声音设计技术

hbsgz · 发表于 2007-9-19 23:00:43

从逻辑上来说我们所听到的每一个声音都有开始、中间和结尾三个阶段。在声音设计中，这是一种思考、解构和构建声音的有效方式。类似于一个四级 ADSR 包络（触发、衰减、保持和释放），我们可以把每个阶段看作是一个声音事件的组成部分。在振幅方面，触发，衰减和释放阶段主要是用来控制时间的部分，而保持部分更多的是控制音量。但是实际构建一个声音的过程可能远比仅使用一个简单的 ADSR 振幅包络要复杂得多。包络可以调制信号链中的任意参数，包括生成信号源、滤波器和其它的调制器。包络可以有无限多的阶段，包括循环算法，保持位置和节奏的控制等。而使用共享的包络线结合或者将几种声音进行分层可以产生惊人的结果，使用独特的包络线控制声音中不同的内容是产生更复杂和不断发展的声音纹理或丰满的音色的唯一方式。

解构与重构

在这个主题中，应该首先考虑 FFT 处理（快速傅立叶变换）。通过它可以解构一个声音，使其可以表示为一组用正弦波进行描述的频率，振幅和相对相位。一旦完成分解，便可以对其中特定的内容进行独立的数学性修改。这就是为什么音高可以在不改变持续时间的情况下进行改变，反之亦然。粒子合成是一个相似的过程，使用其产生的声音颗粒或者小块的声音可以被无数的方式单独进行处理，如音调变化，反向播放和重新排序等方式。

一个纯粹的声音（正弦波）的谐波频率，仅包含一个可测量的频率 —— 基频。只要你把两个纯粹的波形进行结合，就会产生和声、差音和颤音效果。添加不同的包络可以让音色变得更加复杂。

这种使用几个简单的内容实现复杂音色的想法是简单的 FM （频率调制）合成方法的核心。使用两个简单的振荡器（一个载波器和一个调制器）即可产生一系列惊人的声音和音色。

合成与采样 - 不同方法的混合运用

将真实世界的采样和合成出来的声音进行结合是进行高级声音设计的一种方式。使用上文中所提到的分层和包络控制的做法，并通过额外的处理，您可以使用原声和电子的音源创建一个迷人且不断变化的声音场景和混合的声音姿态。这种方法适用于科幻和游戏类型的声音设计。

模拟和数字

模拟美学的复兴已经持续了很多年，并且并没有出现放缓的迹象。在 2020 年黑胶唱片的销量超过了 CD 销量，这是自 1986 年以来第一次出现这种情况。模块化合成器自从标准化 Eurorack 格式于 90 年代末被 Doepfer 确定以来，一直在持续回潮。模拟设备的声音被越来越多地用于音乐和声音设计之中。笔者在一个模拟设备的世界中长大，数字设备的革命在当时看起来像是神迹一般，我从未想象过会使用回旧的技术。但是现在，我的工作室里充斥着模拟设备和混合设备。在被数字设备浸淫了几十年之后，能再次听到纯净的连续电压像是呼吸到了新鲜的空气。现在的我会在两个世界中独立地进行探索，更有趣的是将两种技术结合在一起使用。两种技术都能产生独特的声音，就像使用不同的乐器进行演奏一样，我想不到任何的理由去排斥其中任何一种技术。

空间化

声音设计最基本的一个方面是为了一个声音创造一个空间或者创造一个声学环境。两者都需要考虑空间和时间方面的混响和延迟，这两个过程都可以进行某种形式的滤波、平移和调制。暂且抛开环绕立体声和杜比的 ATMOS 系统不谈，即便在标准的立体声领域也能实现惊人的效果。声音对象不仅可以从左到右进行移动，还可以从前方向后方移动。使用双耳算法（通常仅限于在耳机环境中实现），比如在 Logic Pro 中，声音不仅可以位于前/后和左/右，甚至可以位于听音者的后方、下方和上方。在立体声中运用多普勒效果可以扩展立体声的动态，以达到增强现实感受或者创建超现实的动态。

