第三章 音源技術的理論與應用

第一節 素材媒介

本章節主要是從電腦的相關應用技術,探討如何隨著電子技術的飛速發展,進而使 用電腦與音樂的應用於創作表演上。電腦這個現代科學技術的產物已經和人們的生活密 不可分,且電腦在各行各業都掀起了一場革命,音樂領域也不例外;音樂和電腦的結合,

給音樂界帶來了強烈的震撼。

在電腦音樂系統出現之前,所有的音樂作品的完成,都是靠樂團演奏者演出。如果 要錄製一部絃樂四重奏,就需要找四個演奏者來錄音。如果要錄製交響樂,就需要把整 個交響樂團和指揮才能演奏。但自從有了電腦音樂,一切都改變了。在電腦音樂系統的 音源中,儲存各式各樣樂器的音色,而這些音色可以自由地選擇,並且只需用到一台鍵 盤來彈奏,透過 MIDI 將各個聲部依序的錄進電腦。例如:先將第一聲部的弦樂錄進電 腦,再將第二聲部的銅管錄進去,然後把第三聲部的木管錄進去,最後就能即時的在電 腦上將它們同時播放。

從前作曲家在創作的時候,無法在譜曲時就直接聽到樂團實際的演奏效果,只有憑 著感覺及腦中的聲響在譜紙上寫作,完成之後再把樂譜交由樂團試演,聽了樂團演奏實 際的聲響效果後再加以修改,如此反覆,直至定稿。作曲家大多只能借助鋼琴來試聽和 聲的效果,但最後演出效果是否與作曲家所想的效果一樣,就需要長時間經驗的累積。

但至從現在有了電腦音樂系統,只需要透過鍵盤將各聲部依次彈進電腦,就能初步聽到 各樂器的聲響。柴可夫斯基(Peter Ilich Tchaikovsky, 1840-1893)在他的《1812 序曲》中,

使用了真正的大炮做為特殊音效。但在二十一世紀的現今,讀者若是需要大炮這種聲音 筆者電腦主機板的音效晶片是(High Definition Audio),其原先的預設選項是開啟

(Enabled)狀態,所以要將其切換成關閉(Disabled),如此一來電腦才能正確的使用所新安 裝的獨立音效卡,而不會與原先內建音效卡發生硬體元件上的衝突。

20AC97 及 Realtek 是 1987 年臺灣晶片半導體瑞昱公司所研發的聲音晶片處理器。

談及音效卡,它的價格差異極大,功用性能也大為不同。音效卡從數百元到數十萬 元都有。幾百元的音效卡可能就只具備撥放功能,且播放音質效果大多不佳。而上萬的 音效卡除了撥放音質大有改善之外,還具備了許多輸出、輸入的接口,讓使用者可以應 付專業上的需求。通常稱較便宜的音效卡為「家用多媒體音效卡」,它的價格大約落在 幾百元至幾千元內。而動輒破萬或是要價數十萬的音效卡,則常稱為「專業錄音卡」。

會有如此大的價差比,其主要原因除了晶片處理器的硬體用料有差別之外,專業錄音卡 更是多了許多專業規格上的介面。常在專業錄音卡上面可看到的介面有:LINE I/O(線 材訊號輸入/出)、A/D(類比/數位轉換器)、D/A(數位/類比轉換器)、MIC PRE(麥克 風訊號放大前級)、ADAT I/O(光纖輸入/出)、AES/EBU I/O(數位訊號輸入/出)、SPDIF

I/O(同軸式數位訊號輸入/出)、MIDI I/O(MIDI 訊號輸入/出)、Word Clock I/O(時間 同步鎖碼輸入/出)…等,這些介面。低階的家用音效卡往往只具備一些簡單的基本功能,

例如:D/A 輸出、LINE I/O、ADAT I/O…等,且它們的電晶體的處理晶片規格也較便宜。

中高階的專業錄音卡則大多包含了上述完整的介面且整合為一台機器,電晶體的處理晶 片也比低階的家用音效卡好上許多,而更昂貴的錄音硬體設備就不是將上述的介面整合 為一台機器,它們都是單項介面一台機器;也就是 A/D、D/A、MIC PRE…等介面,都 是分別獨立的機器並且它們的價位都很高,之後再依個人工作環境不同的需求添購,將 機器串連為「一組」錄音作業系統。這也就是往往聽到專業的數位錄音工作室需要斥資 上百萬在硬體器材的主因。

數位創作除了需要音效卡做最基本的工作外,要真正的讓成品完成還需要許多要

素,而其中最常使用的軟硬體工具可分為幾類:Compressor/Limiter(壓縮器/限幅器)、

Expander/Gate(擴展器/雜音閘)、Equalizer/Filter(等化器/濾波器)、Channel Strip(聲 道參數條)、Multiband(多重波段調整器)、Reverb(殘響效果器)、Delay(延遲效果器),

