2021年1月20日 星期三 19:18

终极指导:加法合成

深入研讨 理论知识 终极指导:加法合成

加法合成可能没有减法或频率调制合成那么直接,但对于追求演进式Pad、复杂谐波Lead和Bass的用户来说,它可是史无前例的瑰宝。

加法合成的世界充满了矛盾。理论上,它很直接,但编程上,它又很复杂。它是最古老的合成方式。合成器开发者总在寻找新的途径为其增加活力。不像模拟、频率调制或以采样为基础的合成,加法合成从未拥有一个发光发亮的时期。让我们近距离地接触一下它吧!

在最基础的层面上,加法合成是正弦音色生成器以谐波为间隔进行的堆叠。这些堆叠的声音就是人们通常所知的泛音,通过加入正确的音量,能够制造出熟悉的波形。比如,在奇数谐波上添加泛音可以创造出正弦波;在奇数和偶数谐波上增加泛音,可以创造出锯齿波。实际上,数学家、物理学家约瑟夫·傅里叶曾告诉过我们,以适当的频率、振幅和相位关系叠加(无限制地)一系列正弦波,能够重建出任何单周期的波形。所以,加法合成是相当强大的。不过,在最基本的层面上,它是很直观的。

重要的历史

我们可以追溯加法合成的足迹到19世纪,尤其是Thaddeus Cahill的电传簧风琴(Telharmonium)。基本上,这是一件房间大小重型乐器——最后的版本重达200磅。

Thaddeus Cahill的电传簧风琴(Telharmonium)。
Thaddeus Cahill的电传簧风琴(Telharmonium)。

接着,哈蒙德电风琴(Hammond Organ)秉持着它的精神,使用转速脉冲轮,通过电磁感应来制造声音。1935年发行后,相对便宜和轻巧的哈蒙德电风琴将加法合成带到了大众的视野中。这个装置允许用户通过一系列拉杆,设置信号中不同谐波内容的电平,来塑造音色。

哈蒙德电风琴(Hammond Organ)。
哈蒙德电风琴(Hammond Organ)。

接下来的几十年,加法合成的优势基本上停留在学术界。直到70年代,大幅降低成本的数字科技让New England Digital的Synclavier II成为了可能。那时,这台8位的FM/加法数字合成器带来的是满满的未来感,售价也非常昂贵。

New England Digital的Synclavier II。
New England Digital的Synclavier II。

到来1983年,Oxford Synthesiser Company的OSCar问世,让这项技术变得亲民一些。直观的数字合成方式,让用户可以使用24个谐波来制造稳定的振荡器波形。

Oxford Synthesiser Company的OSCar。
Oxford Synthesiser Company的OSCar。

虽然很有意思,但在Yamaha的全音序FM合成器DX7到来后,它也逐渐失去了关注。DX7能制造更加古怪的声音,能够更加精准地模仿“真实”乐器。

Yamaha DX7
Yamaha DX7

80年代后期,Roland和Korg发布了以PCM为基础的工作站,这又让很多期待加法合成器的人们破灭了希望。不过,1996年,Kawai的K5000还是给大家带来了一丝希望。合成器的每个加法“源”(振荡器)都有64个泛音,通过包络可以控制它们的电平,制造出复杂的演进式音色。通过简单的编程,可以实现一组泛音的控制。合成器还有一些其他很酷的功能,比如共振滤波器和使用PCM采样叠加音色的能力。编程很复杂,但它的声音很独特。在采样和合成大行其道的时代,带来了新的可能。不过,K5000只是少数狂热分子的偏爱,随着音色更出众,编程更有趣的硬件到来(如Roland JP-8000和Access Virus0),虚拟模拟技术成为了接下来几十年里合成技术的中坚力量。

Kawai的K5000加法乐器是狂热分子的最爱,但被当时出现的虚拟模拟设备抢去了风头。
Kawai的K5000加法乐器是狂热分子的最爱,但被当时出现的虚拟模拟设备抢去了风头。

是时候放光彩了

有幸地是,在插件的时代里,加法合成有了回升的势头。今天的加法合成比以往更加灵活,更容易编程。强大的CPU性能为今天的虚拟乐器开发者提供了更多可能,带领加法合成进入了新的高度,包括加法再合成和虚拟模拟风格的界面。加法功能也成为综合合成器上常见的元素。它们生成的复杂波形可以配合其他的合成类型(尤其是FM),创造出优秀的效果。

加法合成这几年的状况就像是在“坐过山车”(最近的大变动是Apple对Camel Audio的收购,这意味着,Camel的Alchemy即将停产——它无疑是最伟大的加法合成器之一)。现在,对加法合成感兴趣的朋友们,可以通过更多优秀的当代乐器去体验这项技术,比如Xfer Records的Serum、Tone2的Nemesis和KV331 Audio的SynthMaster。下面,我们会告诉你如何使用加法合成,制作一些优秀的Pad、Bass和FX。

