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音源、合成器与采样器

2007-10-19 06:33阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1249874584

我们还是从合成器说起。先回忆一下前面讲过的，在前面的内容中，我们已经讲过了合成器的诞生和原理。还讲过了傅立叶定理，还记得么？任何一个复杂的声音波形，都可以分解为多个简单的正弦波的迭加。也就是利用这个原理，机器可以用振荡器产生出简单的波形，然后再用它们来合成出各种复杂的波形来。
我们已经知道了，正弦波是最纯的波。而正弦波通过加入不同成分的谐波分量，就可以得到另外三种类型的波：三角波（triangle）、方波（square）和锯齿波（sawtooth）。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 三种加入谐波分量的波形
三角波和正弦波最相似，不过它已经不“纯”了，已经带有了谐波。方波则更多。而锯齿波则包括了所有的谐波。我们常听到铜管的低音区，就包含这种成分。另外还有一种成分就是噪音。这些成分，就是构成更复杂的波形的“原料”。
当然，还有很多其他的方法来调制波形，还记得上次我们把那个钢琴声的音头去掉后，它就根本不再是钢琴的声音了么？呵呵如果再给它加个滤波器呢，恐怕谁也听不出它是钢琴了，它就完全变成另外一种声音。
其实，声音的合成方法有很多种。比如线性/算术（L/A）、物理建模、VAST、Z平面、还有什么RS-PCM等等，方法各不相同，但说白了，它们都是凭空“造”出声音来。就拿物理建模来说吧，顾名思义它就是用程序模拟出那个发音物体的构造和结构。但是，我们知道，一把几百元普通小提琴和一把价值连城的斯特拉德瓦里小提琴，它们的物理构造几乎是一样的，但是，声音却根本无法相提并论。所以，凭空制造音色来模仿传统的乐器，并不是合成器的强项。而制造那些自然界中没有的声音，是合成器的看家本领。
关于声音合成方面的知识，我们就先不多说了。做为一个音乐人，了解声音合成的基本常识，是必需的。你说“我是玩MIDI的”，人家问你一句：三角波和锯齿波有啥不一样？它们是干嘛用的？你回答说不知道？打开一个软件，你只会用现成的音色，连调调音色都不会，也有点说不过去吧……但是，这毕竟不是我们学习的重点。而仅仅是必须要了解的一些知识。要知道，现成的音色成千上万，随你任意使用，等你自己花了四五个小时，自己合成出一个挺好听的音色的时候，人家别人一首歌都做完了！然后你又发现，刚才自己做的那个音色，某某合成器里早就有了，比你那个还好听！你岂不是要气死？！哈哈哈……
我们现在所说的“合成器”，分为两种。一种是纯粹的模拟合成器，也就是使用模拟电路来产生声音的合成器。它的原理和最早期的合成器是一样的。需要靠连线等手段自己调制音色。模拟合成器对于很多音乐人都有着强烈的吸引力，甚至很多音乐人为拥有一台模拟合成器而自豪。因此至今各种各样的模拟合成器依然层出不穷、魅力不减。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 Buchla的 200e模拟合成器
另一种合成器，则是数字化合成器，也就是我们最常见的这种合成器了。它是使用自己的CPU以及DSP芯片来运算的。其音色都固化在它自带的芯片里。我们平常最常见到的“合成器”，就是这种琴。
数字式的合成器功能十分强大，它往往还自带音序器，也就是本身就可以进行音乐制作，甚至带有刻录机，直接就可以制作出成品。所以也被称作“音乐工作站”。
下面是几款音乐工作室里常用的合成器。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 YAMAHA“魔笛”合成器
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 KORG Triton Extreme
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 Roland Fantom-X8
