大觉者电脑音乐教程『第八课』──音源、合成器与采样器
“若言琴上有琴声,放在匣中何不鸣?若言声在指头上,何不与君指上听?”
东坡这首诗写得实在是太妙了,让我们不禁想到,电脑音乐中那绚丽多彩、千变万化的音色,究竟是从哪里来的?是从琴上发出来的呢?还是从电脑里发出来的呢?这节课我们就来讲讲,电脑音乐里的各种音色,到底是怎么来的。
说到这里,让我们还是从合成器说起。先回忆一下前面讲过的,在前面的内容中,我们已经讲过了合成器的诞生和原理。还讲过了傅立叶定理,还记得么?任何一个复杂的声音波形,都可以分解为多个简单的正弦波的迭加。也就是利用这个原理,机器可以用振荡器产生出简单的波形,然后再用它们来合成出各种复杂的波形来。
我们已经知道了,正弦波是最纯的波。而正弦波通过加入不同成分的谐波分量,就可以得到另外三种类型的波:三角波(triangle)、方波(square)和锯齿波(sawtooth)。
三种加入谐波分量的波形
三角波和正弦波最相似,不过它已经不“纯”了,已经带有了谐波。方波则更多。而锯齿波则包括了所有的谐波。我们常听到铜管的低音区,就包含这种成分。另外还有一种成分就是噪音。这些成分,就是构成更复杂的波形的“原料”。
当然,还有很多其他的方法来调制波形,还记得上次我们把那个钢琴声的音头去掉后,它就根本不再是钢琴的声音了么?呵呵如果再给它加个滤波器呢,恐怕谁也听不出它是钢琴了,它就完全变成另外一种声音。
其实,声音的合成方法有很多种。比如线性/算术(L/A)、物理建模、VAST、Z平面、还有什么RS-PCM等等,方法各不相同,但说白了,它们都是凭空“造”出声音来。就拿物理建模来说吧,顾名思义它就是用程序模拟出那个发音物体的构造和结构。但是,我们知道,一把几百元普通小提琴和一把价值连城的斯特拉德瓦里小提琴,它们的物理构造几乎是一样的,但是,声音却根本无法相提并论。所以,凭空制造音色来模仿传统的乐器,并不是合成器的强项。而制造那些自然界中没有的声音,是合成器的看家本领。
关于声音合成方面的知识,我们就先不多说了。做为一个音乐人,了解声音合成的基本常识,是必需的。你说“我是玩MIDI的”,人家问你一句:三角波和锯齿波有啥不一样?它们是干嘛用的?你回答说不知道?打开一个软件,你只会用现成的音色,连调调音色都不会,也有点说不过去吧……但是,这毕竟不是我们学习的重点。而仅仅是必须要了解的一些知识。要知道,现成的音色成千上万,随你任意使用,等你自己花了四五个小时,自己合成出一个挺好听的音色的时候,人家别人一首歌都做完了!然后你又发现,刚才自己做的那个音色,某某合成器里早就有了,比你那个还好听!你岂不是要气死?!哈哈哈……
想更多了解声音合成方面的知识吗?点击这里查看。
我们现在所说的“合成器”,分为两种。一种是纯粹的模拟合成器,也就是使用模拟电路来产生声音的合成器。它的原理和最早期的合成器是一样的。需要靠连线等手段自己调制音色。模拟合成器对于很多音乐人都有着强烈的吸引力,甚至很多音乐人为拥有一台模拟合成器而自豪。因此至今各种各样的模拟合成器依然层出不穷、魅力不减。
Buchla的 200e模拟合成器
另一种合成器,则是数字化合成器,也就是我们最常见的这种合成器了。它是使用自己的CPU以及DSP芯片来运算的。其音色都固化在它自带的芯片里。我们平常最常见到的“合成器”,就是这种琴。
数字式的合成器功能十分强大,它往往还自带音序器,也就是本身就可以进行音乐制作,甚至带有刻录机,直接就可以制作出成品。所以也被称作“音乐工作站”。
下面是几款音乐工作室里常用的合成器。
YAMAHA“魔笛”合成器
KORG Triton Extreme
Roland Fantom-X8
看到这里初学的朋友也许会问,合成器和电子琴样子很像,它们到底有什么区别?呵呵,其实,即使是最低档的玩具电子琴,它里边的发音部件其实也就是一个“合成器”了。但是,在电脑音乐中所说的合成器,都是可以对音色进行编辑的琴。由于市场定位不同,电子琴一般都是为演出、练习、教育等用途设计的,并不带有音色编辑功能。其实,现在的一些高档的电子琴,实际上音色远远比一些老爷合成器要牛比得多!