采样和合成的声音之间的对比度在某些方面与卷积和算法混响之间的差异相似。前者使用脉冲响应（ IR ）文件从现实空间中获取空间采样，而后者依赖于算法计算创建基于延迟时间线，滤波和其他参数的空间。卷积混响更适合在需要 “真实” 的空间感时使用，而算法混响可用于模拟老式的混响技术，如板式混响和弹簧混响或创建在现实生活中不可能存在的空间。卷积混响和 IR 文件也可应用于模拟经典设备、音箱箱体、放大器电路等。算法混响通常可以对参数进行更多的控制，以供提供更极端的设置。部分工程师建议使用层叠混响 (将它们两者串联起来) 从而产生更平滑的效果。

众所周知，创造性地使用混响本身就包含巨大的可能性，任何东西加一点混响都会更好听！

软件

市面上有大量适合声音设计的优秀应用程序和音频处理插件，不太可能在本文中将它们一一罗列出来并进行介绍。在下文中笔者会推荐个人目前最喜欢的部分插件和应用程序（排名不分先后）。

UVI

请注意：当这篇文章第一次发表时，有人立即评论并抱怨我没有将 UVI 公司的 Falcon 包括在内。我承认我没有尝试过目前所有的声音设计软件，而且仅列出了本人用过的产品。在发布这篇文章之后，UVI 慷慨地为我提供了 Falcon 2 软件，在体验之后我不得不说这是一个令人印象深刻的软件。

UVI 出品的 Falcon 2 可以归类为混合合成器，由于它包含了多种声音设计方法，包括采样器、粒子合成、波表合成、FM 合成、加法合成、减法合成、相位失真合成和组件建模等方式。它包含 16 个振荡器，90 个功能齐全的可处理效果器，9 个调制生成器，MIDI 脚本处理器，包括和弦识别和音高检测的分析部分，不胜枚举。因为功能太多，你可能会希望有一些时间去学习如何使用它们。幸运的是，UVI 已经发布了一些深度剖析 Falcon 2 的 YouTube 视频，让用户可以有条不紊对其进行探索。快速浏览预设音色可以让你对这个乐器所包含的潜力有一定的概念。多部分和多层次的音色处理方式确保了它可以提供无穷多样的独特声音，纹理和音色，绝对是声音设计领域的一只猛兽！

Output

这家位于洛杉矶的公司因优雅的界面设计和精湛的处理器和乐器插件而闻名。我比较喜欢的一些产品包括：

Portal – 一个基于粒子的处理器。
Thermal – 提供饱和度和失真效果。
基于 Kontakt 的混合乐器

模拟弦乐（Analog Strings）
模拟铜管和木管乐器（Analog Brass and Winds）

Native Instruments
iZotope 和 Native Instruments 近期的合并举动所造成的影响在撰写本文时还尚不明确，但希望他们将各自所擅长的专业进行结合，通过更多的创新使用户受益。以下是一些我常用的 NI 乐器和效果器：

Kontakt – 拥有上百个第三方音色库的行业标准采样平台
Rise & Hit – 可由用户自定义编程的连接音效，带有冲击力的瞬态效果和过渡效果。
Driver – 一个独特的具有多种调制功能的饱和度和失真插件。
Kinetic Metal – 一个基于采样的乐器，其使用了蒸汽朋克风格的界面并能够表现原始的金属质感。
Polyplex – 一个基于 Reaktor 的打击乐器，有 8 个声部，每个声部最多可以由四层不同的音色组成。

iZotope

NI 公司的强项是专注于虚拟乐器，而他们全新的合作伙伴 iZotope 则花费了数年时间在开拓人工智能和后期制作领域的市场。笔者偏爱以下他们在声音设计方面的产品：

Trash – 肮脏且污浊的声音制造工具，就像正在充满愤怒地享受一顿美餐。当需要给一个声音一些尖锐的毛刺效果的时候，它能够完美胜任！
Vocal Synth – 这个插件结合使用了多种传统的声码器风格的处理方式，可以通过分层处理来达到不同寻常的结果。在节奏性的内容和几乎任何声音上使用它远比简单地进行人声处理来得更加有趣。
Vinyl – 这是一个免费的软件，可以将黑胶唱片的 lo-fi 效果应用于任何声音中。
RX8 – 这是一个由大量制作人，后期制作专家和所有需要对声音和采样进行降噪处理和调整的人士首选的行业标准后期制作音频修整套装软件。