看到这里初学的朋友也许会问，合成器和电子琴样子很像，它们到底有什么区别？呵呵，其实，即使是最低档的玩具电子琴，它里边的发音部件其实也就是一个“合成器”了。但是，在电脑音乐中所说的合成器，都是可以对音色进行编辑的琴。由于市场定位不同，电子琴一般都是为演出、练习、教育等用途设计的，并不带有音色编辑功能。其实，现在的一些高档的电子琴，实际上音色远远比一些老爷合成器要牛比得多！
至于自动伴奏的功能，大多数的合成器也不具备，但有专门的一类合成器，它们比较特殊，这就是编曲键盘。它们对音色的编辑、调节等并不是强项，但却具有强大的自动伴奏功能。多用在演出现场，当然在音乐制作中也是很好的帮手。以下是一些常见的编曲键盘。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 YAMAHA PSR3000
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 KORG PA80
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 带有中国民乐音色的Roland GW-7
我们知道，合成器都带有一个键盘。而在MIDI技术出现后，由于各种电子乐器都可以通过MIDI接口互连，所以合成器就没有必要都带键盘了。比如，你的工作室里已经有了一台合成器，但由于音色不够用，又买了一台，这样工作室里就有两个键盘了。哈哈，我们确实经常见到，有的工作室满屋里都是琴，看上去确实是非常牛比！其实呢，这是一种金钱和室内空间的浪费。因为其实谁也不可能做音乐的时候同时弹好几个键盘。
所以，就有了根本不带键盘的合成器，这也就是我们所说的“音源”。其实所谓“音源”与合成器的区别仅仅是它不带键盘。因为去掉了键盘，成本也降低了，体积也缩小了。这样，我们可以用一个MIDI键盘和电脑软件来同时控制多个音源，得到更多的音色，并大大节省了室内空间。当然了，音源看上去并不如一堆琴更牛气，但其实是一样的。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 “魔笛”音源
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 Roland XV-5080音源
音源与合成器里的音色，一般都有其配套的音色表文件。在电脑软件中，只要加载音色表文件，就可以非常简单地直接在软件中调用音源里的音色使用。当然，这个具体我们以后还会讲到的。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 XV-5080音源在Nuendo里的音色表
音源能够同时奏响的发音数，叫做复音数。现在好一些的音源都可以达到128个复音数甚至更多。过去的不少合成器、音源复音数比较少，比如只有64复音，这样的音源如果用来制作大型的音乐，同时有超过64个音符发音的时候你就会傻眼呵呵。
合成器既是音源又具备键盘，所以用一台合成器来做键盘是很好的选择。如果已经有了合成器，再添加的话，音源则是比较经济实惠的选择。当然，很多人喜欢放多个琴来摆酷，那另当别论哈哈哈。
音源与合成器中都至少有一套打击乐音色，一般有多套打击乐音色。但还有一类专门的打击乐音源，这就是鼓源。鼓源里只有打击音色，是专门用来做鼓的。有的鼓源上安装了几个可以用普通爵士鼓槌敲击的打击感应板，这种鼓源也叫做鼓机，主要用于演出现场。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 Alesis DM5鼓源
音源与合成器的音色是固定的，一个琴里，就那些音色。当然，可以自己调音色，也可以通过扩展插槽来扩充音色，但音色扩充卡的价格很高。如果把扩充卡换成廉价的光盘，随时更新，那多方便！采样器正是根据这个原理制造的。
说到采样器，我想起在我很小的时候，我曾经很天真地问大人：电子琴里的小号，是不是真要找个吹小号的一个音一个音的吹，然后录进去的啊？回答：当然不是了，那是电子的，是假的啊！呵呵，但是在今天，如果再有个孩子问我这个问题，我会告诉他——是的，确实是找个吹小号的，一个音一个音的录进去的！哈哈。
举个最简单的例子，找一台上好的钢琴，放在环境很好的剧院舞台上。然后依次弹下钢琴的每一个键，用一台机器，将每一个键都录一个声音样本。然后，接上MIDI键盘，你弹下MIDI键盘的哪一个键，这台机器就同时播放出那个键的声音样本。那么这样，你也就等于是在间接地弹那台真钢琴。而且发出的声音也根本没有什么“象”或者是“不象”的说法了，因为它本来就是真实的钢琴录音。
