减法合成:什么是减法合成?

减法合成:什么是减法合成? 减法合成:什么是减法合成?

减法合成 "可能是一个崇高的理论概念。不过,如果你曾经使用合成器涉足过音乐制作,那么你很可能已经对它有所了解。

长期以来,减法合成一直是流行的合成类型,它源于模拟合成器时代,但在无数数字硬件合成器和合成器 VST 中经久不衰。掌握减法合成的概念可能会让人望而生畏,尤其是当你刚刚踏入合成器的世界时,但不用担心,因为它其实并不像看上去那么可怕。

在本指南中,我们将对减法合成进行全面解析,让你可以更自信地使用合成器进行创作、演奏和制作。

什么是减法合成?

减法合成的艺术在于制作音乐音效,从谐波密集的波形开始,然后通过滤波器和其他形式的处理对其进行完善。

我所说的 "谐波密集 "波形,是指由方波或锯齿波等基本波形产生的丰富谐波波形。虽然电子振荡器可以毫不费力地产生这些基本波,但它们本身却无法吸引听众。

如果您想创造更多的音乐魅力,就必须对这些波形的纹理、频率分布和动态进行处理。

为此,我们采用了减法合成技术。

减法合成有何独特之处?

还有许多其他类型的合成,从加法合成到波表合成,再到调频合成等等。让我们来看看几种最流行的合成类型,以及它们与减法合成的区别。

近年来,波表合成已成为音乐制作领域的重要工具。这种技术可以通过对音频采样中的振荡波进行变形来产生独特的声音,通常被称为基于采样的合成。

减法合成依赖于基本波形,而波表合成则不同,它利用的是可滚动浏览的波表帧集合,给人一种动态的运动感。

相比之下,另一种流行的合成方式--频率调制合成(又称调频合成),则是通过调制原始波形的频率来生成新的频谱。

调频合成以产生粗犷、金属感强的声音而闻名。如果您很难在听觉上找到一个例子,那么不妨考虑一下 2010 年代初流行于 bro step 音乐流派中的粗壮中低音。

减法合成器信号流的复杂性

现在,在你开始像个疯狂的科学家一样调整旋钮之前(我强烈建议你这样做),让我们先熟悉一下信号路径中的每个组件,以及它们对整体音效的贡献。

首先,您可能知道或至少听说过振荡器是操作背后的大脑。没有振荡器,你的减法合成器就无法产生丰富的波形,为你的补丁奠定基础。

然后是其他一些参数,包括放大器、滤波器、LFO 和包络发生器,它们能让振荡音效更加有趣。这些模块是典型减法合成器的组成部分,每个模块都有其独特的作用。

别担心,我们会详细介绍每一个模块。为了增加趣味性,我们还准备了一张小图,直观地展示每个模块是如何依次工作的:

减法合成示意图

看上面的照片,你首先会注意到调制器部分。要知道,调制器既可以是 LFO,也可以是包络发生器,这一点很重要,稍后我们会详细介绍。

最重要的是,大多数减法合成器都采用了这种布局。

在过去,OG 合成器是由独立模块拼凑而成,每个模块都用电缆连接,用户必须手动插入。

朋友们,这就是我们所说的模块化合成

时至今日,这种狂野的方法仍深受 Eurorack 爱好者的喜爱。

现代模块化合成器的最大优势在于,它们仍然沿用了前代产品的减法结构。

当然,你可以从单个模块的拼接中获得最大的灵活性,不过许多合成器设计师也意识到,大多数音乐家往往是习惯性动物,每次都以相同的方式设置信号流。

这种思维过程的结果之一,就是诞生了业界第一款一体化合成器,即传奇的 Minimoog。从那时起,如果你观察今天的大多数减法合成器,你会发现它们的流程几乎都是一样的。