Adobe

虽然这家公司不是因为音频软件而闻名，但笔者本人是 Audition 的忠实粉丝。

Audition – 这是一个带有内部降噪功能的响应式波形编辑器（使用了 iZotope 的算法），并能够在您的系统中应用任意插件。还有一个我个人觉得略微笨拙的多轨功能。但它是我的首选波形编辑器，其提供了优秀的可视化振幅、相位和频谱显示。

Apple Logic Pro

苹果于去年发布了 Logic Pro 的重大更新，增加了一些类似于 Ableton 风格的实时循环功能，同时还对他们的采样乐器重新进行了命名并做了优化：

Sampler（之前被称为 EXS24）是一款成熟的多采样和多层次采样器。虽然它的第三方音色库的数量不可与 Kontakt 相提并论，Sampler 经过重新设计的界面比 EXS24 和 Kontakt 更方便用户使用，对于那些想要创建自定义乐器的用户来说是完美的。

请注意：请不要将 Logic 的 Sampler 或 Quick Sampler 与 Ableton 的 Sampler 或 Simpler 弄混。笔者很惊讶以苹果公司的脑力竟然想不出不那么雷同的名字。

Alchemy 是一个强大的声音设计工具。它提供了多种生成声音，调用采样，可应用的效果和滤波器，通过 LFO 调制参数，包络控制和步进音序器的方式。在被苹果公司收购之前是由 Camel Audio 公司进行开发的，它是一个猛兽，有一个可以通过浏览器矩阵进行搜索的庞大的预设音色库。

Heavocity

这家公司总能给人留下深刻的印象。他们以声音设计为主要驱动力做了基于 Kontakt 的采样乐器，任何用户只需要花一点时间进行调整即可将声音个性化并拥有高度可编程参数的音色调色板。其中我最喜欢的产品如下：

Damage 和 Damage 2 – 这个神奇的乐器已经推出了两个版本。它们是设计影视类打击乐的必备音色。

Gravity – 这是一个制作升华效果，铺底音色和音色设计纹理的理想插件。

Sample Logic

这是一家每年都能持续推出靠谱乐器的公司。我觉得他们的产品在创造不断发展的动态，各种样式的混合纹理中相当有用。他们公司的许多乐器都使用了可以通过控制 XY 轴变化的界面在不同的采样源头之间进行变形的方法。属于一种可用于处理采样素材的矢量合成模型。

Xosphere 2 – 适合创建环境气氛和超现实的氛围音色。
Waterharp – 水琴是一种适合进行声音设计的乐器，如果你还没有拥有，这个软件乐器是一个不错的替代品。
Thunder Springs – 这是一个独特的弹簧鼓（Spring Drum）和雷管鼓（Thunder Tube）采样音色库。
Stadium Instruments – 适合在音乐和声音设计中使用的经过变形的体育场运动类声音乐器。

Morphestra – 基于影视类声音而推出的乐器。
Audio Ease
这家公司以开发优秀的卷积混响而闻名。

Altiverb 7 – 这一全球公认的卷积技术领导者最新发布的版本提供了一个从大量的音乐厅和表演空间中捕获的 IR （脉冲响应）阵列文件，加上了广泛的可供选择的户外环境和室内空间，录音棚，工作室和经典混响设备 - 均可以为了创造一个完美的空间对其设置进行修改和调整。此外，您还可以导入自己制作的其它 IR 文件或者使用第三方供应商提供的文件。它是音乐制作人和工程师、后期制作专家和声音设计师的理想工具。其包含的 IR 文件是由 Audio Ease 的工程师在世界各地精心挑选的空间中录制而成。

Altiverb 的音质和丰富性可谓是真正的无与伦比 —— 与其价格成正比。但即便是这样，它迷人的混响和空间感仍然值得购买。

Zynaptiq

这家公司专门为声音设计师开发了多个独特的产品。他们的声音设计套装包含以下产品：

Adapitverb – 一个附带音调变化和自动生成声音功能的混响插件。
Morph 2 – 允许在两个音源之间变化以创建混合的声音并可以在两个音源间平滑的过渡。