至于自动伴奏的功能,大多数的合成器也不具备,但有专门的一类合成器,它们比较特殊,这就是编曲键盘。它们对音色的编辑、调节等并不是强项,但却具有强大的自动伴奏功能。多用在演出现场,当然在音乐制作中也是很好的帮手。以下是一些常见的编曲键盘。
YAMAHA PSR3000
KORG PA80
带有中国民乐音色的Roland GW-7
我们知道,合成器都带有一个键盘。而在MIDI技术出现后,由于各种电子乐器都可以通过MIDI接口互连,所以合成器就没有必要都带键盘了。比如,你的工作室里已经有了一台合成器,但由于音色不够用,又买了一台,这样工作室里就有两个键盘了。哈哈,我们确实经常见到,有的工作室满屋里都是琴,看上去确实是非常牛比!其实呢,这是一种金钱和室内空间的浪费。因为其实谁也不可能做音乐的时候同时弹好几个键盘。
所以,就有了根本不带键盘的合成器,这也就是我们所说的“音源”。其实所谓“音源”与合成器的区别仅仅是它不带键盘。因为去掉了键盘,成本也降低了,体积也缩小了。这样,我们可以用一个MIDI键盘和电脑软件来同时控制多个音源,得到更多的音色,并大大节省了室内空间。当然了,音源看上去并不如一堆琴更牛气,但其实是一样的。
“魔笛”音源
Roland XV-5080音源
音源与合成器里的音色,一般都有其配套的音色表文件。在电脑软件中,只要加载音色表文件,就可以非常简单地直接在软件中调用音源里的音色使用。当然,这个具体我们以后还会讲到的。
XV-5080音源在Nuendo里的音色表
音源能够同时奏响的发音数,叫做复音数。现在好一些的音源都可以达到128个复音数甚至更多。过去的不少合成器、音源复音数比较少,比如只有64复音,这样的音源如果用来制作大型的音乐,同时有超过64个音符发音的时候你就会傻眼呵呵。
合成器既是音源又具备键盘,所以用一台合成器来做键盘是很好的选择。如果已经有了合成器,再添加的话,音源则是比较经济实惠的选择。当然,很多人喜欢放多个琴来摆酷,那另当别论哈哈哈。
音源与合成器中都至少有一套打击乐音色,一般有多套打击乐音色。但还有一类专门的打击乐音源,这就是鼓源。鼓源里只有打击音色,是专门用来做鼓的。有的鼓源上安装了几个可以用普通爵士鼓槌敲击的打击感应板,这种鼓源也叫做鼓机,主要用于演出现场。
Alesis DM5鼓源
音源与合成器的音色是固定的,一个琴里,就那些音色。当然,可以自己调音色,也可以通过扩展插槽来扩充音色,但音色扩充卡的价格很高。如果把扩充卡换成廉价的光盘,随时更新,那多方便!采样器正是根据这个原理制造的。
说到采样器,我想起在我很小的时候,我曾经很天真地问大人:电子琴里的小号,是不是真要找个吹小号的一个音一个音的吹,然后录进去的啊?回答:当然不是了,那是电子的,是假的啊!呵呵,但是在今天,如果再有个孩子问我这个问题,我会告诉他??是的,确实是找个吹小号的,一个音一个音的录进去的!哈哈。
举个最简单的例子,找一台上好的钢琴,放在环境很好的剧院舞台上。然后依次弹下钢琴的每一个键,用一台机器,将每一个键都录一个声音样本。然后,接上MIDI键盘,你弹下MIDI键盘的哪一个键,这台机器就同时播放出那个键的声音样本。那么这样,你也就等于是在间接地弹那台真钢琴。而且发出的声音也根本没有什么“象”或者是“不象”的说法了,因为它本来就是真实的钢琴录音。
上面说的这台机器,就是采样器。可以说采样器就是一种音源,不同的是,它的音色是无限的。它装有一个光驱,用户只需要购买音色光盘,就可以得到源源不断的音色,而且光盘的价格比扩充卡便宜多了。当然,用户也可以使用采样器自己进行采样,即自己采集、录制各种真实乐器或自然音响等并将其制作成音色。因此,采样器的声音真实程度是最高的。现在不少高档的合成器和音源也都有采样功能,比如Roland XV-5080。
AKAI S6000采样器
其实,现在的数字化合成器、音源中的很多传统音色,都不再是用合成的方法来制作的了,而几乎都是通过采样的方式来制作。一些高档电子琴的音色也都是用采样方式制作的。当然,这些采样一般还要经过压缩等处理。
讲到这里,我们对于音源、合成器和采样器应该有了一个了解。但是,只是了解到一半。
读者:要么就了解,要么就没了解,怎么叫了解到一半?!