使用Operator进行基本的加法合成

Operator主要是一个FM乐器,但它很适合帮助我们理解加法合成。

在基础层面上,我们可以很直观地理解加法合成。因为很多合成器都有加法合成能力,所以不需要专门去找一款加法合成乐器。我们将使用Ableton Live的Operator,虽然基本上,它是一款频率调制(FM)合成器,但它有一个实用的加法波形编辑器,可以方便地从零开始制作波形,编辑合成器资源库中所包含的波形。

Operator中,加法合成的执行方式很直观,不支持实时的泛音调制,但足够演示这项技术的基础。使用Oscillator的编辑页面,可以很容易地建立具有复杂谐波的波形。通过其他合成器的Operator进行调制,可以创造出饱满、演进式的声音。实际上,只要用一个波形去调制加法波形,就可以创造出类似FM8中的音色!

1.Operator是Ableton中的基本FM合成器,与传统的FM合成器不同,它能够制造和自定义加法合成器的波形。在MIDI轨道上载入合成器,点击包络显示底部的Oscillator按钮。
2.在默认的模式中,它会显示振荡器所有64个可用的频段。当前,振荡器设置的是正弦波,只有第一个频段激活。我们可以点击显示窗右边的16按钮,放大显示前16个频段。

1.Operator是Ableton中的基本FM合成器,与传统的FM合成器不同,它能够制造和自定义加法合成器的波形。在MIDI轨道上载入合成器,点击包络显示底部的Oscillator按钮。 2.在默认的模式中,它会显示振荡器所有64个可用的频段。当前,振荡器设置的是正弦波,只有第一个频段激活。我们可以点击显示窗右边的16按钮,放大显示前16个频段。

3.让我们在第三个谐波上增加一些能量,对振荡器的波形进行编辑。演奏音符,将第三个条目上拽到四分之三的位置。你会在下面的波形视觉显示中,看到波形在一点点地变化。它的声音也开始变得更接近风琴了。

3.让我们在第三个谐波上增加一些能量,对振荡器的波形进行编辑。演奏音符,将第三个条目上拽到四分之三的位置。你会在下面的波形视觉显示中,看到波形在一点点地变化。它的声音也开始变得更接近风琴了。

4.继续增加奇数谐波。随着我们逐步加入,波形看起来,听起来都更像正弦波了。这就是加法合成!在一些合成器中,这些谐波的电平是可以随时间变化的,但在Operator中,它们是静态的。

4.继续增加奇数谐波。随着我们逐步加入,波形看起来,听起来都更像正弦波了。这就是加法合成!在一些合成器中,这些谐波的电平是可以随时间变化的,但在Operator中,它们是静态的。

5.结合Operator的加法合成和FM能力,我们可以制造一些有用的声音。点击Wave参数下的User,从列表中选择Saw 64。我们会获得一个64段的锯齿波。任意增加频段的音量,给波形加入一些噪声。

5.结合Operator的加法合成和FM能力,我们可以制造一些有用的声音。点击Wave参数下的User,从列表中选择Saw 64。我们会获得一个64段的锯齿波。任意增加频段的音量,给波形加入一些噪声。

6.点击operator B,将它的电平设置为0dB,启动时间为1.38秒。让operator B对我们的锯齿波进行频率调制,当它的振幅电平在启动阶段增长时,复杂的谐波部分也会增长。这给我们创造一个扫频声,特别适合用在一些Bass音色上。

6.点击operator B,将它的电平设置为0dB,启动时间为1.38秒。让operator B对我们的锯齿波进行频率调制,当它的振幅电平在启动阶段增长时,复杂的谐波部分也会增长。这给我们创造一个扫频声,特别适合用在一些Bass音色上。

加法猛兽

如果想要自己的乐器肥厚有力,那么加法合成是很好的方式。顶级加法合成器有一定的复杂性,这可能会让你兴奋,也可能会让你害怕;如果你准备好了要去学习它们的话,肯定会收获空前的音色回报。很遗憾,在过去的几个月里,我们失去了宝贵的加法软件合成器——Camel Audio的Alchemy。自Camel被科技巨头Apple收购之后,就传言会停产。

我们可能会在未来看到Alchemy以其他的形式出现,但在那之前,我们找到了其他一些有意思的加法合成器。VirSyn Cube的历史比较长了,但它仍然支持和提供了64位的版本。合成器本身就很强大;每个声部都有512个泛音,能让用户控制谐波和非谐波元素。加上噪声,能制造出更加真实,原汁原味的音色。跟Alchemy一样,它支持音频的再合成:导入音频文件,Cube会通过加法方式,用大量的泛音和复杂的包络重建它——很适合为熟悉的声音制造一个夸张的版本。