Wormhole – 一个能够让人迅速满意的针对已扭曲音频和改变音调后音频的多重效果器。

Valhalla DSP

这家公司擅长音频的空间化处理（比常规处理快 5 倍），尤其是混响。他们为板式、房间、厅堂和所有拥有混响的标准空间制作了高效的混响算法。他们还制作了模拟经典设备的软件。他们的界面简洁明了，没有任何花哨的图像和动画效果，我认为这有助于保持设备的运行效率并减轻 CPU 负载。他们把产品的价格控制在 50 美元/个，相对于其质量来说真的是太便宜了。笔者所喜欢的产品包括：

Vintage Verb – 一个模拟经典数字硬件的混响。
Plate – 1960s – 1970s 年代风格的板式声音。
Room – 房间、厅堂、室内和一系列基于算法的混响。
Shimmer – 我时常用它来创造非常长的可以永远持续下去的拖尾音效。

同样值得一提的是，他们官网上有很多免费的产品，包括 Space Modulator 和 Super Massive。

Soundtoys

这个开发商已经在声音设计师和音乐制作人心中占据了一席之地。这是一个可以用在饱和度、空间化、滤波器、音调变化和通过各种方面调制声音的伟大的插件套装。笔者最常用的产品有：

Decapitator – 饱和度和失真度调节工具，提供从细致入微到拳拳到肉的表现力。
Tremolator – 一个可以让律动根据自定义振幅曲线，重音模式和模拟效果进行设置的可靠的颤音效果器。
Echoboy – 无论输入的音源质量如何都能够保持优异结果的具有饱和度和滤波器功能的立体声延迟效果器。

许多 Sound Toys 插件中的隐藏控制功能值得花时间进行探索，通过单击 “样式编辑（Style Edit）” 或 “调整（Tweak）” 的开关来显示这些隐藏的控制功能。通过这里可以真正的定制个性化的声音。

Cycling 74

作为一个使用了 Max/MSP 25 年左右的用户，可以说，如果没有提到这个神奇的图形化编程语言，任何关于声音设计的讨论都是不完整的。

Max / MSP – 这是一种可用于创建音频和 MIDI 处理工具补丁、Max for Live 设备（针对 Ableton Live 环境）和独立应用程序的图形化的面向对象的编程语言。它还具有一整套称为 Jitter 的视频操作和 3D 动画可视化工具。你几乎可以用 Max / MSP 来实现任何想法。笔者喜欢用它来制作一切有用的工具，从小型的实用程序类型的可以与 DAW 以各种方式进行交互的补丁（例如生成自动化曲线）一直到成熟的类似于 DAW 一样拥有独立权限的独立应用程序，完全可以根据我个人的艺术愿景需求进行设计。当我无法获得我想要的结果时，我会选择使用 Max/MSP，它从未让我失望过。你可以通过笔者的 YouTube 频道了解其作品。

Krotos

该公司专门从事各种效果的声音设计，并推出了对于游戏和电影声音工作者特别有用的多个插件 - 特别是恐怖或科幻的类型。

Weaponizer – 虽然我是一个和平主义者，但我不得不承认，用这种效果生成器来雕琢枪声和武器的声音真的十分有趣！你可以指定武器的类型和所处空间的位置，并且调整声音中各个层次的细节。

Spectrasonics

该公司制作了许多备受声音设计师和音乐制作人推崇的合成器和基于采样的乐器。

Omnisphere – 这是一个由行业中顶尖的声音设计师进行设计的包含了海量采样内容的乐器。它具有多区域和分层的能力，强大的效果器，广阔的调制可能性，和一个巨大的可搜索的预设合集。从音乐性内容的声音设计而言，它可能是虚拟乐器中的绿洲。需要注意的是， Omnisphere 的许可证允许在音乐性的内容中对音色进行使用，但不允许用作非音乐性的用途，如在视频游戏中嵌入声音，则需要特殊的许可证。许可证下涵盖的音乐性用途包括：“…能够发行商业和非商业的音乐、歌曲放置、音乐曲库、伴奏、分轨、独立轨道、片段音乐、旋律/和弦包等用途。” 如果你需要更详细的介绍，请阅读他们的 FAQ 页面。

u-he

这家拥有奇怪名字的公司是基于创始人及开发者 Urs Heckmann 的姓名进行取名的。他们开发了各式各样令人震惊的虚拟合成器。

Zebra 2 – 这是他们自诩为主力的乐器，使用了一个基于模块化 GUI 设计的可调整配置的减法合成器模型。笔者无法确切地描述他们是如何做到的，但这个振荡器和滤波器的声音我从未在任何模拟和数字设备中听到过，拥有丝绸般顺滑绵密的音色特点。