哈,因为就是讲了一半嘛!你没听说过“犹抱琵琶半遮面”嘛!……HOHO
其实,可能有的朋友知道的,上面讲的都是看得见、摸的着的硬件,而还有一类音源,它们是无形的,你只能在电脑的屏幕上看到它,是的,这就是软音源。
说到软音源,很多刚开始接触电脑音乐,却对电脑很熟悉的读者可能马上就想到了软波表。其实,波表仅仅是一种合成方法,波表也很牛比的,比如HyperSonic2,那可根本不比老的硬音源差呢!具体的软件我们以后会讲。其实,只要你安装了Windows XP,你的电脑里就已经有了一个软音源,那就是微软自带的软波表。
微软波表合成器
当然,这个东西的音质可根本不能和刚才说过的那些合成器相提并论,仅仅是用来播放一些网页上叮叮当当的MIDI声音的。我们现在玩电脑音乐的所用的软音源,都是动辄几G甚至十几G、几十G的巨大软件,它们的音质也都相当的牛比。
早期的软波表VSC-88、S-YXG50等,可能很多人都比较熟悉。当时不少人的电脑上都装了这玩意。后来,在DirectSound技术出现以后,美国SeerSystem公司推出了Reality,这可以说是开创了软音源的一个新纪元。这种软采样器可以不依靠创新声卡而读取SF格式的音色。确实让人激动了一番。要知道那时候的一块创新Live声卡是啥价钱!当时,我隔壁琴房的师妹买了一块SB Live,加载上创新的SF音色,馋得我口水直流!
不过,那时的软音源音质除了音质差,根本不能和硬件抗衡之外,还有一个致命弱点,就是不能实时响应。也就是当按下琴键后,要等上差不多半秒甚至一秒钟时间才能听到声音,这是让人无法忍受的!基于DirectSound技术的Reality比起原来的波表要好很多,但也依然没有彻底解决声音延迟的问题。延迟依然存在。所以,相当长的一段时间,软音源只能用于播放,而无法演奏和录音。
真正解决了延迟问题的,是ASIO。我们以前也曾多次提到ASIO。它是什么?
ASIO,是英文Audio Stream Input Output的缩写,中文释义为“音频流输入输出”。它是著名音乐制作软件Cubase 的开发者Steinberg公司提出的标准规范。
ASIO标志
ASIO完全摆脱了Windows操作系统对硬件的集中控制,它能实现在音频处理软件与硬件之间进行多通道传输的同时,将系统对音频流的响应时间降至最短。支持ASIO驱动的声卡,对音频流的响应时间可以降低到十几毫秒甚至惊人的几毫秒以内。这已经完全满足了“实时”的要求。要知道,你按下琴键后10毫秒声音才响,人耳是根本听不出来的。
也就是因为有了ASIO,各种软音源如同雨后春笋般层出不穷。而且现在的软音源都是以插件的形式出现的。所谓“插件”,就是依靠宿主软件来运行的程序。插件就象宿主的一部分,使用起来非常方便,而且根本不用内录,可以直接通过算法直接和音频轨进行缩混,没有任何音质的损耗。比如象Hypersonic2这个软音源,它拥有1800个预置音色 ,1024个复音数,音色容量为1.7GB,其音质和性能已经丝毫不亚于一些硬件合成器了。
Hypersonic2
有很多人现在还是在讨论软音源和硬音源究竟谁音质好。我可以很负责任地告诉大家,这个问题没有意义。因为它们的长处不同。如果是玩起庞大的采样文件,硬件根本玩不过软件。目前,软音源和软效果器的性能已经相当强大,现在的一个插件动辄就是1G以上,采样的软音源就更加大,有的仅一套钢琴就达到18个G的容量,这样的采样,音质也是传统硬音源、合成器以及传统硬采样器所望尘莫及的!
