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什么是波表合成?

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what is wavetable synthesis

波表合成(Wavetable synthesis)是电子音乐制作中的“全能选手”。它没有单一且极易辨识的标志性音色,这意味着它未曾像 FM 合成 那样以金属般明亮质感著称,也不像模拟减法合成那样拥有温暖黏滞的质感。但数十年来,其多功能性与强大实力使其成为广受青睐的合成方式;而在软件时代,它的应用更是比以往任何时候都更加广泛。

但究竟什么是波表合成?它的工作原理又是怎样的?在本文中,我们将深入了解波表合成的运作机制,并回顾其发展历程。随后,我们将向你展示如何在音乐制作中运用波表合成,探讨如何使用 Native Instruments 的波表合成器 MASSIVE X 打造震撼的 Bass、Lead 和 Pad 音色。

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什么是波表合成?

波表合成器的魅力始于其振荡器(Oscillator)。通过与大家更熟知的 减法合成 进行对比,我们可以更好地理解这种魅力。减法合成器中的振荡器通常允许你从几种谐波丰富但数学结构简单的波形中进行选择,例如锯齿波和方波。这是因为在模拟时代,利用电子元件构建的电路很容易产生这些波形。

减法合成
减法合成过程

与此相对,波表合成则是数字革命的产物。它不局限于这组固定的波形,而是重现数字录制的波形。波表合成器通常具备多种多样的波形——其中一些甚至非常奇特——这意味着它们能提供比经典减法合成器更宽广的声音范围。有些合成器甚至允许你导入或创建自己的波形。最关键的是,波表合成允许用户在存储于“波表”中的不同波形之间进行渐变融合(Morph),从而创造出其他合成方式无法实现的奇特且动态变化的音色。

听到这里可能依然感觉有些抽象。为了更好地理解波表合成的强大与全能,让我们来深入探讨一些细节。

了解基于采样的合成

波表合成器的振荡器工作原理是重现数字录制的波形——换言之,波形被转化为一串数字,对应于连续时刻波形的振幅。振荡器通过反复读取这组数值来重现录制的波形。读取这些数值的速度决定了音符的音高。例如,如果它每秒重复波形 440 次,我们就会听到频率为 440 Hz 的音符:A 音。

录制的波形可以是任何我们能通过数字方式捕获(或生成)的声音。我们可以录制经典模拟合成器的一个小片段,或是某种原声乐器;甚至可以录下一声鸟鸣或一阵风声。

这不就是 采样 吗?并不完全是。采样器通常会重现较长的声音片段——可能持续数秒,且在其持续时间内包含许多不同的波形。相比之下,波表合成器捕获的是波形的单个周期(Single cycle),并将其作为发声的基础进行重放。这被称为基于采样的合成。

更进一步:波表(Wavetable)

基于采样的合成能够捕获并重现极其丰富的声音。但它也有局限性:由于每次演奏音符时都只是重现相同的采样波形,基于采样的合成器听起来可能会显得有些僵硬和缺乏生机。

这正是波表合成的用武之地。波表合成器提供给用户的不仅是一次一个波形,而是一组或一个包含不同波形的“表格”(Table)。利用数字插值,可以在表格中的不同波形形状之间进行平滑过渡,使我们能够创造出流转演变的动态声音,赋予声音基础采样合成器所不具备的灵动生命力。

这一特性是波表合成的关键所在。大多数波表合成器都会突出这一功能,让用户在演奏时可以通过手动控制,或者使用 LFO、包络 以及其他调制源在波表中穿梭,从而对声音进行“渐变融合”。除了供用户选择的丰富波表库之外,往往正是这些调制选项赋予了一款波表合成器独特的个性。

波表合成的历史

20 世纪 80 年代初,得益于 PPG 创始人 Wolfgang Palm 的探索,波表合成正式推向市场。1981 年发布的 PPG Wave 问世之际,正值数字合成撼动模拟秩序的时代。不过,与 DX7 这类纯数字 FM 合成器不同,Wave 将其新颖的数字合成引擎与模拟滤波器相结合,兼具数字的前沿突破感与模拟的颗粒质感。Wave 在当时的合成器流行乐(Synth-pop)中被广泛使用,至今仍是一款备受推崇的殿堂级乐器。

PPG wave
PPG Wave 合成器

在 80 年代和 90 年代,一系列合成器对波表合成技术进行了迭代升级,其中包括 Sequential Circuits 虽昙花一现却意义深远的 Prophet VS(1986 年)以及 Korg Wavestation(1990 年)。由 PPG 的德国分销商于 1993 年创立的 Waldorf Music,成为了最知名的硬件波表合成器制造商。如今,硬件设备依然深受现代制作人的青睐,Waldorf 价格亲民的 Blofeld 就走进了许多家庭工作室。然而,软件革命的到来,更为波表合成注入了强劲的第二春。

当今的波表合成

波表合成堪称过去 15 年来应用最广泛的合成方式,这很大程度上归功于一款标志性的合成器:MASSIVE。MASSIVE 由 Native Instruments 于 2007 年推出,随后定义了多种舞曲流派的声音风格,为 Dubstep、Drum & Bass 以及美式 EDM 提供了经典的 Wobbly Bass 和极具震撼力的体育场级 Lead 音色。

