子合成

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粒子合成（Granular synthesis）不使用振蕩器作為聲源，而是使用音頻采樣。好吧，它仍然可以是一段用振蕩器制作的聲音采樣，但它仍然是使用一段音頻采樣，并將其切成許多微小的音頻碎片，一般在1ms和50ms之間。這些微小的聲音片段被稱(chēng)為粒子（grain）。

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這些粒子可以相互疊加，以不同的速度、不同的長(zhǎng)度或音量等等播放。

這種合成在創(chuàng)造通常被稱(chēng)為"云"的柔和質(zhì)感時(shí)很方便，但它可以做到更多。

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有一個(gè)免費(fèi)的max4live插件可以讓你在A(yíng)bleton Live中進(jìn)行粒子合成，它叫g(shù)ranulator II。

在這里你可以放置你的采樣。讓我們以這個(gè)為例。

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在那里你可以定義粒子的大小，它們從哪里讀取，在你播放時(shí)移動(dòng)播放頭，改變粒子的音高，隨機(jī)化這些參數(shù)等等。看看這個(gè)插件吧，它是免費(fèi)的，玩起來(lái)很有趣。

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粒子合成也被Ableton的一些內(nèi)置功能所使用，比如時(shí)間拉伸（time stretch）。時(shí)間拉伸在其他DAW中也有類(lèi)似的作用，但我不如Ableton那樣了解，所以我就用這個(gè)來(lái)舉例。

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時(shí)間拉伸允許你讓一個(gè)聲音變長(zhǎng)，而不改變它的音高。要做到這一點(diǎn)，Ableton會(huì)把你的聲音切成幾粒，然后重復(fù)其中一些，使聲音變長(zhǎng)。然后你可以在采樣的warp mode部分改變這些粒子的大小。

默認(rèn)情況下它處于"beats"，在這種模式下，Ableton會(huì)在尋找到的每一個(gè)瞬態(tài)（transient）上制作一個(gè)新的粒子。

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這對(duì)于小的拉伸或你想使你的聲音更短時(shí)很好，但對(duì)更大的拉伸，你可能想嘗試其他模式。

首先，仍然是在beats模式下，你可以將粒子大小設(shè)置為你的tempo的一個(gè)細(xì)分部分。這對(duì)制作一個(gè)與你的tempo同步的節(jié)奏紋理很有好處。

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或者你可以通過(guò)點(diǎn)擊這個(gè)箭頭使粒子變短，通過(guò)減少這個(gè)值以確保每個(gè)粒子只被讀取一次。

例如，這么做以使一個(gè)鼓的loop聽(tīng)起來(lái)更爽快就很好。

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你也可以使用texture模式，它允許你將粒子的大小設(shè)置為更小的碎片。

或者是complex和complex pro功能，這應(yīng)該是原始聲音的最佳保真度，但隨著更多極端的拉伸，它引入了一些可以非常漂亮的金屬音。

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另外，這個(gè)視頻的最后一個(gè)提示：要?jiǎng)?chuàng)建自己的波形，你可以在采樣器中加載一個(gè)采樣，然后選擇它的一個(gè)非常小的部分并循環(huán)播放它。因?yàn)檫@部分的循環(huán)播放非?？?，所以它將作為一個(gè)新的波形。

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這種技術(shù)最酷的地方是，你可以從loop外的某一點(diǎn)開(kāi)始讀取采樣，所以你也可以保持特定的瞬態(tài)。

但是你這樣做出來(lái)的聲音可能不在調(diào)上，所以你應(yīng)該之后進(jìn)行調(diào)音。

我以前經(jīng)常這樣做，從kick采樣開(kāi)始設(shè)計(jì)bass聲音。

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而這些就是我今天想和大家分享的8種音頻合成類(lèi)型：加法、減法、AM、FM、波表、waveshaper、hard sync和粒子合成。

這是對(duì)它們工作原理的快速概述，但我們將在這個(gè)系列中再次看到它們。

這些類(lèi)型的音頻合成大多添加了大量的諧波含量，聲音非常飽滿(mǎn)。把它們與濾波器結(jié)合起來(lái)，使它們變得溫和一些，往往是個(gè)好主意。

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因此，下一次我們將更詳細(xì)地弄清楚減法合成，我們將看到不同的EQ和濾波器類(lèi)型，可以用來(lái)塑造這些聲音。