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【咖友分享专栏】加法合成基础

 鹦鹉咖 2020-08-22

音乐舞台的梦想 从这里起航

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回溯到加法合成在管风琴中的应用,加法合成被认为是最老的声音合成形式。通过控制空气在不同的管路里流动就可以创造出不同的音色。“加法合成是一种基于加和基本波形来创造更复杂波形的经典音色合成技术”。(Roads, 2012, p. 134)今天我们来聊一聊加法合成的基础,文章由C+鹦鹉同学翻译搬运,感谢~~~

(注:文中包含多处音频,请去原文地址获取)

尽管理论上可以使用任何波形,正弦波这个没有泛音的纯波形却是最常用的。通过叠加几个不同频率、振幅和相位的正弦波,我们可以创造出更复杂的声音。使用正弦波可以让整个处理过程高度可控并且容易预测。

举个例子,可以叠加一系列在某个特定方面有关联的正弦波来构建出一个方波。开始于基频,加入振幅依次按比例减小的奇次谐波。

那么如果我们以100Hz和1.0的振幅为基准,下一个音就会是振幅0.33(或1/3)的300Hz。接着就是5次谐波,振幅为0.2(或1/5)的500Hz。用同样的振幅比例,加入越多的奇次谐波就越像方波。留意下图中波形如何随着更多谐波的加入而变化:

8谐波(PS:去掉了4个偶次谐波)

16谐波

24谐波

重申一下,用的谐波越多就越像结果波形和声音。下面是用正弦波构造方波的例子。随着音频文件的播放,加入了越来越多的正弦波来增加方波听感。

这是一个用类似方法构建锯齿波的例子,但是都要加入振幅按比例减小的奇次和偶次谐波。

(音频2)

如果你开始引入不同振幅和相位的非谐波,那么通过加法技术创造声音的可能性就是无穷的。注意这个用正弦波构成的方波在仅仅只改变了几个自然谐波的振幅之后会发生什么。

(音频3)

为了获得更复杂的声音,我们可以用时变加法合成,它是“不同时的正弦波混合物…能创造出更有趣的和更像真实乐器的合成音色。”(Roads, 2012, p. 140)

如果你能用像正弦波这样纯粹的波形构造出更复杂的声音,那么理所当然地,有了足够的处理性能和正确的算法,我们就能分析所有现有的声音并且将它们分解为一堆堆不同属性的正弦波。FFT法(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)一般就是用来做这个的。

一旦声音被分解成用一张以数字表示振幅、频率、相位和时间的数据表里,就能操纵这些数字进行多种应用,比如改变音高但不改变时值,反之亦然。或者在频谱显示中可视化波形,它允许像许多其它波形编辑器一样修改频谱图像。(比如Adobe Auditon)

如果说加法合成有什么缺点的话,那就是它依赖非常多的振荡器和控制数据所需的频率、振幅包络。这和其它合成方法大不相同,比如FM和减法合成,它们对CPU都更友好。许多虚拟合成器都会在某个方面使用加法合成,或者组合加法与其它方式,比如Logic Pro的Alchemy。

想要了解其它合成方法、控制参数、软硬件乐器之类的话,来看看下面我最近写的文章:

Modular Synthesis模块合成器

Modulation and Control调制和控制

FabFilter Twin 2 Overview插件概览FabFilter Twin 2

Synthesis Envelopes合成器参数包络

LFOs低频振荡器

Granular Synthesis粒子合成

FM Synthesis频率调制合成

iOS Synths苹果移动平台上的合成器

(译者将紧接着本文之后搬运上述文章,首先是合成基础系列,敬请期待)

参考

Roads, C.(2012). The Computer Music Tutorial. MIT Press.

注:

部分内容有改动,不代表官方翻译。文内观点不代表译者或刊登账号。禁止转载,引用请注明来源。勿用做商业用途。若有错误恳请指出,侵犯到您的权利请联系本人,一定会给您一个交代。感谢原作者的文章!原文地址:https:///what-is-additive-synthesis/

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