上面说的这台机器，就是采样器。可以说采样器就是一种音源，不同的是，它的音色是无限的。它装有一个光驱，用户只需要购买音色光盘，就可以得到源源不断的音色，而且光盘的价格比扩充卡便宜多了。当然，用户也可以使用采样器自己进行采样，即自己采集、录制各种真实乐器或自然音响等并将其制作成音色。因此，采样器的声音真实程度是最高的。现在不少高档的合成器和音源也都有采样功能，比如Roland XV-5080。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 AKAI S6000采样器
其实，现在的数字化合成器、音源中的很多传统音色，都不再是用合成的方法来制作的了，而几乎都是通过采样的方式来制作。一些高档电子琴的音色也都是用采样方式制作的。当然，这些采样一般还要经过压缩等处理。
讲到这里，我们对于音源、合成器和采样器应该有了一个了解。但是，只是了解到一半。
读者：要么就了解，要么就没了解，怎么叫了解到一半？！
哈，因为就是讲了一半嘛！你没听说过“犹抱琵琶半遮面”嘛！……HOHO
其实，可能有的朋友知道的，上面讲的都是看得见、摸的着的硬件，而还有一类音源，它们是无形的，你只能在电脑的屏幕上看到它，是的，这就是软音源。
说到软音源，很多刚开始接触电脑音乐，却对电脑很熟悉的读者可能马上就想到了软波表。其实，波表仅仅是一种合成方法，波表也很牛比的，比如HyperSonic2，那可根本不比老的硬音源差呢！具体的软件我们以后会讲。其实，只要你安装了Windows XP，你的电脑里就已经有了一个软音源，那就是微软自带的软波表。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 微软波表合成器
当然，这个东西的音质可根本不能和刚才说过的那些合成器相提并论，仅仅是用来播放一些网页上叮叮当当的MIDI声音的。我们现在玩电脑音乐的所用的软音源，都是动辄几G甚至十几G、几十G的巨大软件，它们的音质也都相当的牛比。
早期的软波表VSC-88、S-YXG50等，可能很多人都比较熟悉。当时不少人的电脑上都装了这玩意。后来，在DirectSound技术出现以后，美国SeerSystem公司推出了Reality，这可以说是开创了软音源的一个新纪元。这种软采样器可以不依靠创新声卡而读取SF格式的音色。确实让人激动了一番。要知道那时候的一块创新Live声卡是啥价钱！当时，我隔壁琴房的师妹买了一块SB Live，加载上创新的SF音色，馋得我口水直流！
不过，那时的软音源音质除了音质差，根本不能和硬件抗衡之外，还有一个致命弱点，就是不能实时响应。也就是当按下琴键后，要等上差不多半秒甚至一秒钟时间才能听到声音，这是让人无法忍受的！基于DirectSound技术的Reality比起原来的波表要好很多，但也依然没有彻底解决声音延迟的问题。延迟依然存在。所以，相当长的一段时间，软音源只能用于播放，而无法演奏和录音。
真正解决了延迟问题的，是ASIO。我们以前也曾多次提到ASIO。它是什么？
ASIO，是英文Audio Stream Input Output的缩写，中文释义为“音频流输入输出”。它是著名音乐制作软件Cubase 的开发者Steinberg公司提出的标准规范。
音源、合成器与采样器
音源、合成器与采样器 ASIO标志
ASIO完全摆脱了Windows操作系统对硬件的集中控制，它能实现在音频处理软件与硬件之间进行多通道传输的同时，将系统对音频流的响应时间降至最短。支持ASIO驱动的声卡，对音频流的响应时间可以降低到十几毫秒甚至惊人的几毫秒以内。这已经完全满足了“实时”的要求。要知道，你按下琴键后10毫秒声音才响，人耳是根本听不出来的。
也就是因为有了ASIO，各种软音源如同雨后春笋般层出不穷。而且现在的软音源都是以插件的形式出现的。所谓“插件”，就是依靠宿主软件来运行的程序。插件就象宿主的一部分，使用起来非常方便，而且根本不用内录，可以直接通过算法直接和音频轨进行缩混，没有任何音质的损耗。比如象Hypersonic2这个软音源，它拥有1800个预置音色 ，1024个复音数，音色容量为1.7GB，其音质和性能已经丝毫不亚于一些硬件合成器了。

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