如果你对声音处理感兴趣的话,那么VirSyn的加法合成器很值得入手。它有视觉编辑再合成音频以及视觉扭曲的能力。
如果你对声音处理感兴趣的话,那么VirSyn的加法合成器很值得入手。它有视觉编辑再合成音频以及视觉扭曲的能力。

Image-Line的Morphine也具有再合成能力,虽然每一个生成器(共四个)都只有128个泛音,但它通过非正统的功能(比如PWM滤波器),模拟梳状滤波、同音失谐以及脉冲宽度调制,增加了声音设计的可能。Image-Line还有另一个形式很有趣的加法合成器,Harmor,它具有更多的特殊功能,如图像合成。不过,这些插件只有Windows格式。

Morphine包含了梳状滤波器、同音失谐和脉冲宽度调制的频谱模型,可以将再合成的声音扭曲成奇怪的新波形和音色。
Morphine包含了梳状滤波器、同音失谐和脉冲宽度调制的频谱模型,可以将再合成的声音扭曲成奇怪的新波形和音色。

制作波形变化的Pad

这里,我们将使用Serum的FFT编辑器,轻松地制作出复杂的波形音序。

由音乐技术行业大师Steve Duda研发的Serum,是一款顶级的综合合成器,为用户自定义自己的波形提供了最大的灵活度。通过导入音频,或生成一系列相互变化或渐变的波形图像,即可创造声音。怎么制作这些图像呢?我们可以使用波形编辑器来构建波形,利用各种预先设定好的构建模块,或使用加法方式,利用合成器的FFT编辑器,按照加法合成方式去设计泛音电平,通过预设的功能处理各组数据。

这里,我们会使用加法的方式来创造标准的锯齿波,通过各种方式进行处理,制作一组图像。这一系列的图像会通过频谱变形转换成波形,成为的振荡器,组成演进式Pad音色的基础。接着,再让启动和释放时间慢下来,加入一些效果。

1.在你DAW中的MIDI轨上载入Serum,点击Osc A面板上的铅笔图标。这将打开波形编辑器。在屏幕的上方,你会看到FFT编辑器。在这里,我们可以通过加法合成的方式创造出我们的波形。

1.在你DAW中的MIDI轨上载入Serum,点击Osc A面板上的铅笔图标。这将打开波形编辑器。在屏幕的上方,你会看到FFT编辑器。在这里,我们可以通过加法合成的方式创造出我们的波形。

2.拉起Bin 1(第一栏),已有的锯齿波会被新的波形替代。因为我们只添加了第一个谐波,所以它会是一个简单的正弦波。右键点击FFT编辑器,选择“生成锯波(Generate Saw)”。

2.拉起Bin 1(第一栏),已有的锯齿波会被新的波形替代。因为我们只添加了第一个谐波,所以它会是一个简单的正弦波。右键点击FFT编辑器,选择“生成锯波(Generate Saw)”。

3.我们会直接获得一个在奇数和偶数谐波上都有能量的锯齿波,它将成为我们设置路径的起点。点击波表编辑器底部缩略图上的加号,为我们的波形加入另一个图像。它会与第一个波形相同。

3.我们会直接获得一个在奇数和偶数谐波上都有能量的锯齿波,它将成为我们设置路径的起点。点击波表编辑器底部缩略图上的加号,为我们的波形加入另一个图像。它会与第一个波形相同。

4.右键点击FFT编辑器,选择“上移一个八度(Shift Octave Up)”,这会给我们一个根音上移了八度的锯齿波。点击加号,增加另一个图像。右键点击FFT编辑器,选择“创建随机系列缝隙(Create Random Series Gaps)”。这会随机移除谐波,给我们锯齿更多的低保真波形。

4.右键点击FFT编辑器,选择“上移一个八度(Shift Octave Up)”,这会给我们一个根音上移了八度的锯齿波。点击加号,增加另一个图像。右键点击FFT编辑器,选择“创建随机系列缝隙(Create Random Series Gaps)”。这会随机移除谐波,给我们锯齿更多的低保真波形。

5.再增加一个画面,这一次,右键点击Bin 10的编辑器,选择“Clear HF(Bin 10to end)”。它的行为类似于低通滤波器,能消除高频。现在,点击“Morph”菜单,选择“Morph – Spectral”。点击屏幕上方的十字关闭它。

5.再增加一个画面,这一次,右键点击Bin 10的编辑器,选择“Clear HF(Bin 10to end)”。它的行为类似于低通滤波器,能消除高频。现在,点击“Morph”菜单,选择“Morph – Spectral”。点击屏幕上方的十字关闭它。

