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聊一聊一些荧幕和现场背后的音频故事(13)——电声乐器

2020-02-05 13:26 作者:盲人号  | 我要投稿

随着音频数字化技术和波形合成技术的进步,乐器的种类也从单纯的物理结构上的乐器增加到了有合成器,语言合成器,电吉他/电贝司等以脉冲信号为主体的乐器,加上艺术家们的开发应用,这些原本是作为原声乐器替代品的乐器也发展出了属于自己的演奏手法和魅力,那这次就围绕这个范畴来聊聊吧~


  1. 脉冲和电信号乐器

    电吉他and电贝司,安装了拾音电路的各种拨弦类乐器


和原声乐器不同的是,电声乐器没有腔体,没有放大弦“驻波”的单元,所以利用了是切割磁感线产生电流的方式产生电信号,经过放大来驱动吉他/贝司箱体来出声

磁感线:在磁场中画一些曲线,使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。磁感线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。

电磁感应现象:因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。闭合线圈面积不变,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下: 因磁通量变化产生感应电动势的现象。


传统来说,电吉他/电贝司发出的信号是单相的直流电信号,也就是说决定信号功率/波形/动态的是电吉他的物理结构和电路结构(当然,也有为之开发的di盒子,来通过复制信号,形成交流电格式,可以使用xlr卡农接口来传输)

DI盒:一个直接输入(DI)单元可以将不平衡的高阻抗信号(例如吉他或者键盘的输出信号)转换为平衡的低阻抗信号(如麦克风)。DI允许用户将乐器的信号直接输入前置放大器、调音台或者录音机,以获得更加清晰且噪声较少的音色

拾音器本身的电路是一个永磁铁和铜线圈(或者很多导电性能强的介质)的组合,但因为各家的工艺不同,在低功率下和超高功率的放大单元下的表现也不尽相同。(甚至有的厂家改装综合了主动式和被动式,将其做进一个电路中,但因为增加了电路阻抗,也就是会影响音色,这点的争议一直很大)
和麦克风非常相似的是,拾音器本身也区分为主动式和被动式,区别就像是动圈麦克风和电容麦克风的区别,但这里不同的是,主动式拾音器因为自带供电,功率普遍较大,细节和动态相对被动式反而是偏小

相位抵消的应用

电贝司的拾音器常会见这种左右切开的,这两者其实是相反的相位,用来减少单线圈拾音器的本底噪音的,排除木头和工艺要素,电路中多余的原件都会是电阻,所以虽然拨弦乐器的原理似乎很简单,但其中电路大部分都是经历过时间和实验才得出的,并不是随意修改的

和原声乐器不同的是,拨弦类电声乐器更依赖于电路去控制音色,所以非常适合于一个人的音乐人去发挥尝试不同的音色。

2.合成器

一个最基础的合成器所需要的的单元


合成器从大分类上分为

减法 Subtractive:在已有的谐波列中通过滤波减去部分谐波

加法 Additive:在一条干净的正弦波上添加谐波

采样 Sample:截取现有的声音

粒子 Granular:将一段声音打碎散布

物理建模 Physical Modeling:模拟现实世界的发声原理

波形整形 Waveshaping:波形的幅值通过函数映射成另一个波形

FM Frequency Modulation:用一个波形的幅度改变另一个波形的频率

调制 Modulation:用一个波形的幅度改变另一个元件的某些参数

模块化 Modular:自由组合,无限调制(只要有钱)



作者:五脚猫
链接:https://www.zhihu.com/question/310293750/answer/582708427
来源:知乎

(1)加法合成器/减法合成器


声音的生成方式以算法叠加波形或在原有波形上计算相位抵消来获得,可以获得成千上万中的声音。

这里播放的是一个B Triple Chord

但加法/减法合成器也有着一个性能上的限制,就是所谓的“腔体感”这是电子类乐器非常难以实现的,我们都知道乐器,就算是电吉他,电贝司,电钢琴,被收入入CD和现场听到的,也是用麦克风单独对音箱拾音得到的声音,所以单纯的合成器就缺乏这种特性(当然有好有坏,看选择)

(2)调制合成器

和单纯的加法减肥合成器不同的是,这种类型的合成器可以机械性的生成谐波,根据开发用处的不同吗,也会搭载均衡,调制之类的效果

图为一个E和弦,可以看出和简单的基础合成器比起来,生成了非常多的谐波,带来非常通透的听感
这是一个木吉他音源E和弦的频谱,可以看到其实是非常破烂而不整齐的,而且除了高频泛音,还会有一些低频的共振在其中

从对比可以看出但从未过分放大的波形来看,调制合成器在制作整齐的电子音乐的时候绝对是存在优势的“因为泛音列整齐”。在做氛围音色和和弦音色的时候甚至比传统认为的钢琴会更合适。
泛音列:乐器的音高通常和谐波震荡有关。譬如弦乐器或管乐器可对空气震荡以产生声音,并且可同时以不同的频率震荡,以发出不同频率的声音。而根据驻波的原理可知这些频率大多数呈现倍数关系,而这些不同频率的声波即组成泛音列。

