加法合成（Additive synthesis）通常较少为人所熟知——尤其是与声音合成领域中更为人熟知的“表亲”减法合成和 FM 合成相比。但如果运用得当，它会成为打造大胆、精雕细琢音色的强大工具，呈现其他合成方式难以做到的质感。那么，究竟什么是加法合成？它的工作原理又是怎样的？
在这篇文章中，我们将探讨加法合成背后的理论与技术，了解它的历史以及在现代音乐制作中的应用。随后，我们还会介绍加法合成的一些简单用法，展示如何使用 Native Instruments 的加法合成器 RAZOR，只需几个简单的步骤即可打造出抓人耳目的声音。
跳转至以下章节：
使用 RAZOR 跟随本教程一起实操。
什么是加法合成？
要理解加法合成，我们不妨将它与更为知名的同类技术——减法合成进行对比。减法合成器首先生成一个丰富饱满的波形，例如方波或锯齿波。接着利用包络、滤波器等工具对声音进行塑造，减去我们不需要的部分。
而加法合成的工作方向恰恰相反。它不是从一个复杂的声音入手去雕琢削减，而是从零开始构建声音，一次添加一个谐波。
理解谐波与泛音
要理解它的运作原理，我们需要掌握谐波（Harmonics）的概念。任何复杂的波形都可以分解为一叠具有不同频率和振幅（音量）的正弦波。
一个谐波波形（如方波或锯齿波）包含一个处于“基频”（Fundamental frequency）的正弦波：这是声音中最低的频率，也是我们听到的音高所在。它也被称为第一谐波（基波）。
在其之上，是一系列处于该初始频率整数倍的其他正弦波（即谐波/泛音）。例如：一个 100 Hz 的锯齿波会包含一个 100 Hz 的基频，然后依次叠加 200 Hz、300 Hz、400 Hz 等更高频率的正弦波（谐波），随着序数上升，音量逐渐递减。
声音中存在哪些高次谐波、它们的响度如何，决定了该声音的音色与特质。以方波为例，它只包含第一谐波奇数倍的谐波：也就是 300 Hz、500 Hz 等。
加法合成的工作原理
加法合成正是利用了这一原理，通过控制构成声音的各个谐波的频率和振幅（音量），从而从零开始构建声音。
当然，要制作方波或锯齿波，这种方法未免有些大费周章：为此我们完全可以直接使用顺手的减法合成器。但是，通过深入底层单独控制声音中的每个谐波，我们能够突破这些熟悉的传统音色——创造出其他合成形式难以企及的声音。
通过随时间调整声音各谐波的相对振幅，并引入非谐波分音（失谐分音），我们能够精准雕琢出丰富且不同寻常的独特音色。
加法合成的历史
加法合成也许不像减法或 FM 合成那样被广泛使用，但其底层原理在整个乐器制造史上早已源远流长。
仔细想想，教堂的管风琴其实就是一种加法合成器。不同音管组对应不同的谐波：通过拉出音栓（stops），风琴师可以将这些谐波组合起来，创造出不同音色的声音。随着机电式风琴（例如 Hammond 风琴）的出现，这种方法被带入了电子时代。在 Hammond 上，每个拉杆（drawbar）对应一个不同的谐波。单独聆听时，单个 Hammond 振荡器会发出纯净、几乎近似正弦波的声音；而当与其他振荡器结合时，声音就会变得丰富、饱满且具备极强的可塑性。
当然，Hammond 振荡器产生的音调在数学上并非纯正弦波，而且风琴对这些振荡器的控制也相当有限。真正的加法合成需要数十甚至数百个振荡器，且每个振荡器都需要独立的包络控制——这在模拟时代几乎是不切实际的。
随着平价数字合成器的出现，像 Kawai K5（拥有 63 个振荡器）这样的设备将加法合成带向了大众。不过，相对有限的振荡器数量和控制能力使得其声音略显单薄干涩（不可否认，这在今天也有一种复古魅力）。
软件时代的加法合成
加法合成在现代迎来了蓬勃发展。这归功于一个简单的事实：振荡器数量越多、控制越精细，加法合成器的表现力就越强。在软件环境中，唯一的限制就是笔记本电脑的 CPU 性能，其创作潜力因此成倍扩展。
