(2)聲音合成器

什麼是合成器？

聲音合成 (sound synthesis) 即制作電子聲音，從它們的屬性開始，如正弦音調和其他簡單的波形。

之所以稱為合成器 (synthesizer) 是由於它們可以模擬或合成各種各樣的聲音，例如其他樂器、嗓音、直升機、汽車或狗叫的聲音。合成器也可以制作自然界中沒有的聲音。這種可生成任何其他方式都無法創造的音調的能力，使合成器成為別具一格的音樂工具。

最簡單的合成器就是基本的正弦波發生器 (sine wave generator)，它幾乎不能控制音高。不幸的是，除了正弦波，並無法使用這種簡單的合成器來合成任何聲波。

但是，將多個正弦發生器和音高控制結合起來使用，就可以創造出許多有趣又實用的音調。

在合成器中，由稱為振蕩器 (oscillator)的組件來執行生成音調的任務。大多數合成器振蕩器都會生成泛音豐富的波形，例如方波 (square) 、三角波 (triangle) 和鋸齒波 (sawtooth)。給這些波這樣命名是因為它們的形狀與鋸子刀片上的鋸齒、三角形、正方形等很相似。

通過在合成器中將訊號從某個模組 (module) 發送到另一個或模組，可以將基礎音調及相關泛音塑造成另一種聲音。每個模組會執行不同的工作，而這些工作會影響源訊號。

合成器種類

模組化合成器 (modular synthesizer)
在模組化合成器中，可以通過將模組相互連線來實現這種發送。但是，在大多數現代合成器中，在模組間發送訊號均經過內部預置，通常使用開關 (switch)、旋鈕 (control knob) 和其他控制來更改。

Wendy Carlos與模組化合成器


類比合成器 (analog synthesizers)
類比合成器結合電壓 (voltage) 控制電路，例如振蕩器、濾波器 (filter) 和放大器 (amplifier)，來產生並形成聲音。電壓通常與波形音高直接相關，電壓越高，音高就越高。

Minimoog 類比合成器

數位合成器 (digital synthesizer)
數位合成器中的訊號使用了數位訊號處理 (digital signal processing) 的技術。訊號以二進制表示（由 0 和 1 組成的字符串）從一種算法饋入另一種算法。

Yamaha DX7，第一台商業上成功的數位合成器

混合數位類比合成器 (digital/analog hybrid synthesizer)
某些合成器具有數位振蕩器（digitally controlled oscillator, DCO，生成發送到類比濾波器的訊號）和放大器。這種方法的主要優點在於，數位振蕩器不會改變音高，而類比振蕩器經常發生這種問題。

Buchla 500系列，第一台混合數位類比合成器



模擬類比合成器 (analog modeling synthesizer)
模擬類比合成器是一種數位合成器，它模仿了類比合成器的體系結構、功能和特性。演算法 (algorithm) 會模仿類比合成器中的振蕩器、濾波器和其他模組的操作和功能。比起類比合成器，模擬類比合成器還有一些優點：它們完全可編輯（儲存聲音設置），可完全自動化（可錄制和播放音準和旋鈕的移動），並且通常具有多音色（可同時在不同的樂器軌道中播放不同的聲音）。大多數模擬類比合成器中都有復音（polyphony，播放多個音符的能力）和力度感應功能 (velocity sensitivity)，但這在類比合成器中卻鮮有所見。

Korg MS2000 模擬類比合成器

軟體合成器 (software synthesizer)
軟體合成器是一種電腦程式 (computer program) 或產生數位音訊 (digital audio) 的音訊外掛程式 (audio plug-ins)，完全以程式運算的方式進行合成。它們不但承襲了模擬類比合成器的優點，比起早期複雜且體積龐大的硬體合成器，除了價格較低，處理速度更為迅速外，攜帶上亦更為方便。軟體介面 (software interface) 間的溝通容易，使得軟體合成器常搭配數位音訊工作站 (digital audio workstation, DAW) 或音序器 (music sequencer) 軟體等使用。 

Native Instruments的軟體合成器 Massive




下一篇將介紹幾種聲音合成的方法


*references: 
http://goo.gl/llvNxH
http://en.wikipedia.org
http://www.rolandtaiwan.com.tw/glossary/a.htm
http://justindicenzo.com/2012/03/06/modern-monday-top-10-synth-pioneers/