其他合成方法

yuyifan · 发表于 2006-8-27 20:24:00

其他合成方法
使用不同的合成技术和方法，可以用多种方式来制作声音。本部分介绍了所有的主要方法，也为适用的 Logic Pro 乐器提供了参考。

许多列出的方法都至少融入了之前介绍的减法合成方法的某些元素。最常见的现代方法基于真实乐器和声音的样本。

基于样本的合成
基于样本的合成（有时也称为脉冲编码调制 (PCM) 或采样和合成 (S&S) 合成）与主要通过使用样本代替振荡器波形的减法合成不同。

样本（现有声音的数码录音）在键盘上进行对应。通常，每个样本与键盘范围中央的一个音符对应，键盘范围跨越约 5 个音符，这些音符对样本来说是唯一的。范围跨越约 5 个音符的原因是：如果弹奏的几个音符高于或低于原始音高，样本听起来就不像源声音（由于样本的音高和回放速度之间的关系）。

与不基于样本的合成器的振荡器波形不同，使用频率控制不会改变每个样本的音高。相反，会以更快或更慢的速度来回放样本以改变其音高，这会对样本回放时间产生相应的影响。例如，以两倍速度回放样本只需要一半的时间就可以播放完成。

由于 EXS24 mkII 这种样本播放器具有减法合成设备，因为它的使用方式与基于样本的合成器相似。

使用此合成方法的常见乐器包括 Korg M1、O1/W 和 Triton、Roland JV/XP 乐器、Yamaha Motif 系列等等。

调频 (FM) 合成
简单来说，FM 合成要用到调制器振荡器和正弦波载波信号振荡器。调制器振荡器在音频范围内调制载波信号振荡器的频率，从而产生新的泛音。这些泛音称为侧波段。

通常，FM 合成器不包含滤波器。您可以使用 FM 合成生成一些带减法合成器风格的声音，但是要使用此方法重新制作谐振减法合成器滤波器的声音就比较困难。但是，在制作使用减法合成器难以实现的声音（例如响铃音色、金属音调和电钢琴的音叉音调等声音）时，FM 合成器表现非常优秀。FM 合成的其他优点有强劲的低音和合成铜管乐器声音。

Logic Pro 包含简单的 FM 合成器—EFM1。虽然它非常简单，但是能制作出因 Yamaha DX 系列合成器（DX7，1983 年到 1986 年销售，至今仍然是最畅销的专业级硬件合成器）而扬名的经典 FM 声音。

ES2 也包含一些 FM 技术，让您可以使用其他振荡器来调制某一振荡器。您可以使用这些 FM 技术在部分程度上缩小非常数码化的 FM 合成声音以及 ES2 生成的饱满的模拟声音之间的差距。

组件模拟合成
也称为物理建模，这种合成方法使用数学模型来模仿乐器。使用参数来描述乐器的物理牲，例如制作乐器的材料、乐器的尺寸以及演奏环境（水下、空中）。描述演奏者如何与乐器互动同样重要，例如通过拨弦、拉弦或弹奏，用鼓棒敲击，将手指放在音孔上等方式来演奏。

要模拟鼓声，需要考虑以下几方面。最重要的是真正的鼓棒，它有多坚硬，是使用木鼓棒、木槌、还是敲槌等敲击鼓膜。鼓膜（皮鞋或薄膜）的属性包括材料类型、劲度、密度、直径以及与鼓的外壳连接的方式。鼓筒自身的体积、材料以及以上所有属性的谐振特征需要以数学方式来描述。

要模拟小提琴，您需要考虑琴弓和琴弦，弓的宽度和材料、弓张力、弦材料、弦密度、弦张力、弦的谐振和阻尼性质、通过琴马（材料，大小和琴马形状）时转移的琴弦振动，以及小提琴琴身的材料、大小和谐振特征。需要进一步考虑模拟的小提琴音的演奏环境以及演奏风格（使用琴弓“敲击”或轻敲，而不是在琴弦上拉琴弓）。

Sculpture 组件模拟合成器能够真实地再现原声（和电子）乐器的声音。在创造环境音色和不断变化的背景声音时，它的表现也异常出色。其他具有物理建模组件和技术的附带乐器包括 Ultrabeat、EVP88、EVB3 和 EVD6。

