声音合成技术及其在电子音乐中的应用

张文文　范　赟

摘要：电子音乐家们在创作新的音乐作品时，总是希望寻求新的音色，不断给听众带来新的音响感受。本文通过对声音合成技术的研究，引中出在声音制作过程中如何建立理性的思维，并希望在构件模块与调制原理上寻找出一个可以遵循的规律。

关键词：分析合成应用

中图分类号：J647.7文献标识码：A文章编号：1005-5312(2009)09-0041-01

一、声音合成的技术原理

分析声谱中的成分即要考虑到所要合成的复合波所包含的成分。一个复合波是由许多不同频率、不同振幅的正弦波叠置而成的，而产生不同音色的根本原因在于不同的声音，其基音上方谐波的数目、各谐波的振幅、频率和相位的不同，也即是物体振动分量的关系不同。声音的分音对其音色的感知有着至关重要的影响，体现在两个方面：其一是声音中包含哪些成分，即哪些分音在振动，其二是各分音所占的声学能量。

在分析声谱成分时，我们只能掌握该复合波在某一时刻其所包含的分音成分，但是声音的发声过程是随着时间的推移，其各方面的因素都在变化。同时，音色各个要素之间也存在着动态的互动关系，下面将仔细阐述音色各要素的变化，以及其对音色感知的意义。

(一)随时间变化因素

第一，声音随时间的音量响应，其对音色的感知有着重要影响。第二，声音随时间的音高响应，根据音高变化对音色的影响，我们将音色的音高变化分为两类：隐性音高变化与非隐性音高变化。对声音随时间的音高响应我们可以通过音高包络器(针对非周期性音高变化)或是低频振荡器获得(针对周期性音高变化)。第三，声谱内容随时间的变化，随着时间的推移，声谱是不断变化的，其中包括分音频率及分音振幅。根据声谱内容随时间的变化，我们可以单独对每个分音进行控制。

(二)随演奏音高的变化因素

当我们以不同的音高演奏某一乐器时，其声谱中的分音频率和分音的振幅是不同的。

(三)随演奏力度的变化因素

当重弹和轻弹钢琴时，我们发现两种弹法带给我们是截然不同的音色感觉。音色声谱内容随演奏力度的变化同样包括两个基本方面：分音频率和分音振幅。在音色合成过程，对所要合成的声音进行深入的分析，理性的逻辑思考使得音色的重复使用率大大降低。

二、声音合成技术在电子音乐中的实际表现意义

(一)合成声音可以模仿声学乐器

我们以制作木管音色为例来说明。首先需要对木管音色特征进行分析，木管的音色是交响乐队调色板中的重要色彩乐器，适合演奏长线条，抒情的旋律。值得注意的是木管在吹奏的过程中音头有轻微的哨音。

第一，通过加法合成得到该音色的基本声谱，包括分音的频率和振幅。本音色共有七个分音，因此选择了八个振荡器分别担任产生基频和1至7号泛音的任务，并设置了相关频率和振幅的参数值。最后通过mix混合器混合在一起。第二，分析音色随时间变化因素一声音随时间的音量响应值。从混合器送出来的声音，经过对音量包络器的调试，我们改变了包络器的触发时间以及衰减时间，使该音色按照木管音色的力度曲线变化。第三，在分析声谱时，我们强调过木管的哨音效果。在这里通过噪音振荡器来模拟哨音的效果，利用noise振荡器发出噪音，然后经过滤波器的滤出，最后与原来的音色通过mix混合在一起。第四，分析声谱内容随时间的变化。随着声谱内容随时间的变化，我们进一步对哨音进行包络控制。

(二)创造出声学乐器所不能产生的音响效果

可以说只要能够想到的声音就能制作出来，这才是声音合成在音乐表现意义上最重要的方面。下面将以电子音乐《艺境》中一种独创的声音进行分析制作。

首先分析该声音特征，音色类似噪音的非和谐声谱，同时音色由于频率的相近有拍音的效果，在时间上还有周期性的音高变化。其制作程序如下：第一，调用八个振荡器，频率设置在500至550之间，使其频率非常相近造成拍音的效果；第二，分析音色的随时间音量响应，添加了一个音量包络器，设置起始时间为1.5m、衰减时间为0.4m、持续时间为65、释放时间为1.3s；第三，添加一个键盘感应器，使其信号受演奏力度响应，跟随演奏力度的大小成比例变化；第四，添加一个低频振荡器控制各振荡器的音高。调节控制量是振荡器音高在低频振荡器的作用下以15秒1次的频率产生很大幅度的音高变化。

当然，电子音乐作曲家在制作音色的过程中，不仅仅是为了获得个性化的音色，更重要的是其所表现出来的音色质感是否能够符合内容的需求。因此在音色的制作过程中，我们一定要注重音色与音乐表达的高度统一性。