当然,这只是冰山一角!让我们对信号链中的每个元素进行更深入的挖掘,以便更好地了解它们的作用。

合成中的不同元素

振荡器

当你终于准备好拨出一些动听的合成音色时,首先要从振荡器开始!正如我们之前所说,它是合成器的大脑。

尽管这只是信号流的开始,但你为振荡器选择的设置将对最终补丁的音效产生重大影响。

现在,大多数合成振荡器都会提供不同的波形供你选择,并以此作为起跳点。这就像冰淇淋的不同口味--有经典的,也有更奇特的。

合成器上最常见的波形包括方波、锯齿波和三角波。

让我们从方波开始,它能为您带来大量的谐波内容。在合成器上播放方波,即使是最基本的方波,听起来也像一只嗡嗡作响的蜜蜂。

除了明亮、嗡嗡作响的音调外,方波还有一些其他有趣的技巧。

例如,有些方波振荡器可以改变方波图案本身的形状,这就是所谓的脉冲波。通过调整脉宽调制,你可以获得各种狂野古怪的音色效果。

脉搏波的数值现在可能有点混乱,让我们再回过头来看看。

现在,我们要讨论的是谐波等级中的下一级--锯波,又称锯齿波。锯齿波的特点是尖锐的点和突然的变化,这让它们发出明显的嗡嗡声。

但最酷的地方就在这里--这些尖锐的点和变化产生了一种谐波频率模式,随着频率的变化而变得越来越小。这就是锯齿波饱满、丰富的音色,是制作主音合成器旋律的理想之选。

最后,我们得到了谐波中最柔和的波形--三角波

与方波一样,三角波也利用起始频率的奇次谐波。主要区别在于这些谐波的音量消失得更快,这就是为什么三角波听起来更接近正弦波。

当然,你仍然能听到嗡嗡声,这使它成为某些键、垫或主音的最佳选择。

虽然不是所有的合成器正弦波振荡器,但一些减法合成器中也有偷偷摸摸的小正弦波振荡器。

想象一下,在一个美丽的日子里,平静祥和的湖面上,轻柔的涟漪平滑地向四面八方扩散。这就是正弦波,合成中最纯净、最基础的波形之一。

由于正弦波没有任何尖锐的形状变化,因此能产生平滑而圆润的音色,非常适合重现木管乐器(如风琴和长笛)温暖而有呼吸感的音色。正弦波同样适用于制作音色丰富、不断变化的垫子,用舒缓的和声填满音效空间。

不过,如果您的合成器没有正弦波,您可以使用低通滤波器过滤三角波。

现在,请稍等一下,因为事情会变得更加复杂。这是因为许多减法合成器都有多个振荡器

这种双振荡器结构的奇妙之处在于它具有无限的可能性。你可以随心所欲地调整每个振荡器的频率、形状和失谐量。

真正的乐趣就从这里开始,因为将两个使用不同频率和形状的振荡器混合在一起,就能用减法合成格式制作出更丰富、更饱满、更复杂的声音。

在振荡器部分的最末端,通常会有一个混音器部分,可以将振荡器信号与合成器中的其他音源(如噪音源(用于为较短的声音增加攻击力)、外部音频输入或比主振荡器低一个八度的副振荡器)进行混合。

过滤器

接下来,让我们进入过滤器部分。

可以把它想象成整个声音的奶酪磨碎机,将信号通过压控滤波器 (VCF) 磨碎,以去除任何不愉快的频率块。

虽然在合成器世界中可以找到许多类型的滤波器,但大多数合成器都依赖于两个关键滤波器--高通滤波器(HPF)和低通滤波器(LPF)。

低通滤波器只允许低频通过,而将高频内容全部隔绝。

这就是人们创造低频低音的方式。

另一方面,高通滤波器会抑制所有低频和中频,让高频大放异彩。

当你转动合成器上的截止旋钮时,就是在调整滤波器的启动点。

值得注意的是,大多数合成器上的滤波器都不会简单地硬切声音。相反,它们利用平缓的斜坡逐渐降低滤波频率的音量。

我们用每八度分贝(dB/oct)来衡量这些斜率。分贝数越高,斜率越陡,滤波器越强。例如,你可能会在合成器上发现一个 -12 或 -24 分贝/八度的滤波器截止点,就斜率陡度而言,它处于中间位置。

除了截止参数,滤波器的另一个基本要素是谐振参数

共振

通常情况下,大多数滤波器上都有一个共振旋钮,又称 "Q "旋钮。反馈是将与截止频率相同频率范围内的音频送回滤波器,从而产生共振效应。

当反馈电平达到极高值时,会引起滤波器自振,进而产生正弦波。通过增加共振,截止频率附近的声音会变得更加逼真,从而提供一系列创造性应用,如传统的 wah-wah 效果或合成器 "尖叫声"。

