減算合成」という言葉は、高尚で理論的な概念に見えるかもしれない。とはいえ、シンセサイザーを使った音楽制作に手を出したことがある人なら、すでに馴染みのある言葉だろう。

サブトラクティブ・シンセシス（減算合成）は、アナログ・シンセの時代から続くシンセシスの代表的なタイプとして長い間君臨してきましたが、数え切れないほどのデジタル・ハードウェア・シンセやシンセVSTの中で永続しています。サブトラクティブ・シンセシスの概念を理解することは、特にシンセの世界に足を踏み入れたばかりの時には難しいかもしれません。

このガイドでは、減算法シンセシスについて包括的に解説し、シンセを使った作曲、演奏、プロデュースをより自信を持って行えるようにします。

減算合成とは何か？

減算合成の技術は、音楽的なサウンドを作り上げることであり、ハーモニックで濃密な波形から出発し、フィルターやその他の処理によって洗練させていく。

ハーモニックで濃密な」波形とは、矩形波やのこぎり波のような基本形状から生成される豊かな倍音波形のことを指している。電子オシレーターはこのような基本波を難なく作り出すことができるが、それだけではリスナーを魅了することはできない。

より音楽的な魅力を生み出したいのであれば、これらの波形のテクスチャー、周波数分布、ダイナミクスを操作しなければならない。

そのためには、減算合成を使う。

減法合成のユニークさとは？

シンセシスには、加算型シンセシス、ウェーブテーブル・シンセシス、FMシンセシスなど、他にも多くの種類があります。ここでは、最も一般的なシンセシスの種類と、減算方式のシンセシスとの違いについて見ていきましょう。

近年、ウェーブテーブル・シンセシスは、音楽制作の世界で重要なツールとして台頭してきた。オーディオ・サンプルに由来するオシレーター波をモーフィングすることでユニークなサウンドを生成できるこの手法は、しばしばサンプルベース・シンセシスと呼ばれる。

基本波形に依存するサブトラクティブ・シンセシスとは異なり、ウェーブテーブル・シンセシスは、スクロール可能なウェーブテーブル・フレームのコレクションを利用するため、ダイナミックな動きが感じられる。

これとは対照的に、FM合成としても知られる周波数変調合成では、元の波形の周波数を変調して新しい周波数スペクトルを生成する。

FM合成は、生々しくメタリックなサウンドを生み出すことで有名だ。聴覚的な例を思い浮かべるのに苦労するなら、2010年代初頭にブロウ・ステップというジャンルで流行していた、生々しいミッドベースを思い浮かべてほしい。

サブトラクティブ・シンセサイザーにおける信号フローの複雑さ

さて、マッド・サイエンティストのようにノブをいじり始める前に（いずれにせよ、そうすることを強くお勧めする）、シグナル・パスの各コンポーネントと、それらがサウンド全体にどのように貢献しているかをよく理解しよう。

まず最初に、オシレーターがオペレーションの頭脳であることは、ご存じか、少なくとも耳にしたことがあるでしょう。オシレーターがなければ、サブトラクティブ・シンセはパッチの土台となる豊かな波形を作り出すことができません。

次に、アンプ、フィルター、LFO、エンベロープ・ジェネレーターなど、発振音をより面白くする他のパラメーターがあります。これらのモジュールは典型的なサブトラクティブ・シンセの構成要素であり、それぞれがユニークな役割を持っています。

ご心配なく、それぞれを詳しく説明します。さらに楽しくするために、それぞれのモジュールがどのように連続して機能するかを視覚的に示す小さな図を用意しました：

上の写真を見て、まず目につくのはモジュレーター・セクションでしょう。モジュレーターにはLFOとエンベロープ・ジェネレーターの2種類があることを理解しておきましょう。

最も重要なことは、減算方式のシンセの大半がこのレイアウトに従っているということだ。しかし、シンセの歴史に詳しい人なら、シンセが常にこうだったわけではないことを知っている。