NI 推出了两款加法软件合成器：在 KOMPLETE START 中可免费获取的 LAZER BASS，以及 RAZOR——它自 2011 年推出以来对音乐制作产生了深远的影响。RAZOR 由 Erik Wiegand（即 Errorsmith）设计，可同时运行多达 320 个独立振荡器，其直观的界面让你只需轻旋旋钮即可对每个振荡器进行复杂的精细调整。
除了这些“经典”加法特性之外，Wiegand 还将加法引擎带入了全新领域：利用 RAZOR 的振荡器来模拟滤波器、混响效果等硬件特性。最终呈现出独特且极其精准的声音，为声音设计和音乐制作带来了无限可能。
如何使用加法合成
了解了加法合成的工作原理之后，该如何在实践中使用它？凭借其独特的合成方式，加法合成器在某些特定场景下尤为擅长。下面以 RAZOR 为例，为你提供一些让合成器大放异彩的创作灵感。
钟声类音色
对声音中非谐波分音的精确控制，使得加法合成非常适合制作失谐音色（例如钟声）。RAZOR 让失谐处理变得轻而易举：在它的“dissonance effects”（不协和效果）板块中，你可以找到一系列丰富效果，用来制作摇摆、失谐的独特声音。
只需简单几步，就能调校出清晰干脆的钟声音色：
- 首先设置单个振荡器，设定较短的 attack（起始时间）、无 sustain（保持），以及偏长的 decay（衰减）和 release（释放时间）。
- 然后调用一个不协和效果：这里我们选择“stiff string”。调高 amount（量值）会使各分音偏离与基频的谐波对齐关系，根据需要创造出丰富的不协和感。
- 引入第二个不同波形的振荡器并提高 ratio（比率），以营造更为厚实的失谐质感。将该振荡器的振幅设置为受第二个包络控制，赋予钟声更紧凑干脆的击弦感。
- 最后，在“stereo effects”（立体声效果）板块添加一些混响。（顺便提一句：这其实并不是通常意义上的混响。RAZOR 的混响完全由加法引擎合成，因此具备独一无二的音色与动态表现。）
钟声音色的试听效果如下：
天马行空的声音设计
加法合成的失谐特性不仅能带来细腻的风味，还能派上更大的用场。
通过同时扭曲和调制数百个振荡器，我们可以打造令人惊叹的声音设计瞬间，其精度与声音清晰度是其他方式难以匹敌的。
以下是在 RAZOR 中制作蜂鸣般“飞船着陆”效果的方法：
- 从一个简单的波形开始，基础的锯齿波即可。
- 应用一个不协和效果。这次我们使用“frequency shift”（移频），它将声音中所有分音的频率移动相同的数值。这样可以创造出与常规移调算法截然不同的滑音效果（而且不会出现极端移调时常见的保真度损失）。
- 最后，增添动态。将一个具有极慢 attack 的包络分配给移频的“amount”（量值）以及低通滤波器的截止频率（cutoff），营造出一种缓慢滑移并最终稳定落入所演奏音符的效果。
最终呈现的声音效果如下：
不同寻常的 Pad 音色
加法合成使我们能够随时间掌控声音的组成部分，因此它是打造丰富且不断演变的 Pad 音色的得力工具。在这里，我们可以利用 RAZOR 一个颇为独特的功能：模拟水波涟漪动态的水床滤波器（waterbed filter）。请记住：这其实不是真正的滤波器，而是 RAZOR 的数百个振荡器通过改变振幅来模拟滤波器的行为，从而带来非同寻常的效果。
以下是如何制作带有奇妙涟漪波动质感的 Pad 音色：
-
- 从所选波形开始：同样，锯齿波即可。
- 在第二个滤波器板块中，选择“waterbed filter”。
- 将滤波器的“level”控制连接到一个慢速 LFO，并在演奏时手动调整“freq”控制，以创造出不规则的涟漪效果。
- 最后，在“stereo effects”板块增添一点合唱（chorus）效果，让音色更为丰满。
Pad 音色的试听效果如下：
开启你的加法合成之旅
在本教程中，我们了解了加法合成：它的定义、发展历程以及在现代制作中的应用。立即下载 RAZOR，开启你的加法合成器之旅，分分钟创作出令人惊喜的声音。