Tonstrum

Traveler – 这是一个可以将声源空间化且可以将声源在虚拟听音位置周围以令人难以置信的方式进行精确移动的设备。可以通过观看演示视频感受一下它的魅力。

Cableguys

这些家伙把包络线带入了全新的境界。

Shaperbox 2 – 可以通过可自定义的多段包络线来调节音调，振幅，滤波器，失真和基于时间的效果。

Glitch Machines

Palindrome – 被恰当地形容为 “针对实验性声音设计而推出的粒子图形可绘制采样器”。通过这个设备可以得到大量的乐趣和意想不到的结果。

SoundMagic Spectral

这是一套惊人的由作曲家和开发者 Michael Norris 设计的免费插件套装，使用了 FFT 处理和粒子合成器。操作界面仅使用了默认的推子和数字框，但千万不要被其简洁的设计所欺骗。这些设备令人难以置信的强大！

iOS 应用程序

虽然我最初并未打算让在这篇文章中提及 iOS 软件，但在声音设计的背景下有几个应用程序不得不提。

Borderlands – 是一个使用粒子合成器来处理用户导入采样的应用程序。它的界面美观且直观。是专门为声音设计师打造的绿洲般的 iOS 应用程序！

Hexaglyphics Noise Generator – 是我的首批使用的应用程序之一，现在仍然是我最喜欢的应用程序之一。它的界面就像是某种外星人的语言，他们使用只有未来生物才能理解的基于代码的字母表进行交流。是一个伟大的声音设计和表演乐器！

BitWiz – 这个应用程序采用了基于代码的美学设计，但它使用实际的代码来生成声音。不了解任何代码？不用担心 - 这个玩意会伴随轻轻一扫而产生随机的代码。遇到喜欢的音色就保存，不喜欢的就弃掉。

Samplr – 这是一个复杂的采样回放设备，用户可以在其中定义和操作多个甚至可以相互重叠的播放区域。根据个人需求可访问多种不同的界面模式。

AudioStretch – 这是一个允许实时且直观地控制采样回放速度，冻结，反转和循环的触摸控制装置。当你体验到这个设备简洁的触摸控制方式，你会意识到没有任何传统插件可以与之媲美。

这些 iOS 设备大部分都是为了舞台上的现场表演而设计的。但在笔者看来，它们在工作室内的声音设计方面的潜力还有待充分挖掘。这里面可能存在一个与价格 - 质量有关的误解，因为与典型的基于 DAW 的虚拟乐器相比，这些移动设备的应用程序便宜得离谱。可能是人们被比特深度方面的局限性所限制了（许多应用程序只能处理 16 位文件）。但是当我把这些应用程序的输出以更高的比特深度和采样率记录进一个 DAW 中时，我得到了极好的结果。我通常在 iOS 世界中使用或创建的声音都有些原始和粗糙，但是会通过在 DAW 中进行进一步处理后变得平滑，所以对于笔者来说，在最初的创作阶段真正的问题并不会是较低的比特深度。

苹果电脑推出的全新 M1 芯片使用了与 iOS 设备相同的技术，从理论上讲，这意味着这些应用程序可以直接在你的笔记本电脑或台式机中使用。笔者看到过很多关于这个想法的讨论，但是对于这个情形对开发者的影响并没有明确的概念。笔者非常乐意听听活跃的 iOS 开发者对于这个情况的看法。如果你看到这篇文章，请给笔者发送邮件并分享你的想法。

请查看笔者的其它文章、评论、访谈还有笔者的视频系列教程 - 由 The Pro Audio Files 独家提供的 Synthesis 101。

austrian · 发表于 2007-9-20 01:30:23

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