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數位音樂科技(七):聲音的原料和加工 – 下集

作者 官大為(Wiwi)

在本篇文章的上集,我們討論了合成器如何利用基本波型以及濾波器來製造各種「音色」。 (聲音的原料和加工 – 上集

在中集,我們簡單介紹了合成器的「音量」調整機制,觀察了幾種常見樂器的音量變化過程,然後發現了光是讓聲音的音量變化方式不同,就可以讓人有完全不同的感覺。 (聲音的原料和加工 – 中集

而通常我們會使用一個鋼琴鍵盤來控制合成器,所以合成器知道我們彈了哪一個音,也就是說合成器知道我們要什麼「音高」。

所以當一個合成器把「音色」、「音量」和「音高」都搞定之後,接下來還要做什麼呢?

不只有聲波,還有隱藏版聲波

雖然我們先前已經決定好了聲音的音色、音量和音高,但這不表示我們在聲音持續的過程中不能改變它們阿!如果我們讓一個音在持續的過程當中,音高不停的上下抖動會是什麼效果呢?音量忽大忽小的話呢?音色忽亮忽暗的話呢?

在合成器當中,除了前兩篇文章中提到的、用來讓你當作聲音「聽」的聲波之外,其實還有另外一個隱藏版的聲波,這個聲波是「用來改變聲波的聲波」。

LFO = 用來改變聲波的聲波

合成器中隱藏版聲波的名字叫做「LFO」,它是「低頻率震盪器」(Low Frequency Oscillator)的縮寫。它其實就是一般的聲波,也同樣有三角波、方波、鋸齒波等等的基本波型,只是因為頻率太低了,人類沒有辦法直接聽到它,所以我們不把它拿來當作聲音來「聽」,而是拿它來當作改變聲波的工具。

你看到這邊一定很難想像,我們要怎麼用一個聲波來改變另外一個聲波,所以我現在要來實作給你看。假設我有一個很一般的聲音:


然後我再拿一個 LFO 產生的、很低頻率的三角波,但不把它當作一般的聲音播放出來,而是將它輸入到控制音高的模組上面,讓原本聲音的「音高」隨著三角波抖動。


音高稍微上下起伏,就造成了很類似傳統樂器抖音的效果對不對?那如果我把同樣的低頻率三角波,輸入到控制音量的模組上面,讓「音量」隨著三角波抖動呢?

最後,如果我把這個三角波,輸入到控制濾波器的模組上面,讓「音色明暗」隨著三角波抖動呢?

加重劑量

流言終結者*(Mythbusters)節目裡有一句名言:「任何值得做的事情,都值得做得太超過。」同理可證,既然 LFO 可以被使用,那麼它就也可以被過度使用。

回到剛剛那個我們用 LFO 三角波製造的微微抖音,如果我們把 LFO 改變音高的幅度繼續不斷增強,會發生什麼事呢?


瞬間你就得到一個警報器的聲音了。

剛剛提到 LFO 也有各種不同的波型,如果我拿一個上到下的鋸齒波來控制音高,並且把幅度和速度都不斷增強的話呢?

這個應該是雷射槍光波之類的音效吧!

最後再來試試看隨機方波,速度加快的話很像是科幻影集裡面電腦運算的聲音。

來亂彈

我接下來要用合成器的各種音色來隨便即興彈一段音樂,從上一篇文章中的「類木琴」音色開始,到鼓組、貝斯、旋律一個一個樂器疊上去,來示範就算你只用合成器,也可以製作聽起來編制完整的音樂。你聽到的所有聲音都是由合成器用數學算出來的,沒有任何預錄的傳統樂器取樣。

只是皮毛

我們一共花了三篇文章、近四千字的篇幅,來介紹這些「用數學算出聲音」的合成器,卻還是只能夠觸碰到聲音合成這門學問的皮毛而已。合成器產生聲音的可能性實在是太多太多了,我只希望這三篇文章能夠讓你大概知道合成器是什麼東西,希望也有讓你有足夠的興趣去想要去進一步研究它。

最後再複習一次,合成器的基本運作原理是利用「基本波型」當作原料,送到「濾波器」改變音色,再送到「擴大器」改變音量,在聲音發出的時候,我們還可以手動或利用「LFO」來自動改變音高、音量和音色。當然其中還有很多我沒有詳細解說的細節,但是那就要留給你繼續去探索了。

延伸閱讀

想看看達人們是如何玩弄合成器的嗎?看看這個影片吧,聽不懂日文也沒有關係,音樂是無國界的阿:

更有興趣的人們,可以來看看這個,長達三個小時的合成器原理介紹:

*: 流言終結者是 Discovery 頻道的一個科學節目,針對各種廣為流傳的謠言和都會傳奇進行實驗。 http://www.discovery.com/tv-shows/mythbusters

(Wiwi)

轉載自MUZiK ONLiNE 名家隨筆

關於作者

Muzik Online

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