その昔、OGシンセは別々のモジュールのパッチワークで構成されており、それぞれがケーブルで接続されていた。

これこそがモジュラー・シンセシスなのだ。

このワイルドで毛むくじゃらの方法は、今日でもユーロラックファンの間で人気がある。

現代のモジュラー・シンセの素晴らしいところは、先代と同じ減算方式のアーキテクチャを踏襲していることだ。

確かに、個々のモジュールをパッチングすることで最も柔軟性が得られるが、多くのシンセ・デザイナーは、ほとんどのミュージシャンが習慣の生き物であり、信号の流れを毎回同じように設定する傾向があることに気づいていた。

その結果、業界初のオール・イン・ワン・シンセのひとつ、伝説的なMinimoogが誕生した。それ以降、今日のほとんどの減算式シンセを見てみると、ほとんど同じ流れになっていることがわかるだろう。

もちろん、これは氷山の一角に過ぎない！シグナル・チェーンの各要素が何をするのか、もう少し掘り下げて把握してみましょう。

合成におけるさまざまな要素

発振器

シンセ・サウンドを作る準備ができたら、まずオシレーターから始めましょう！先にも述べたように、これはオペレーションの頭脳です。

また、オシレーターは信号の流れの始まりに過ぎませんが、オシレーターの設定は最終的なパッチのサウンドに大きな影響を与えます。

さて、世に出回っているシンセ・オシレーターの大半は、ジャンプ・オフ・ポイントとして使えるさまざまな波形の選択肢を提示してくれる。これらはアイスクリームのフレーバーのようなもので、クラシックなものからエキゾチックなものまである。

シンセで見られる最も標準的な波形には、矩形波、のこぎり波、三角波などがある。

まずは、倍音成分を大量に含む矩形波から始めよう。シンセサイザーで矩形波を鳴らすと、その土台でさえ、蜂の鳴き声のように聞こえる。

矩形波には、その明るく賑やかな音色だけでなく、他にも面白い仕掛けがある。

例えば、矩形波オシレーターの中には、矩形波パターンそのものの形状を変化させる機能を持つものがあり、これはパルス波と呼ばれる。パルス幅変調を調整することで、あらゆる種類のワイルドで奇抜な音色を得ることができます。

脈波の値がちょっとわかりにくいかもしれないので、話を戻そう。

その代わりに今回は、高調波ヒエラルキーの次の段階であるノコギリ波（別名ノコギリ波）について説明します。ノコギリ波は、鋭く尖った部分と急激な変化が特徴で、それが独特のブーンという音を生み出します。

しかし、ここからが本当にクールな部分だ。これらの鋭いポイントや変化は、進むにつれて静かになっていく倍音周波数のパターンを作り出す。これが、リード・シンセのメロディーを作るのに最適な、フルで豊かなサウンドをノコギリ波に与えているのだ。

最後に、調和波形の中で最もまろやかな三角波を紹介しよう。

矩形波と同様、三角波も開始周波数の奇数倍音を利用する。主な違いは、これらの倍音の音量がより早く消えていくことで、三角波が正弦波に近い音に聞こえるのはそのためです。

もちろん、特定のキー、パッド、リード・サウンドに最適なブザーのタッチも得られる。

すべてのシンセに搭載されているわけではありませんが、いくつかのサブトラクティブ・シンセサイザーには、小さなサイン波オシレーターがこっそり搭載されています。

美しい日の穏やかで平和な湖、四方八方に滑らかに広がる穏やかな波紋を想像してみてください。それは正弦波であり、シンセシスにおける最も純粋で基礎的な波形のひとつである。

サイン波には鋭い形状の変化がないため、滑らかでまろやかなサウンドが得られ、オルガンやフルートなどの木管楽器の暖かく息の長い音色を再現するのに最適です。サイン波は、癒しのハーモニーで音の空間を満たす、みずみずしく進化するパッドを作るのにも同様に最適です。