放大

继振荡器和滤波器之后,放大器是减法合成器的下一个重要组成部分。它的作用是将音频信号提升到能与音频接口或混音器等其他设备有效连接的幅度。

如果不加考虑地谈论它,放大器本身似乎并不是最令人激动的功能。然而,正是对它的调节和操控能力,使其成为一种强大的声音设计工具。

这就是信封发生器发挥作用的地方。

信封发生器

在减法合成中,包络发生器是在合成补丁中实现基于时间的变化的重要手段。对于那些希望创造迷人音效的人来说,它们是不可或缺的。

虽然合成器中可能有多个包络发生器,但最常见的安排是一个包络发生器影响滤波器,另一个控制放大器。

我们先来看看放大器的包络发生器,它比较容易理解。

包络发生器对合成器放大器的影响会根据包络的形状改变声音的整体音量。

每当您按下合成器上的一个键,包络发生器就会启动一个包含四个不同阶段的序列:

  • 攻击
  • 衰变
  • 持续
  • 发布。

您经常会看到这些阶段缩写为 ADSR。

ADSR

让我们逐一了解这些阶段对声音的影响。

攻击

攻击参数决定了合成器音量的初始阶段,决定了它是渐进式淡入还是急促的突然开始。

攻击时间通常以毫秒为单位,用于调节声音达到最大强度的速度。

对于尖锐的打击乐音效,最短的攻击时间是最理想的;而对于空灵的垫子和音效,较长的攻击设置则更为合适。

衰变

衰减参数决定了声音在按键释放之前稳定在持续音量上所需的时间。与攻击类似,衰减时间通常也以毫秒为单位。

当衰减时间设置为最短时,音量会从峰值水平骤然降低。这是产生高动态音效的常用技术,例如在需要快速降低音量以达到预期效果的抢奏或弹拨乐器中。

持续

延音参数决定了声音在攻击和衰减阶段结束后的总体音量。该参数的单位是分贝(dB)。

较低的延音值会在声音的初始攻击和延音 "主体 "之间形成更明显的对比,从而产生更明显的衔接效果。

发布

释放参数决定了按键释放后,声音从持续音量下降到静音所需的时间。

较长的释放时间会给音符带来拖曳、大气的尾音,而较短的释放时间则会在释放琴键后立即产生更突然的音量下降。

滤波器包络线

除放大器外,包络还可以修改任何其他参数,类似于低频振荡器(LFO)。滤波器经常使用包络线来控制截止频率随时间的变化。

虽然 ADSR 参数在这种情况下的功能相似,但它们对声音的影响却截然不同。通过试验滤波器上的包络控制,你可以探索不同的设置会如何影响合成器声音的特性。

LFO

减法合成信号流的最后一个关键组件是低频振荡器(LFO)。虽然低频振荡器与传统振荡器相似,但它有一个独特之处。

与主信号发生器中的振荡器一样,LFO 也有波形。不过,它们的工作频率要低得多,以至于直接听它们的输出不会产生可识别的乐音。

LFO 不产生可听的音调,而是在合成器声音中产生循环调制,创造出重复的模式。

就像多了一只手,每次都能以稳定的速度来回转动合成器上的旋钮。

合成器中有许多参数可以用 LFO 调制。为了让您对各种可能性有所了解,以下是一些众所周知能产生有趣效果的常用路由选项:

LFO 调制图

探索减法合成的创造可能性

尽管涉及的元件数量很多,但使用减法合成技术制作声音是一个令人愉快的本能过程。

让我们回顾一下制作减法合成音效的基本步骤:

首先,选择振荡器产生初始声音,然后用滤波器调整频率平衡。

其次,用 LFO 调制声音,增加动感。

最后,用 ADSR 制作声音的包络线。

这就是其中的要点!一旦熟悉了这一工作流程,制作令人惊叹的合成音色将变得轻而易举。

既然你已经掌握了减法合成的基础知识,那就回到你的 DAW 中,开始设计一些自定义补丁吧!

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