什么是谐波?

什么是谐波? 什么是谐波?

我们在制作音乐时很少会花时间去思考谐波问题,但就像我们的存在只是因为我们的细胞存在一样,我们所熟知和喜爱的音乐也只是因为有了谐波才得以存在。作为音乐家、制作人、混音或母带制作工程师,了解和声对我们大有裨益。因此,今天我们将探讨这些微观声音元素的来龙去脉,以及如何利用这些知识成为更好的音乐创作者。

谐波频率基础知识

谐波是频率为信号基频整数倍的声波。您也可以将其视为此类信号的频率比。

要了解其工作原理,我们先来看一个基本的正弦波。

正弦波是最基本的声波,因为它只有单一频率的声能。例如,如果我们在 C3 处播放正弦波,而你通过频谱分析仪观察音符,你只能看到集中在 C3 处的运动。

但是,如果我们将 C3 的基频换成方波,就会看到基频以上的频率。上面的频率越高越柔和,被称为谐波频率

正是这些因素让方波听起来像方波。除了方波之外,人类已知的每种声音(当然正弦波除外)在某种程度上都有谐波频率,尽管有些谐波频率比其他谐波频率复杂得多。

重要的是了解这些谐波频率与基频的排列关系。

谐波频率安排

比方说,我们有一个 A4 的基本方波,频率为 440 赫兹。

它上面的谐波序列中的第二次谐波为高八度的A5 或 880 赫兹。三次谐波是基频的三倍,为E61320 赫兹,四次谐波是基频的四倍,为A61760 赫兹

这种情况会一直持续下去,直到我们再也听不到频率为止。

每种乐器的每种声音都会产生这些谐波,你经常会听到音乐家将它们称为泛音,这是谐波频率的一个可互换的术语。

因此,举例来说,假设我们有一位弹奏低音 E 琴弦的原声吉他手。我们不仅能听到该振动弦的最低频率或基音,还能听到其上方的谐波泛音分数,越往上越柔和。

奇数谐波与偶数谐波

在谐波序列中,我们将谐波分为奇数和偶数。

奇次谐波是基频的奇数倍(3、5、7、9 等)。与温暖、平滑的偶次谐波(基频的偶数倍)(2、4、6、8 等)相比,奇次谐波往往听起来更明亮、更兴奋。

我们很快就会看到,不同的乐器有不同的谐波特征,这赋予了它们独特的声音特性。

自然谐波与人工谐波

我们刚才谈到的基频的整数倍在自然界中是存在的。事实上,这是一个自然数学等式:f(n) = n x f,其中 "f "是基频,"n "是谐波频率。

我们谈到了吉他拨弦时的工作原理,那么其他天然乐器呢?

键盘也是如此。例如,当钢琴家弹奏基频时,琴弦和乐器的共鸣会产生共振,从而产生谐波。而小号演奏者则会用他们的吹嘴来控制高于基频的谐音系列。

这些谐波频率的排列方式会对乐器的整体音色产生重大影响。这也是为什么小号与大号的音色差别如此之大,或者为什么低沉的男声与高亢的女声的音色差别如此之大的原因之一。

不过,我们也可以通过电子方式或人为操纵波形来产生谐波。

在大多数合成器上,你都能找到波形发生器,让你可以调整正弦波上方谐波的数量和类型。以下是几乎所有合成器上都能找到的几种主要波形:

  • 正弦波- 正如我们之前所说,正弦波产生的声音最纯净、最清晰,因为它上面没有任何谐波。人们最常将正弦波与纯净的音色联系在一起。这种声音在自然界中并不存在。
  • 方波-方波以其明亮、谐波丰富的音色而著称,由基频和奇次谐波组成。这种波在电子音乐中非常流行。怪奇物语》主题曲开头的琶音合成器就是方波的一个很好的例子。
  • 锯齿波 - 锯齿波使用奇次和偶次谐波,比方波具有更丰富的谐波。锯齿波的音色明亮、嗡嗡作响,是主音的绝佳选择。Deadmau5 在 "Strobe "中的主音就是锯齿波在 EDM 中的一个很好的例子。
  • 三角波 - 三角波比方波和锯齿波柔和一些,虽然它们只使用奇次谐波,但由于其独特的振幅分布,听起来与众不同。我是寒波音乐中三角波的忠实粉丝,因为它们有一种柔和、怀旧的声音。看看 Washed Out 的 "Feel It All Around "中的合成器。

