第二部分. 震荡器和波形
那么我们又如何开始构建一个合成器音色呢?难道让俺制造噪音吗。一般的,这需要一些设备,这些设备有真空电子管,晶体管阵列,集成电路芯片或者是软件代码,我们除非是神仙,其实都是用这些东东来构建一定频率的音色的,而实际上,它就是:震荡器(oscillator)。
合成器中的震荡器通常用来创建一定周期的波形。这意味着从震荡器里出来的波形形状是周期性地重复的。周期其实很短的,从一秒的十分之一到千分之一(缩写为milliseconds 或 msec),频率范围是从大约 20 Hertz (缩写为 Hertz, Hz ,为每秒一个周期的意思)到大约20,000 Hertz (20 千赫或kHz),这是人耳所能听到的范围。
这样是不是太简化了。实际上,合成器所使用的波形既大大低于此项,低于这个音频范围,而又能够制造比此高多了的声音(这依赖于设计因素)。
最简单的可能的波形便是正弦波了,一个以一定频率震荡的音色,其它什么都不含有了。不过这有时是很有作用的(如告诉你什么是震荡器!),但是估计你也没兴趣一直来听这个玩意,所有你听到的单一频率的东西我们称其为基频。通常在现实世界中,带有基频(同时其可能以各种方式带有一系列与基频相关的高频)的声音,我们称其为谐波(harmonics)!!!——注意,此处与音乐教科书中的和声有联系但概念不同!
每一个我们所听到的音调都各自具备其不同的谐波结构,谐波结构随时间而改变。一个和小提琴演奏C音的结果肯定是不一样的,因为谐波结构不一样!
当我们观察示波器时 (图示化显示一个波形形状的设备),我们会看到增加谐波到基频上来改变波形形状。谐波越多,音色越有趣和丰满。很自然地,我们希望制作音色的过程中能够产生很多乐趣,这便有很多方法。
有一个方法是使用简单的电路来制造某种波形,这些波形很自然地包含很多的谐波。在模拟合成器上你所看到的波形一般包括三角波,锯齿波,方波或脉冲波,以及噪音(噪音有很多种,但是我们主要感兴趣的还是白噪,其中的平均地表现每个频率)。这些不同的谐波内容,将会是我们的出发点 (当然还有其它一些方式,如采样,加法合成,FM和相位失真等等。不过这些暂时不涉及它们,在以后的文中叙述到)。
上文所述的是一个Reaktor 集合文件(ensemble),
TEST.ENS ,用这个来表达我们的意思。点击其并下载演奏。你会看到两个窗口,在集合文件的面板打开时,一个是集合窗口,带有电平推子。另外一个窗口,WaveChooser,是你通过点击一种或多种类型波形按钮来试听的地方。可以调节电平升高和降低,可以半音程地调整音高。通过P.Width旋钮你还可以调节脉冲波的宽度,在接下来的部分中我们会谈到。
图 1. WaveChooser窗口 ,显示出一个正弦波。
“Audio Scope”是在你制造波形同时聆听并可以看到波形的地方。四个小旋钮用来控制垂直和水平的显示;默认设置比较适宜,但是你有可能需要另外的观察方式。使用[Run]按钮来采样音频并显示。请注意Saw Up 和 Saw Down波形的不同。听起来是否也不同呢?在调节音高和旋钮的时候波形显示都发生了什么样的变化呢?
图2.一些不同的波形:左端为up 和 down 锯齿波,右端为三角波和方波。
看一下刚开始时的多组波形,可以看出它们是如何相互影响,同时听一下声音的感觉。这是许多合成器最基本的功能——混合波形的能力。
现在是否有了点感觉,但是是不是没太大的意思?不要紧张,我们这才刚刚开始,下一张我们将讨论使用滤波器通过控制谐波内容来实时调整波形的话题。