頂級軟件樂器15天訓練 第5天——派生波形

我們在學過上一節的信號流程後，開始深入每一個模塊進行細緻的研究了。

OSC是軟樂器的心臟，如果原始信號素質太差，後期處理和美化就會很費勁。相反的，如果原始信號的素質很棒，後期幾乎都不需要太多的處理，Minimoog是這方面最好的例子。Minimoog的處理單元極為簡單，但是由於Minimoog的3個OSC可以產生極佳的原始波形，使得這個簡單的軟樂器發出的聲音，其他任何軟樂器都無法加以複製。這些波形是Minimoog的核心技術。

目前普遍被使用的OSC技術主要有3個類別：FM方式、加法方式和採樣方式。

FM方式

FM是Frequency Modulation（頻率調製）的縮寫。FM技術就是用一個波形去調製另一個波形的頻率，從而改變這個波形的頻率特徵。

收音機裡的FM頻段就是同一種技術手段，但是收音機使用的頻率很高，一般在100MHz左右，而且是人耳聽不到的無線電信號。

軟樂器裡使用的FM技術是在人耳能聽到的聲波頻段，也就是20Hz到20kHz。

Operator提供FM和加法兩種方式來合成新的波形。我們先來看FM方式。

在Operator的算法表中選擇第一個模式：

這個算法表明的是Operator中的4個OSC之間的關係。我們選中的第一個算法表示的是，B對A進行FM調製，C對B進行FM調製，D對C進行FM調製。

先關注B對A的FM調製。

按住鍵盤上的某一個音，然後將B的Level慢慢推起來。推到-10db：

我們會聽到OSC A原本灰濛濛的正弦波開始變的明亮了。我們在Audio軌裡錄製當前的波形（錄製方法參見第一天），A的正弦波被B的正弦波進行了FM調製後，新的波形變成了這樣：

注意，B的Level在FM方式下表示B對A的FM調製量。A的Level是音量.

這裡需要你區別一個概念，就是FM裡的「調製」和我們前面所說的調製源對調製目標的「調製」不是同一個回事，它們的工作原理完全不同，但是糟糕的是英語和漢語中它們卻都使用相同的單詞。

我們將B的Level調小一點，然後再次錄製到Audio軌：

現在B的Level是-20db。B對A的FM調製量變小後，A的波形發生了很大的變化。

我不建議你仔細去研究FM的工作原理，這會涉及複雜的數學內容。每一個使用FM模式的軟樂器都有各自獨特的FM算法，而且絕不會有哪個公司會公開這些算法，因為這是他們的技術機密。所以你即便想去研究也是不可能的。

和我們學習波形時一樣，你關注的重點應該是，FM調製所造成的聲音的特徵。上面錄製波形的試驗是一個很有趣的方法來直觀地理解FM所產生的效果，但是你學習使用FM模式時更多的應當是用耳朵去聽，而不是把聲音錄製下來去「看」。你可以試著把C和D的Level都推起來，聽一聽增加了更多的FM調製後，聲音發生了什麼樣的變化。多作一點試驗，很快你就會對FM調製所能製造的聲音特徵有一個基本的瞭解。

由於每一個OSC都帶有很多的參數，所以試著瞭解FM調製的聲音特徵會花費你很多時間，但由於FM模式是當今最主要的聲音合成方式，所以多花一點時間也是很值得的。

加法方式

加法方式就是，把若干個波形疊加到一起，形成一個新的波形。

在Operator的算法表中選擇最後一個算法：

這個算法表示，4個OSC的波形平行輸出，沒有FM調製關係，是一個純粹的加法合成模式。

現在把B的Level設置為0db（在加法模式下，每一個OSC的Level都是音量）。彈奏C3，我們聽到的聲音還是正弦波，聲音特徵的變化僅僅是音量變大了一點。

我們可以用錄音試驗來驗證一下加法合成的結果。

先把B的Level調到最小，然後錄製C3到Audio軌：

然後把B的Level調到0db，然後也錄製C3到Audio軌：

區別在於波形的振幅，這個振幅決定音量。兩個完全相同的正弦波疊加後，還是正弦波，但是振幅變大了。

加法合成的結果也會涉及複雜的數學內容，雖然比起FM來說要簡單很多，但是也沒有任何必要去進行仔細的研究。你關注的重點依然是加法合成的聲音特徵。比如A選擇正弦波，B選擇鋸齒波，看看這兩個波形疊加後會形成什麼樣的聲音。