我们为何在音乐制作、混音和母带处理中使用谐波

没有和声,我们的音乐就会缺乏音调的复杂性。因此,制作人和工程师经常使用谐波来增加音乐的深度。它们不仅能让我们在混音中将乐器彼此区分开来,还能为我们带来更具表现力的听觉能量和立体的听觉体验。

没有光明,就没有黑暗。

我们可以在音乐中运用同样的理念来制造对比。例如,我们可以使用具有更明亮、更兴奋的谐波的乐器,与具有更温暖、更阴暗的谐波的乐器形成对比。但问题是,我们如何将谐波知识付诸行动呢?

使用谐音系列让音乐更有趣

如果你花了不少时间在网上阅读混音和音乐制作方面的知识,你很可能听说过饱和度。

饱和度本质上是受控的谐波失真。制作人和工程师通常会使用磁带机、电子管放大器或失真插件等工具,为音轨添加更多谐波特性。

例如,我有一把纯净的 DI 低音吉他,虽然在摇滚乐中听起来有点乏味无趣。我可能会选择用失真插件来处理它,让它在重击鼓和失真吉他的混音中脱颖而出。

在大多数情况下,我会通过复制低音吉他、将复制的低音吉他高通到 150-200Hz 左右以保持低频干净、使用饱和插件对复制的低音吉他进行失真处理,然后将其与原始的低音吉他声音融合在一起,从而实现并行处理。

808 也是如此。如果它在混音中听起来有点乏味,我会使用饱和插件来增加高次谐波的复杂性,从而使 808 的整体效果更加突出。

这是与均衡器不同的过程,均衡器只能削减和增强已有的谐波,而不能创造新的谐波。让我们来看看在混音中处理谐波最常用的一些工具。

处理谐波的常用工具

EQ

均衡器是你所拥有的最基本的混音工具之一,因为它能让你操控音频信号或音频信号组的频率平衡。例如,使用均衡器,您可以通过增强或衰减频谱上的特定频段来改变现有谐波的振幅,从而使人声听起来更暗、更亮、更温暖或更真实

在流行音乐中,你可能会选择用高架来增强人声中的高次谐波,用低切来衰减低次谐波。

正如我之前提到的,谐波能让我们制作的音乐更有深度。然而,当混音中不同乐器的同一频谱部分的谐波重叠过多时,我们就会失去清晰度。均衡器是平衡多个信号之间频率关系的最佳工具之一,能让我们的混音更加清晰。

压缩

我们通常不认为压缩器是谐波工具,因为它们主要用于控制动态范围。然而,压缩对信号的基频及其谐波有着巨大的影响。

例如,如果在持续的低音吉他信号上使用压缩,就能有效地在较柔和的乐段中呈现出较安静的和声,否则这些和声就会处于衰减状态。

饱和度

到目前为止,饱和度是工程师处理混音中谐波含量最常用的方法,因为饱和度可以用来为信号添加谐波。

例如,你可以使用磁带饱和插件来为音频信号增添色彩和温暖的感觉,使其具有通常与 "模拟声音 "相关的丰富的谐波泛音。另一方面,你也可以用模糊踏板来处理吉他信号,它可以引入奇次和偶次谐波,再配上波形剪切器,使声音更明亮、更有冲击力。

在混音中使用谐波的 5 种方法

让我们从现在所了解的谐波知识出发,看看如何在混音中利用谐波的力量。

1.为数字混音增添模拟温暖感

第一个例子很普通,但在处理需要更多特色的无声混音时,它能帮上大忙。

每当我想到 "温暖 "和 "谐波失真 "这两个词,我就会想到磁带或电子管的饱和度......。

我强烈推荐你使用一些像样的磁带或电子管饱和插件,为你的混音添加微妙的谐波失真,让它们听起来更像模拟音效。磁带饱和度比电子管饱和度更微妙,非常适合为人声或合成器等单个音轨添加温暖感,或为鼓声或完整混音等音轨组添加胶合感。