波表合成、向量合成和线性算术合成
波表合成使用多种不同的单循环波形，这些波形分布在波表中。

在键盘上弹奏音符会触发之前确定的波的序列。通常，这不是步进式过渡，而是从一种波形平稳地混合到另一种波形，从而形成不断变化的波形。可以同时使用多个波表（逐个演奏或混合在一起），会产生更加和谐复杂的波形。

单个波表可以用一连串嘹亮、不那么嘹亮然后低沉的声音（序列中演奏的声音波形）来模拟滤波器截止，这与减法合成器中的滤波器截频频率的衰减相似。

波表合成对模拟原声乐器的表现不是很好。但是，它非常适合于制作不断变化的声音、刺耳且具有金属感或类似响铃的声音、强劲的低音以及其他数码音调。

PPG 和 Waldorf 乐器在波表合成中属于佼佼者。ES2 也包括波表设备。

Roland LA（线性算术）合成器（例如 D-50）的工作原理类似。不过在这些合成器中，复杂的采样起音阶段是结合了简单的延音和衰减状态来创造声音的。本质上，这种简单的波表由两个样本组成。

LA 合成器和波表合成器的不同之处在于，后者专门用于创造新的、原始的数码声音。相反，LA 合成器的设计者想要使用最小的内存来模拟真实的乐器声音。为了做到这一点，他们将起音阶段（声音最重要的部分）的样本与相应的衰减和延音阶段的样本相结合。

用于 Sequential Circuits Prophet（VS 和 Korg Wavestation）的向量合成允许您在排列于二维网格上（两个不同的向量，通俗一点说，X 轴和 Y 轴上）的波表和序列中移动。此方法的主要优点在于可以通过移动操纵杆实现样本和波之间的实时平衡。您也可以通过使用向量包络调制振荡器混合（三角形）参数，用 ES2 来执行向量合成。

加法合成
加法合成可以被视为与减法合成相反的方法。有关深入了解加法合成的背景信息，请参阅本附录的开始部分（包括作为许多不同正弦音调和泛音的所有声音的讨论）。

本质上，是在一无所有的情况下通过合并不同电平和频率的多个正弦波来创造声音。随着合并的正弦波越来越多，它们就开始生成附加的泛音。在大多数加法合成器中，将每一组正弦波视为并用作振荡器。

根据您所使用的加法合成器的复杂性，您可能会对每个正弦波都拥有单独的包络控制，或者也可能被限制为对正弦波组拥有包络控制，即一个包络控制一个声音及其泛音，或者例如，所有的奇数泛音或所有的偶数泛音。

Logic Pro 没有真正的加法合成器，但是在 EVB3 和所有其他拉杆风琴中都使用了加法合成方法的某些功能。在 EVB3 中，首先制作基础音调，然后在其中加入泛音，来创造更丰富的声音。基础音调和每个泛音之间的电平关系由每个拉杆拉出的距离确定。每个泛音没有包络控制，但是 EVB3 不能模拟风琴声音。

再合成
您可以分析已录制声音的频率组件，然后使用加法技术再合成（再构成）声音显示。通过计算声音的整体频谱中每个泛音的频率和振幅，加法再合成系统可以为每个泛音生成一连串正弦波（随时间变化相应的电平）。

使用此方式再合成声音后，您可以调整任何泛音的频率和振幅。例如，理论上来说，您可以再构成和谐的声音，使其变得不和谐。

相位失真合成
相位失真合成通过修改正弦波的相位角度来形成不同的波形。

本质上，您可以弯曲正弦波，直到它变成锯齿波、三角波、方波等。通常，除生成波形的合成器引擎外，其他合成器引擎遵循标准减法方法。

1984 年的 Casio CZ 系列合成器是第一个在市场上推出的相位失真合成器。

颗粒合成
颗粒合成的基本前提是可以将声音分成细小的颗粒。然后可以识别这些采样的颗粒（通常不超过 10 到 50 ms），或可将这些颗粒与其他声音中的颗粒合并，来创造新的音色。

在许多方面，这与波表合成非常相似，但精细度更高。正如您的预料，此方法非常适用于创造不断变化的声音和真正独一无二的音调。

缺点在于，颗粒合成非常占用处理器资源，并且在最近才开始支持实时操作。由于此原因，只有少数学术机构才使用这种方法。但是，如今的电脑具备充足的处理能力，使这种方法能够用于实际，现在也提供许多商业产品。

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