6.将Osc A的WT Pos旋钮拉到最低,右键点击它,选择Mod Source>LFO1。确保WT Pos旋钮左上方的旋钮拉到了最高,你会听到四个图像之间的波形变化。将Env 1的Attack/Release调大。激活FX区域的Delay/Reverb。” class=”wp-image-4373″/></a></figure></div>



<p>6.将Osc A的WT Pos旋钮拉到最低,右键点击它,选择Mod Source>LFO1。确保WT Pos旋钮左上方的旋钮拉到了最高,你会听到四个图像之间的波形变化。将Env 1的Attack/Release调大。激活FX区域的Delay/Reverb。</p>



<h2><strong>Razor的Centroid Dissonance效果</strong></h2>



<p><em>Razor拥有虚拟模拟风格的界面,强大的加法引擎,能够轻松地编程出复杂精密的声音。</em></p>



<p>Razor确实是一款加法合成器,但它回避了直接控制单个泛音的形式,以一个模仿减法合成方式的界面取而代之。虽然它包含了熟悉的虚拟模拟风格的振荡器和滤波器面板,但其内在的所有元件,都依赖加法合成器来生成和雕琢乐器声音。所以,Razor拥有一些其虚拟模拟对手没有的能力。比如说,通过调整合成器每个泛音频率实现的Dissonance效果,就能制造出很多不一样的音色。</p>



<div class=
1.将Reaktor放到你DAW的MIDI轨上,载入Razor乐器。点击路径名称,选择9. Errorsmith > 1. – INIT – Razor,初始化路径。当演奏音符时,你会从中心的显示窗中看到中频的声音达到顶点,再逐渐消减。” class=”wp-image-4375″/></a></figure></div>



<p>1.将Reaktor放到你DAW的MIDI轨上,载入Razor乐器。点击路径名称,选择9. Errorsmith > 1. – INIT – Razor,初始化路径。当演奏音符时,你会从中心的显示窗中看到中频的声音达到顶点,再逐渐消减。</p>



<div class=
2.这是因为低通滤波器是激活的。通过点击Filter 1面板右上放角落的电源按钮,关闭它。这能带给我们一个纯净锯齿波。接下来,点击Dissonance Effect面板右上角的电源按钮,激活它。
3.我们想要使用的效果是默认选中的“Centroid”。我们所需要做的就是对它的“Amount”参数做自动化。点击左侧调制量旋钮下方的破折号,选择一个调制源。点击Envelope 2,然后调大调制量旋钮。

2.这是因为低通滤波器是激活的。通过点击Filter 1面板右上放角落的电源按钮,关闭它。这能带给我们一个纯净锯齿波。接下来,点击Dissonance Effects面板右上角的电源按钮,激活它。 3.我们想要使用的效果是默认选中的“Centroid”。我们所需要做的就是对它的“Amount”参数做自动化。点击左侧调制量旋钮下方的破折号,选择一个调制源。点击Envelope 2,然后调大调制量旋钮。

4.在左下角的Envelope 2中,将A(Attack)和D(Decay)调到3点钟位置。这样能获得基本的上升和下降音色。接着,通过激活Dissonance效果右边的Stereo效果,增加一些未来感。

4.在左下角的Envelope 2中,将A(Attack)和D(Decay)调到3点钟位置。这样能获得基本的上升和下降音色。接着,通过激活Dissonance效果右边的Stereo效果,增加一些未来感。

简单应用加法合成

想要获得一些简单的合成声音,但又不想要去碰大量的泛音和包络?别害怕——通过友好的虚拟模拟风格界面,你可以很好地利用加法合成的性能。

想要挖掘独特声音的复古模拟合成爱好者,一定会喜欢impOSCar 2的功能。它能通过使用简单的图形界面,制造出两个带有24泛音的波形。
想要挖掘独特声音的复古模拟合成爱好者,一定会喜欢impOSCar 2的功能。它能通过使用简单的图形界面,制造出两个带有24泛音的波形。

GForce的impOSCar 2是进入加法合成的不错选择,它模仿了第一款平价的加法合成器——Oxford Synthesiser Company OSCar。impOSCar 2通过全复音、多齐奏模式以及大量调制源等改进,对硬件版本做了提升。

Nemesis装载了很多的合成类型,简单易用。每个振荡器都有调制器和载波器,两者都能通过简单的16段泛音编辑器进行编辑。
Nemesis装载了很多的合成类型,简单易用。每个振荡器都有调制器和载波器,两者都能通过简单的16段泛音编辑器进行编辑。

如果你喜欢将加法波形与其他合成类型做结合,那么Tone2的Nemesis也是不错的选择:虽然界面看似简单,但它拥有大量的模式,包括FM、相位失真、环形调制、波形塑造等!加法引擎很简单,每个波形只提供了16个泛音。不过,这已经足够制造出一些肥厚的音色了。

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乐极客创办人,独立音乐制作人,混音师。

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