(3)采样合成器

1.采样分布少的时候,常常将一个波形在一个可控不易失真的范围通过修音算法来进行转换得到

从原理上合成器除去数字单元,音色的来源是来自一开始录制下来的采样文件本身,合成器通过采样升降音算法对采样的速率做加速和减慢来使其作为乐器

这个的争议其实一直很大,一方面是就像我们所谓的“修音软件”的过度应用会带来非常“电的”过度拉直的音高带来的不自然感,但一方面,这种音乐风格已经自成一派而有非常大的受众,甚至有的制作人恶意去录音录得非常不准确再经理修音后获得更加“电的声音”

2.采样多的时候,则可以将一些技法之类的信息作为一种Midi指令记录触发声库采样

就比如大家一直喜欢说的康泰克,就是一个只要知道底层逻辑就可以自主开发的声库软件,

这种类型的合成器本质和录制真实乐器非常像,但因为所有制作者的录音条件,对触发不同技法,音阶的逻辑不同,这种合成器天然自带比较高的学习成本,同时因为不是在一个逻辑下录制的(就比如有些弦乐音源的触发非常的慢,有些非常的快),更增加了挑选和学习的成本。

vst类音源软件也是,录制类的就会比完全合成的会有更多的不可控性和腔体性能,但依旧是那样一句话,你不知道它是从什么录音环境下用什么逻辑制作的,所以挑选和学习成本也是一个不可控因素

电子鼓也是一种常用的采样合成器乐器,原理依旧是播放录制采样的原理,根据力度分层的多少,不同的触发器和音源会在细节表现上也会简然不同,甚至可以作为单独的
节奏合成器可以遵循逻辑来编排采样文件,代替“鼓手”的作用,来利用合成采样/节奏合成来代替节奏声部
合成器和采样机本身是不会发声的,他们输出的依旧是处理过的“电信号”,所以决定播放效果的单元依旧是各位手边便宜的音箱或者是耳机,所以无论是键盘/鼓机/电鼓,在练习的时候都是需要接到音箱或者是监听耳机驱动扬声器单元才能发出声音的

所以,所谓“我听起来不错”并不意味着所有设备上这个声音“听起来不错”,为了保护听力,在日常使用和训练,彩排的时候依旧是选择一个全频率响应的音箱会比较好。


(4)人声合成器

1.物理建模+波形整形

就拿我常用的SV来说,也许我这么写了会有杠精来钢我,但各位用户有没有这样的感受,总感觉发出的的音高低的时候“”高音很虚”

这其实是物理建模类合成器的通病了,因为谐波的不可控性,完整的数字建立的谐波会非常的不自然而显得呆板,当然,软件也添加了一些调节选项来调整发声来带来自然感,但也相对增加了学习成本,而且效果也非常不直观。

2.采样+波形整形

这里拿V来做演示,V的模型就非常贴近在采样波形上做修改的操作,特点就是单独的采样发音自然,但因为采样衔接和软件算法的原因,用过的用户应该都能理解v特有的那种“顿挫”感

采样频接是不涉及发声过程的,它是直接性的将波形文件处理后拼接在一起,所以如果拼接处处理的不好是会带来非常多的顿挫感的,这就和合成器弦乐的拼接会尝试将Midi音符的信号提前或演奏的时候提前触发按键一样,本质这些是为了弥补衔接上的劣势。

(5)模块化合成器

根据功能需要去组装的不同体积,不同计算速度,不同原理的合成
很多打碟机本身应该更像是一种采样调制器,它本身并没有震荡电路,通过加载采样文件对其进行调制来制作音乐,很多高级的DJ打碟机甚至会自带一些非常棒的鼓音源采样


通常合成器,键盘,电鼓都是不会自己发声的,要想他,都是们变成可以“听到”的声音都是需要连接上扬声器设备的,而且和电吉他是一种100hz-8000hz以外频率不需要的乐器不同的是,合成器拥有比这个频率更广的频响信息,所以一个全频率响应的音箱能更好的表现这些区别

顺便捞一捞磕啊

1。很多国内吃瓜群众总是喜欢看到一个使用碟机的或者抱一堆硬件设备的就DJDJ的叫,DJ的翻译名是disc jockey,直译就是流行音乐播音员,你管一个现场控场人员叫DJ是一种非常不礼貌的行为啊,

而且调音台的作用不知制作音乐,是音频信号的混缩设备

所以调音台为主要操作对象的人应该称为现场PA工程师,PA的直译是Professional Audio,意译是专业音频,所以还是那就话,一口一个DJ是非常不礼貌的叫法。

2.为什么数字化那么严重的时代,演出现场依旧存在非常多的“键盘手”,“PA工程师”?


这个问题其实与其说为什么不如直接解释就是“数模转换延迟和不可控性”远大于“多增加人力成本去控制演出正常进行”。


所以,不用去纠结正确与否的合成器是否是你理解的音乐的一部分了那~

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