第三章 音源技術的理論與應用

第二節 技術探討

在幾年前,當軟體音效技術還未成熟時,使用者只能討論何種音效卡上的音色比較 好。而現在幾乎已經沒有人使用音效卡上的音色了。其實,一般音效卡上的音色本來就 不是為專業音樂製作而設計的,它主要用於家庭多媒體及遊戲的配樂重播。所以,專業 的音樂人都是使用專業的音源來製作音樂。目前,音源主要有兩種,一種是傳統的「硬 體音源」,另一種是「軟體音源」。

提到音源,筆者將先由合成器(Synthesizer)談起。一般人都知道,所有的聲音都是 經由振動產生的。合成器就是使用一台振盪器來產生聲音的一種電子樂器,透過振盪器 的電流振盪後產生各種聲音波形並進行處理,進而合成出全新的音色,因此被稱為合成 器。合成器的歷史比 MIDI、音效卡都要久遠,早在 1955 年,世界上第一台類比式的合 成器“RCA”就已經誕生了,那時連電腦都還沒有問世。現在的合成器一般都是數位化 的,它們使用處理器和數位訊號處理器,通過各種複雜的演算法產生聲音。合成器主要 的聲音合成方法有:取樣重播、RS-PCM、線性/算術(L/A)合成法,高級集成式合成 法、VAST 合成法、Z 平面合成法、物理建模合成法之多。22很難說哪種技術是最好的,

所以只需要去選擇使用者最喜歡的音色就可以了。

早期的類比合成器都有一個鍵盤,而在 MIDI 技術出現後,由於各種電子樂器都可

22 合成器有三種發聲方式:一、直接改變電壓。二、利用電腦做數學運算。三、綜合以上二種方式,

最後會產生電壓訊號進而產生聲音。

以通過 MIDI 介面互連,所以合成器就沒有一定需要有鍵盤。於是現今的數位合成器去 掉了和聲音品質沒有任何關係的外殼、鍵盤和控制旋鈕,只留下發聲的核心部件,其成 本、體積也降低了很多。於是我們可以用一個 MIDI 鍵盤和電腦軟體來控制多個音源,

得到更多的音色,並大大節省了空間。

音源與合成器的音色是固定的,使用者可以調整音色,也可以經由擴充插槽來擴充 音色,但是擴充卡的價格很高,若是將擴充卡換成廉價的光碟儲存,隨時更換那就更方 便、便宜了,取樣器正是根據這個原理製造的。取樣器也是一種音源,不同的是取樣器 裝有一台光碟機,使用者只需要購買音色光碟,就可以得到新的音色,而且光碟的價格 比擴充卡便宜多了。另外,用戶還可以使用取樣器自己進行取樣,即自己採集、錄製各 種真實樂器或自然音響等並將其製作成音色。因此,取樣器的音色是無限的,而且聲音 真實程度最高。取樣光碟價格雖便宜,但取樣器要比普通音源貴得多。如果需要高品質 的音色如管弦樂、打擊樂等真實樂器的音色,取樣器是很好的選擇。

電腦音樂以及數位錄音技術的發展可謂是日新月異,電腦音樂從興起發展到今天,

大致經歷了三個時代。首先是以合成器、硬體多軌錄音機為基礎的製作方式。而後,隨 著 Cakewalk 軟體的普及,就以音源軟體、硬體及音效卡為基礎的製作方式,此為第二 個時代。然而,大約在 2002 年初,隨著德國 Steinberg 公司為其 Cubase 和 Nuendo 設計 的各種軟體音源外掛程式的時代,也就是軟體音源外掛程式和軟體效果器外掛程式的第 三時期。

軟體音源的概念,早在數位合成器出現時就已經形成,但是那時的軟體音源除了音

質較差之外,還有一個嚴重的缺點就是時間延遲過高。如果使用軟體合成器,每當按下 琴鍵後,要等上差不多半秒甚至一秒鐘時間才能聽到聲音,這種情形使得軟體音源在當 時並不受歡迎。

直 到 DirectSound 技術出現以後,軟音源的發展才開始有長足進步。美國的

SeerSystem 公司推出的 Reality 可以說是開創了軟音源的一個新紀元。這種軟體取樣器 可以不依靠家用音效卡而獨立讀取 SF 格式的音色,而且可以做到基本即時回應,即按 板上一般都有一個方形的「遊戲搖桿介面」(Game Port),這個連接埠不僅可以用來連接 遊戲搖桿,它還可以是 MIDI 的連接埠。在 Windows 作業系統中查看音訊設備,會看到

23 Vienna Symphonic Library 是德國 Vienna Symphonic Library 公司所研發的樂器取樣軟體,本文於 其後皆以 Vienna Symphonic Library 稱之。

一個叫做 MUP-401 的選項,24那就是音效卡上的 MIDI 介面。除了 MIDI 線之外,現在

就要從琴的 MIDI IN 插座進入琴內的音源,使琴發出聲音。所以如果要在電腦上連接一 台琴的話,琴的輸出一定要連到電腦的輸入埠,電腦的輸出要連到預定使用的音源的輸 入埠上。簡單的說,琴的 MIDI IN 要連結至音效卡的 MIDI OUT,琴的 MIDI OUT 連結 至音效卡的 MIDI IN 這樣就是正確的迴路,便可以發出聲音。音源可以是琴鍵本身,也 可以是另外的硬體音源。但如果使用的是軟體音源,那就不需要使用電腦的 MIDI 輸出 埠,因為軟體音源是電腦透過直接的發出聲音。