电子管饱和通常用于想要更硬的饱和音色时,非常适合吉他或人声,因为它可以增加中音的 "厚度"。

我最喜欢的磁带饱和度插件

  • 波浪 J37
  • Slate 虚拟磁带机
  • UAD Ampex ATR-102

我最喜欢的电子管饱和插件

  • PSP VintageWarmer 2
  • UAD 热电偶文化秃鹫
  • 软管技术 CL 1B

2.让声乐更有存在感

使用正确的饱和度风格,可以让人声在混音中脱颖而出。

当然,你也可以通过基本的失真插件(如 Pro Tools 上的 SansAmp PSA-1)来处理人声,但在大多数情况下,你需要的是谐波失真的声音,而不是失真的声音。这时,将失真人声与纯净人声并行混合会很有帮助。

我最喜欢使用的插件之一是Soundtoys Decapitator。我经常用它来使用大驱动旋钮在人声音轨上拨入相对较重的失真,然后使用音调旋钮、滤波器和底部的饱和度样式来调整饱和度的整体音色,然后使用混音旋钮将其拨回,直到我在人声音轨的清晰度和饱和度之间取得完美的平衡。

另一方面,如果你追求的是超高亮度的人声,那么可以使用专注于高次谐波的饱和插件,而不是在均衡器上增强高音。

在这方面,我最喜欢的插件之一是 Waves 的Aphex Vintage Exciter

专业提示:我建议在使用这样的饱和度插件之前,先插入一个去咝声器,这样饱和度插件就能为你带来平衡、真实的音色,而不会突出咝声。

3.管理暂存材料

我偶尔会发现自己处理的音频信号瞬态细节过多。虽然鼓声通常是罪魁祸首,但也可能是任何声音,从听起来过于铿锵有力的木吉他到前端攻击性过强的钢琴。

虽然通常可以通过压缩或瞬态塑形来减弱瞬态素材,但饱和度可以在瞬态保持和软化之间取得绝妙的平衡,在混音中会非常讨人喜欢。

比方说,在你的混音中,有一个小军鼓听起来太有冲击力了。你可以对信号施加微量的饱和度(磁带饱和度通常是我在这种情况下的首选),提高进入插件的小军鼓电平,以缓和瞬态材料。

这是因为饱和引入了一种独特的压缩方式。这通常涉及一种软削波,即进入饱和器的音频信号受到轻微限制,削去信号波形的峰值,提供类似压缩的特性。

4.消除粗糙

饱和度是消除信号刺耳度的最佳工具之一,同时又不影响信号的整体效果。

例如,假设您在一个处理不佳的房间或使用廉价的顶置麦克风录制鼓声。在这两种情况下,你的铙钹可能会听起来非常刺耳。即使是最小量的饱和度,也能在保持钹的清脆清晰度的同时,通过滚去上端音来消除钹的刺耳感。

同样的道理也适用于人声、军鼓、电吉他或混音中任何其他听起来不顺耳的元素。

5.将混合物粘在一起

最后,您可以使用谐波将整个混音粘合在一起,使其听起来更有凝聚力。通常情况下,这是一种非常微妙的方法,因为您不想增加失真,也不想让瞬态过于沉闷而失去混音的冲击力。

我经常会在混音母线上使用磁带饱和度,稍微调低一点,以消除整体混音的刺耳感,使混音具有自然的音乐色彩感。一点点就能起到很大的作用。我建议在混音母线上使用磁带饱和度,并聆听音轨在歌曲最大声处的反应,以确保不会产生失真。

利用自然世界

早在我们设计出控制和操纵谐波的乐器和技术之前,谐波就已经存在于大自然之中。它们是音乐与人类产生强烈共鸣的原因之一。

当然,虽然和声具有普遍性,但我们在音乐中使用和声的方式随着时间的推移和不同文化的影响而发生了巨大的变化,这也是我们的音乐具有如此不可思议的多样性的原因之一。

我希望这篇文章至少为您揭开了一点和声的神秘面纱,因为找到在音乐中使用和声的方法会让您受益匪浅,尤其是当您考虑到您使用的是一种自古以来就存在的工具时。

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