ただし、お持ちのシンセにサイン波がない場合は、ローパス・フィルターを使って三角波をフィルターすることができます。

さて、少し複雑な話になるので、ここで少しお付き合いいただきたい。というのも、多くのサブトラクティブ・シンセは、複数のオシレーターを揺り動かすからだ。

このよくあるデュアル・オシレーター・アーキテクチャーの素晴らしいところは、可能性が無限であることだ。それぞれのオシレーターの周波数、シェイプ、デチューン量を思う存分微調整できる。

異なる周波数とシェイプを使う2つのオシレーターをブレンドすることで、サブトラクティブ・シンセシス・フォーマットで、より豊かで充実した複雑なサウンドを作り始めることができるからだ。

通常、オシレーター・セクションの最後にはミキサー・セクションがあり、オシレーターの信号を、ノイズ・ソース（短いサウンドにアタックを加えるのに最適）、外部オーディオ入力、メイン・オシレーターより1オクターブ低いサブ・オシレーターなど、シンセにある他の音源とブレンドすることができます。

フィルター

次にフィルターのセクションに移ろう。

サウンド全体のチーズおろし器のようなもので、信号を電圧制御フィルター（VCF）に通して、不快な周波数の塊をすりおろすものだと考えてほしい。

シンセサイザーの世界には数多くの種類のフィルターがあるが、ほとんどのシンセサイザーは、ハイ・パス・フィルター（HPF）とロー・パス・フィルター（LPF）という2つの重要なフィルターに依存している。

ローパスフィルターは、高周波成分をすべてカットすることで、低周波のみを通過させます。

これが、低周波のベース音を作り出す方法だ。

一方、ハイパスフィルターは、低域と中域の周波数をすべてカットし、高域が輝くようにする。

シンセのカットオフ・ノブを回すと、フィルターが作動するポイントを調整していることになる。

注目すべきは、ほとんどのシンセに搭載されているフィルターが、単純に音をハード・カットしているわけではないということだ。その代わり、フィルターがかかった周波数の音量を徐々に下げる緩やかなスロープが利用されています。

この勾配をデシベル/オクターブ（dB/oct）で測定する。dBの数値が高いほど、スロープが急で、フィルターが強力であることを意味します。例えば、シンセのフィルター・カットオフが-12dB/octや-24dB/octの場合、スロープの急さはちょうど真ん中です。

カットオフ・パラメーターに加えて、フィルターのもう一つの重要な要素はレゾナンス・パラメーターである。

一般的に、ほとんどのフィルターには、レゾナンス・ノブ（別名「Q」ノブ）があります。フィードバックは、カットオフと同じ周波数帯域のオーディオをフィルターに送り返すことで発生し、レゾナンス効果をもたらします。

フィードバック・レベルが極端に高い値に達すると、フィルターの自己発振が誘発され、正弦波が生成されます。レゾナンスを上げると、カットオフ周波数付近のサウンドがより存在感を増し、伝統的なワウワウエフェクトやシンセの "鳴き声 "など、クリエイティブな用途が広がります。

増幅

オシレーターとフィルターに続いて、アンプは減算方式のシンセサイザーの次の重要な構成要素です。このアンプは、オーディオ信号を、オーディオ・インターフェースやミキサーなど、他の機器と効果的にインターフェイスできる振幅まで上昇させる役割を果たします。

文脈を無視して話すと、アンプはそれ自体、最もスリリングな機能には見えないかもしれません。しかし、それを調整し、操作する能力こそが、アンプを強力なサウンド・デザイン・ツールにしているのです。

エンベロープ・ジェネレーターの出番だ。

エンベロープ・ジェネレーター

サブトラクティブ・シンセシスにおいて、エンベロープ・ジェネレーターはシンセパッチの時間ベースの変化を実現する重要な手段です。魅力的なサウンドを作りたい人には欠かせない存在です。

シンセには複数のエンベロープ・ジェネレーターがある場合もあるが、最も一般的な配置は、1つのエンベロープ・ジェネレーターがフィルターに影響を与え、もう1つのエンベロープ・ジェネレーターがアンプをコントロールするというものだ。