但要玩起合成音色,软件的音色质感也肯定不如真实的硬件。总的来说,软件的优势是显而易见的:它不需要录制,直接可以通过运算导出音频,音质没有任何损耗。有人说,软的便宜啊,不用花钱。哈,是啊,用盗版的软件当然不用花钱嘿嘿,但如果要是用正版,软件也根本没有什么价格优势,它比硬件还贵。一个软音源动辄就是几千元,上万元一个的软音源也很多呢。
而且,运行庞大的软件音源,势必需要强大的电脑配置,而硬音源则不需要。拥有硬音源,可以节省大量的电脑资源。不信?你用硬音源,无论用多少音色,电脑都根本不会累呵呵,因为它和电脑资源没任何关系。而跑上几个若干G大小的软音源,你的电脑就已经气喘吁吁了!哈。只要资金允许,拥有硬音源还是很需要的。况且很多硬件合成器、音源里的合成音色相当的好,软件里也根本很难找不到这样有质感的音色。
关于软音源插件的更多方面,因为我已经在《走进插件的时代》一文中详细介绍过,大家可以去看,这里就不再继续赘述了。否则写来写去还是那些话。另外,关于插件的具体安装、使用,我们在以后讲到制作音乐的时候,还会涉及到。
软采样器也是一样,它其实就是用电脑的CPU来代替了它自己的运算芯片,用电脑的光驱代替了自己的光驱。可以说在采样器方面,软件已经彻底取代了传统硬件。目前最著名的采样软件就是GigaStudo和KONTAKT了。
关于KONTAKT,我也在《强大的采样器??KONTAKT使用详解》一文中详细讲过,当然,有些内容可能初学的朋友还一时难以看懂,不过不要紧,在以后的内容中,关于GIGA以及KONTAKT的使用我们还会遇到。
这节课就讲这些了,我们知道,音源是电脑音乐的声音来源,在音乐制作中是非常重要的设备,没有音源,也就没有我们的音乐。无论是软音源,还是传统的音源、合成器,其品牌种类都相当多,MIDIFAN网站的硬件、软件两大栏目中,收集了大量的硬软音源、合成器,大家可以多逛逛,多了解现在究竟都是有哪些设备。
也许你会发现,现在的各种软件简直让你看得头晕,因为实在是太多了!我知道,有很多初学的朋友喜欢搜集音色,这是好事情,也似乎是必经的阶段,我也疯狂搜集过音色。但是,我向大家坦白,我的拥有的音色至今用上的,大约连5%也不到。就连我的硬音源、硬合成器里的音色,我真用过的,大约也只有10%。前辈们当时用一个Cakewalk和一两个硬音源就能做出很好的音乐,但现在,有的初学者下载了一堆上百G的音色和插件,音乐却照样做不好。记住:音源并不是音乐。
就说这么多啦。下一讲再见!
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我是退休音乐爱好者,请教大师;我的电脑和声卡都是按个人工作室的要求配置的,我想再买一台雅马哈KB280民族音色的电子琴代替MIDI键盘可以吗?还需要买中音公司民族音色采样坦克软件吗?
还有什么好办法?
您好!
大觉者先生!
在音乐的路上,我"昏睡"了将近15年了.那时我在深圳用QS300和乐队的哥们玩过"MIDI"谁知道鬼使神差后来去搞什么影视"艺术发展".结果成了"音乐叛徒"那时其实很想买台电脑继续做下去.可企业老总整天带着我满天飞.人前人后自觉风光无限啊
前两年回到老家,想重抄旧业.但电脑日新月异,这方面的知识有限啊!一直到昨天一个正直的M友对我说,你没事做何不去浏览大觉者的文章,肯定你会爱上他.他应该算是通晓MIDI的先知了.
于是昨晚我一口气拜读了您的1至15课[教程].我深深地为你的先知般的人格力量所征服.这样说吧:我一位在上音读音乐博士的老哥们曾经对我说:学MIDI不是简单的事情.要付出很多.关键是没有比较规范的教材,有的都是英文的,你......
所以,我以40岁的半大老人向您说出了我的心里话,决定"跟着大觉走".今天就算拜您为师了!不论你在哪里,我终将寻机会去当面感谢您!我并不是为了通过MIDI找出路,完全是因为对音乐的赎罪吧,对你的崇拜.我也希望更多的高手能向您一样,除了大智慧,还有大家风范.
我家住在原始风景佛教名山"梵净山"下.有空来坐坐吧老师.我全家将老幼相迎,热情款待.
rensheng1994@163.com
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大觉者先生!
在音乐的路上,我"昏睡"了将近15年了.那时我在深圳用QS300和乐队的哥们玩过"MIDI"谁知道鬼使神差后来去搞什么影视"艺术发展".结果成了"音乐叛徒"那时其实很想买台电脑继续做下去.可企业老总整天带着我满天飞.人前人后自觉风光无限啊
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合并人家文章
大觉老师:
您好。向您请教问题,请尽快回复。谢谢!
我在用GIGA录制Cakewalk单轨音频文件时,出现了不能用Cakewalk放音控制GIGA录音的问题,(Cakewalk的MIDI OUT的关联选择已经选定了),现在我重装了电脑系统,工具软件也只装了GIGA和Cakewalk,还是老样子,请您指教。