關於加法合成我們再來作一個有趣的小試驗。將A和B都設置為正弦波，音量都推到0db。然後把B的Phase參數設置為50%：

彈奏，沒有聲音了。

Phase這個參數表示波形的偏移量。偏移50%後，B的正弦波就和A的正弦波正好反相了，所以聲音發生正負抵消，就沒有任何聲音輸出了。

看下面的圖：

Operator的算法表中提供了多種算法，這些算法除了第一個（純粹的FM模式），和最後一個（純粹的加法模式）之外，其他的都是FM和加法混合模式。

觀看視頻Video 5.1.mov瞭解FM和加法合成。

採樣方式

軟樂器在聲音合成方面最大的突破應該是採樣的應用。硬件合成器也可以使用採樣，但是採樣容量受到存儲手段的極大摯肘。但是軟樂器借助硬盤存儲數據的方便性，在使用採樣時幾乎無所顧忌。所以導致了這種方式的大幅度進步。

採樣是錄製好的音頻片段。

採樣方式和前面兩種方式唯一的不同是，使用採樣的OSC不用自己生成波形，波形直接來自採樣文件。因此採樣的素質就決定了OSC產生的原始波形的素質。

採樣方式現在最常見的用途是模擬物理樂器，並且形成了兩個主要的分類。一個是復合採樣器，用來模擬各種物理樂器或者使用採樣製造新的音色。另一個是專門採樣器，用來模擬特定的物理樂器，比如鼓、鋼琴、貝斯、吉他、絃樂等等。

不管是哪一種，工作原理都是一樣的：用採樣製造原始波形，然後用濾波器和效果器進行處理，其間增加若干調製源進行麗化。

所以我們就可以把採樣方式僅僅看作是OSC工作方式的一個類型。

這也是目前軟樂器發展的一個趨勢，不再有明確的界限來劃分某一個軟樂器是FM合成器，或加法合成器、或採樣方式。所有的軟樂器都開始在OSC部分使用人類已知的所有的合成方式，盡可能地豐富聲音合成的手段，以便合成出更豐富的原始波形，比如Absynth4的OSC就同時使用這3種方式。

在說到合成方式的分類時，有一個概念要特別說明一下，就是「減法合成」。所謂減法合成和加法合成正好相反，是從原始波形中去除一些頻率，從而得到一個新的波形。你會說，這不就是濾波器的作用嗎？完全正確，所謂減法合成就是在OSC後面用濾波器去除特定的頻率。

但是我們已經將濾波器當作是軟樂器中必然使用的模塊，所以可以說現在的軟樂器都在使用減法合成方式。正如剛才所說，明確的界限已經不存在了。只要是能用來加工聲音的手段，所有的軟樂器都會去使用。

• Frequency Modulation=頻率調製。縮寫形勢：FM。
• dB=分貝。本身就是縮寫形式。這是用於表示音量提升或衰減的專門單位。0dB表示音量沒有衰減也沒有提升，負值表示衰減，但我不建議你去瞭解其具體含義，最好還是多依靠感覺。-inf dB表示音量衰減至負無窮大，也就是衰減沒了，什麼都聽不到。正值表示提升。特別注意，0dB並不是表示沒有聲音，不要被這個「0」給搞迷糊了。dB的用途有3個：
  • 1、用來表示聲音的強度，也就是音量。我們經常聽說的「什麼什麼噪音的音量超過100dB」，就是用dB來表示聲音的實際能量。但是這個單位的實際意義比較複雜，就不介紹了。
  • 2、用來表示對當前信號強度的增量或減量。你可以在很多用來設定音量的參數上看到dB這個單位。這些參數都是用來增加或減少音量的。大於0dB表示增加音量，小於則表示減小音量。特別注意，當把音量旋鈕調整到最小時，音量就消失了，但是這時的數值不是0，而是-inf dB。
  • 3、音量推子上看到的電平dB，0dB表示音量到達不失真的峰值，如果高於0dB那麼聲音就失真了。（在Live這樣的音序器軟件中允許音量超過0dB而繼續進行不失真運算，也就是虛擬的數字運算，但是僅限於Live裡的聲軌。當聲音輸出到總通道的時候，如果信號大於0dB，那就表示已經失真了）
• Sample=採樣。沒有縮寫形式。
• Polyphony=復音。縮寫形式Poly。復音是指一個軟樂器能同時發出的音符數量。
• Voices=發音數。和Polyphony的含義一樣。
• Tune=音調。沒有縮寫形式。

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