アンプのエンベロープ・ジェネレーターについて説明しよう。

エンベロープ・ジェネレーターがシンセのアンプに与える影響により、サウンド全体の音量がエンベロープの形状に基づいて変化する。

シンセサイザーのキーを押すたびに、エンベロープ・ジェネレーターは4つの異なるステージを含むシーケンスを開始します：

• 攻撃
• 崩壊
• サステイン
• リリース

これらのステージはADSRと略されることが多い。

それぞれの段階がサウンドにどのような影響を与えるか、詳しく見ていこう。

攻撃

アタック・パラメーターは、シンセのボリュームの初期段階を決定し、緩やかなフェードインか、キレのある突然のオンセットかを決定します。

アタック・タイムは一般的にミリ秒単位で測定され、音が最大強度に達するまでの時間を調整する。

シャープでパーカッシブなサウンドには最小のアタック・タイムが理想的だが、幽玄なパッドやサウンドスケープには長めのアタック設定が適している。

崩壊

ディケイ・パラメーターは、キーがリリースされるまで、サウンドがサステイン・レベルで安定するまでの時間を指定します。アタックと同様、ディケイタイムもミリ秒単位で測定されます。

ディケイ・タイムを最小に設定すると、ピーク・レベルから急激に音量を下げたサウンドが得られます。これは、スネアやプラックのような非常にダイナミックなサウンドを生成する際によく使われる手法で、必要な効果を得るためには音量を素早く落とす必要があります。

サステイン

サスティーン パラメーターは、アタックとディケイの各段階が完了した後にサウンドが再生される一般的なレベルを指定します。このパラメーターはデシベル（dB）で測定されます。

サスティーン値を下げると、音の最初のアタックと持続する「ボディ」のコントラストがより顕著になり、アーティキュレーションがより強調される。

リリース

リリース・パラメーターは、鍵盤を離した後、音がサステインレベルから無音になるまでの時間を指定します。

リリース時間が長いと、ノートに雰囲気のあるテールがつき、リリース時間が短いと、キーを離した直後に音量が急激に落ちます。

フィルター・エンベロープ

アンプだけでなく、エンベロープは低周波オシレーター（LFO）のように、他のあらゆるパラメーターを変更することができる。フィルターでは、カットオフ周波数の時間的変調をコントロールするエンベロープがよく使われます。

ADSR パラメーターはこの文脈では同じように機能しますが、サウンドに与える影響は異なります。フィルターのエンベロープ・コントロールを試すことで、設定を変えることでシンセ・サウンドのキャラクターにどのような影響を与えるかを探ることができます。

LFO

サブトラクティブ・シンセシス・シグナルフローの最後の重要なコンポーネントは、低周波オシレーター（LFO）です。従来のオシレーターと似ていますが、低周波オシレーターにはユニークな特徴があります。

主要なシグナル・ジェネレーターのオシレーターと同様、LFOにも波形があります。しかし、LFOははるかに低い周波数で動作し、その出力を直接聴いても、音楽として認識できる音は出ないほどです。

LFOは可聴トーンを生成するのではなく、シンセ・サウンドに周期的なモジュレーションを発生させ、繰り返しパターンを作ります。

シンセのツマミを毎回一定の速度で前後に回す手が1本増えたと考えてほしい。

シンセには、LFOでモジュレートできるパラメーターが数多くあります。その可能性を知ってもらうために、興味深い効果を生み出すことで知られる、一般的なルーティング・オプションをいくつか紹介しましょう：

減算合成の創造的可能性を探る

サブトラクティブ・シンセシスによる音作りは、構成要素の多さにもかかわらず、直感的で楽しい作業だ。

サブトラクティブ・シンセの音作りの基本的なステップをおさらいしよう：

まず、初期音を生成するオシレーターを選び、フィルターで周波数バランスを調整する。

次に、LFOでサウンドをモジュレートして動きを加える。

最後に、ADSRでサウンドのエンベロープをシェイプする。

これが要点だ！このワークフローに慣れれば、素晴らしいシンセ・サウンドを作るのは簡単だ。

サブトラクティブ・シンセシスの基本を理解したところで、DAWに戻ってカスタム・パッチのデザインを始めよう！