不过,MASSIVE 的能力远不止于 Big-Room 风格。秉承波表合成的真正精髓,其全能性正是其力量所在;丰富的音色选择与灵活的调制系统,使其成为无数制作人的首选软音源插件(VST)。整整一代软合成器厂商纷纷效仿,使波表合成成为软件领域最普及的合成方式之一。2019 年,MASSIVE 的正统续作 MASSIVE X 问世,凭借一系列全新功能和强劲的调制系统,将波表合成带入了全新现代时代。

制作属于你自己的波表音色

波表合成并没有某种单一固定的“标志性”声音,而这正是其强大之处。丰富的潜在波形选择,加上在波形之间平滑渐变的可能性,使其成为一种格外全能的合成方式。

不过,你可以掌握一些技巧和思路,从而从波表合成器中发掘最佳效果。为了学习这些技巧,让我们来看看如何使用 Native Instruments 的 MASSIVE X 制作出色的 Bass、Lead 和 Pad 音色。掌握了这些基础知识后,你很快就能随心所欲地调制属于自己的预设音色。

Wobbly Bass

调制一个波表预设通常始于波表本身。首先,让我们为 Oscillator 1(振荡器 1)选择一个波表。挑一个声音厚实且带点撕裂感的音色——例如“Monster”分类下的“Bitrian”。

在 Massive X 中制作 Wobbly Bass
在 MASSIVE X 中制作 Wobbly Bass

接下来,让我们为声音增添一些音色变化。

  1. 将“L4”旁边的箭头图标拖动到振荡器波表下方的调制槽中,把 LFO 4 分配给该振荡器的波表位置(wavetable position)。
  2. 在调制槽上向上拖动以增加调制量。
  3. 将 LFO 速率降低至 1 Hz 以下,营造出缓慢流动的变化质感。

现在我们来加厚 Bass。调高 Oscillator 2 的振幅(amplitude),并保留其默认波表以获得干净的正弦波声音。

接下来,让我们利用滤波器创造 Wobble 颤音效果。

  1. 调低低通滤波器的频率(frequency),直至声音完全被静音。
  2. 然后将 LFO 5 分配到滤波器的截止频率(cutoff frequency),并调高调制量,直到听到“Wobble”晃动效果。
  3. 将 LFO 类型从“Free”改为“Osc”,使其在演奏不同音符时改变速率。将其速率设置在大约 50% 左右。

为了让声音更丰满厚实,我们来到 Voice 部分。开启同音(Unison),将复音数增加到 6,并稍微调大 Spread(立体声扩展),营造出层次丰富的饱满声音。

最后,在 FX 部分添加一些失真效果,赋予声音更多咬合力。这就是 Wobbly Bass 的最终试听效果:

极具冲击力的 Lead

在调整振荡器之前,我们先为声音设置一个合适的包络。在 Envelope 1(振幅包络)上,调低 Sustain(保持时间),并增加 Decay(衰减时间)和 Release(释音时间)。

在 Massive X 中制作极具冲击力的 Lead
在 MASSIVE X 中制作极具冲击力的 Lead

在调整振荡器之前,我们先为声音设置一个合适的包络。在 Envelope 1(振幅包络)上,调低 Sustain,并增加 Decay 和 Release。

我们可以使用同一个包络来为声音赋予音色变化。

  1. 将 Envelope 1 分配到 Oscillator 1 的波表位置,使声音在演奏音符时产生渐变。在选中默认波表的情况下,声音将在正弦波、三角波、锯齿波和方波之间进行渐变融合。
  2. 调整调制量和波表位置,找到你喜欢的音色。

现在让我们用第二个振荡器来加厚声音。

  1. 这次选择一个更有个性的波表:比如“Additive + FM”分类下的“Drift Organ A”。
  2. 用 LFO 4 调制该振荡器的波表位置。调高调制量会营造出美妙的颤音(Vibrato)效果。

最后,在 FX 部分添加一些合唱(Chorus)和延迟(Delay)效果,为声音赋予空间深度感。

空灵飘渺的 Pad

为了制作这款 Pad 音色,我们将两个声音层次丰富的波表与不同的包络进行叠加,从而打造出复杂且不断流转演变的声音。

在 Massive X 中制作空灵飘渺的 Pad
在 MASSIVE X 中制作空灵飘渺的 Pad

为了制作这款 Pad 音色,我们将两个声音层次丰富的波表与不同的包络进行叠加,从而打造出复杂且不断流转演变的声音。

首先,使用 Oscillator 1 制作一个缓慢演变的 Pad 声音。

  1. 选择一个声音丰富的波表——这里我们选择了“Simp Drift”。
  2. 将 LFO 1 分配给波表位置进行缓慢调制。
  3. 为了创造出渐入缓慢的 Pad 音色,为 Envelope 1 设置非常慢的 Attack(起音时间)以及较长的 Decay/Release。

现在引入 Oscillator 2。

  1. 波表“Grassmayer Bell”为我们的声音增添了空灵且非谐波(Inharmonic)的质感。
  2. 为了赋予该振荡器不同的动态轮廓,将 Envelope 2 分配给振荡器振幅,并设置较短的 Attack 和 Decay。

通过降低低通滤波器的截止频率(Cutoff frequency),使声音更加柔和温润。

最后,在 FX 部分添加一些混响(Reverb)和立体声扩展效果,为声音带来空间深度感。这就是空灵飘渺的 Pad 的试听效果:

开启你的波表之旅

在本篇教程中,我们了解了波表合成:它的工作原理、独特之处,以及如何在音乐制作中运用它。下载 MASSIVE X 开始打造属于你自己的强劲波表声音,或探索更多适用于音乐制作的强大合成器 VST 插件。

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