MIDI 鍵盤的外型和普通電子琴相像,但它僅是一個鍵盤。既沒有音源也沒有喇叭,

因此自己並不能單獨發音。所以當按下 MIDI 鍵盤上的一個琴鍵時,鍵盤發出一個指令 給電腦,這個指令包括觸鍵的力度、音符的長度等,電腦再將指令加上用何種音色、是 否加上效果等命令,一起發給音效卡。然後音效卡就按照這個指令發出聲音。雖然力度、

觸鍵、滑音、顫音…等參數可以在錄入電腦後再做修改調整,但對於鍵盤基礎較好的人,

還是會直接在 MIDI 鍵盤做上即時錄音。直接在 MIDI 鍵盤彈奏所錄製出來的效果會比 全部使用機器製作出來的效果好的多,因為機器很「標準」,容易讓作品僵硬無感情。

如果沒有鍵盤,也可以透過滑鼠在螢幕上點擊虛擬琴鍵來輸入音符。但這種要一個一點 音符的方法很不方便,所以大多還是會使用琴鍵來創作。MIDI 鍵盤的種類很多,小尺 寸 MIDI 鍵盤的只有鋼琴鍵盤的一個八度,大的 MIDI 鍵盤就和鋼琴的尺寸一樣有 88 個 鍵盤。此外,現在為了不會彈鋼琴的其他樂器演奏者也能進行音樂製作,廠商製造研發 了 MIDI 吉他、MIDI 吹管、MIDI 小提琴…等。這些樂器都可以將演奏的音樂轉換為 MIDI 信號輸入電腦。不論何種大小的鍵盤,在選購時要注重琴的觸鍵感覺,且最好要

帶有力度、滑音輪、顫音輪和延音踏板的鍵盤,這樣在製作樂曲時更能提升速度。正規 電子樂器廠家生產的電子琴裝的都是相容 GM、GS 或 XG 標準的音色庫,如此一來使 用者就可在 Sonar、Nuendo 等軟體中找到它的音色表並設置樂器定義。如果使用的是具 有揚聲器的鍵盤做音源,就會發現當播放 MIDI 時,聲音是從電子琴的揚聲器撥放出來,

而不是從電腦的音效卡撥放聲音。使用其他硬體音源也是一樣。所以,從硬體音源的

LINE OUT(線路輸出)輸出的聲音訊號要從音效卡的 LINE IN(線路輸入)輸入回電 腦,這樣聲音訊號就會經過電腦處理後再從音效卡的 LINE OUT 輸出。而且,這樣音源 發出的聲音可以在編輯軟體裡調整並和其他音訊軌進行混音的動作,最後輸出標準的

Wave 檔或 MP3 檔,之後就可以燒錄成的音樂 CD 光碟。

提到 Wave 音訊,要先分辨它和 MIDI 的關係。雖然在數位錄音中,音訊軌和 MIDI 軌一樣都是數位信號,但它們卻有著天壤之別。我們知道,MIDI 檔只是訊號指令。例 如:一首交響樂,MIDI 格式就好像是總譜,無論在哪裡,只要有標準編制的交響樂團,

把樂譜交給他們演出,音樂就會再現。但效果如何,就得看樂團的水準好壞。而 Wave 音訊格式則是帶著總譜和固定樂團的所有人員和所有樂器進行演出。所以無論走到哪 裡,效果都是一樣的好。由上面的例子就可以了解為什麼 MIDI 檔非常小而 Wave 音效 檔卻是碩大無比。因為同樣的音樂,在自己工作室裡是非常好聽,因為「演奏」它的「樂 團」音源很好。反之把同樣樂曲的 MIDI 檔存到隨身碟上,帶回家用一般電腦音效卡裡 的音色來演奏,其效果就很差。

所以最後的成品是 Wave 音訊檔而不是 MIDI 檔,且目前 MIDI 在音樂製作使用的

越來越少。主因是現在的電腦性能越來越強大,原本那些龐大的 Wave 音訊對於現在的 電腦來說已經微不足道。現在的音樂製作軟體都提供了強大的 Wave 音訊編輯功能,並 且出現了很多 Wave 格式的音樂素材。比如各種弦樂、管樂、打擊的取樣,或是各種特 殊音效和獨奏片段…等等。其效果就是由演奏家真人演奏的錄音截取出來的 Wave 音訊 檔。而且隨著軟體功能的強大,Wave 的修改也十分方便。例如:在 Nuendo 軟體裡,可 以直接插入一個弦樂或打擊樂素材,然後連續拷貝使其成為反覆 (Loop),直接可以進行 速度、音量、均衡、變調、降噪以及加上各種混音、壓縮、殘響效果器…等一系列的調 整,且效果非常好。現今的音樂製作中,MIDI 的成分往往佔不到一半,大部分的音樂 都是用 Wave 直接作成,直接使用軟體音源做出的音軌可以經由電腦直接混音後轉化為 Wave,不必使用硬體音源再經音效卡回到電腦,因此音質也得到了最好的品質。

在文檔中 從電腦與音源技術的應用探討音樂創作結合數位的理念與實踐 (頁 36-43)