以下筆者將簡述這幾種常用的效果器功能。

Compressor/Limiter(壓縮器/限幅器);它用途是讓信號的輸出動態範圍變小,它主 要能使較微弱的訊號變大而使較大的訊號變小。例如:在古典音樂往往有小到聽不見的 樂段,而下個樂段卻又非常的大聲,此時就可以使用壓縮器來做一些調整。當聲音透過 壓縮器後可以就可以讓那些小聲的樂段變大聲而大聲的樂段變小聲,如此一來整首曲子 的平衡度就會改善許多。使用壓縮器時,一旦輸入的聲音訊號電平超過了使用者所設定 的閥值(Threshold),21此時壓縮器就將開始工作,把過高的輸入電平降低。於是在增大 輸入電平的同時,不會造成輸出電平產生同等幅度的增大。例如:設置壓縮率為 2:1, 產生極端的現象,這又稱為極限(Limiting)。三、Output Gain(輸出音量)參數:提高輸 出音量來抵消掉由於動態範圍約束而產生的較低的電平訊號。四、Attack(觸發時間)

21 聲音訊號電平指的是輸入的電壓及輸出的電壓,其單位是伏特(V)。

參數:控制壓縮的起始時間。設置較長的 Attack 時間就會使得在進行壓縮之前「允許」

更多的原始動態信號。五、Release(釋放)參數:當輸入的聲音訊號在恢復到閥值範圍 內時,要通過多長的時間才能夠讓壓限器回到正常的狀態。

Expander/Gate(擴展器/雜音閘);最大的功能在於可從有用的訊號中不知不覺得消 除不需要的背景噪音,擴展器可減低整體低於觸發的電平訊號。雜音閘可視為高壓縮比 的擴展器,其功能是只要聲音訊號低於電平,它馬上就會將訊號做衰減。

Equalizer/Filter(等化器/濾波器);等化器主要是用於增強或是減弱某一頻段上的訊 號,以達到改變音色的目的,其增強或是減弱的多少是用 dB(分貝)來衡量。等化器 最常見的參數為:一、Frequency(頻率)參數:設定了要對聲音頻帶中進行均衡的具體 頻段,大至可分為低頻、中頻、中高頻、高頻四個頻段。二、Boost(提升)或 Cut(衰 減)參數:決定對選定的頻段進行提升或是衰減的程度。三、頻寬,共振或是 Q 值參數:

此參數決定提升或是衰減曲線是窄而尖或是寬而平緩。若是較窄的頻寬設置(即較高的 共振或是 Q 值),等化器就只會對某一的小段的音訊段進行操作,而較寬的設定值則可 以對較多的音訊段進行操作。

濾波器主要是將訊號頻譜中某些部分不予理睬(通過),而對另外一些部分進行提 升或是降低。通常使用的濾波器主要有四種類型:一、Low Pass Filter(低通濾波器),

它的用途是使低於某個特定頻率的訊號全部通過,而對高於此頻率的成分予以衰減,其 中這個特定的頻率稱之為 Cutoff Frequency(截止頻率)。二、High Pass Filter(高通濾 波器),它的用途是使高於截止頻率的訊號全部通過,而對低於此頻率的成分予以衰減。

三、Band Pass Filter(帶通濾波器),它的用途是提升某一特定頻率附近的訊號,而忽 略過高和過低的頻率成分,其中這個特定的頻率稱之為 Center Frequency(中心頻率)。

四、Notch Pass Filter(帶阻濾波器),它的用途是衰減中心頻率附近的訊號,而忽略過 高和過低的頻率。

Channel Strip(聲道參數條);一般都設計在 Mixer(混音台)或 Console(控制台)

上,它混合了 EQ、Filter、Compressor、Gate…等功能,主要是讓使用者能迅速的對每 一軌做多種的處理,但其通常不會加入 Reverb、Delay 等空間效果。

Multiband(多重波段調整器);通常用於成品要輸出前最後的調整。它也常結合了 EQ、Filter、Compressor、Gate…等功能,不同的是 Multiband 具有多段頻率處理功能,

可將各個頻率的動態做細部的壓縮、限幅、放大或是衰減。

Reverb(殘響效果器);主要用於模擬聲音在聲學空間中的反射。其還可以分為純數位 式 Reverb,和 Impulse Response。數位式 Reverb 是透過電腦運算後來處理聲音,這種運 算法中用濾波器建立了一系列的延遲,來模仿在真實房間中聲波遇到牆壁和天花板後發 生反射的情況。而 Impulse Response 由於會以真實空間的反射聲做為取樣,其真實性比 純數位式的 Reverb 高很多,但遇上一些需要虛擬空間感的音樂時往往還是會使用純數 位式。常見的參數為:一、Type(類型)參數:是選擇殘響效果器模仿的類型,例如:

房間、大廳、反射板、棒球場…等等。二、Room Size(空間尺寸)參數:選擇其空間 的大小。改變這個參數通常會使其他參數發生變化,像是影響到低頻或高頻的衰減。三、

Early Reflections Level(早期反射電平)參數:早期反射是一種間隔非常接近的離散的

回聲,與較晚產生的"wash"聲音不同,後者將會持續殘響聲的尾部。四、Pre Delay(預 延時)參數:決定了空間中產生第一個聲音的開始至反射聲或殘響聲開始之前的時間。

較長的 Pre Delay 將有一種非常巨大的聲學空間感覺,反之,聲音空間就小。五、Decay Time(衰減時間)參數:該參數用於調整殘響聲的尾部衰減至消失時所經過的時間。六、

Crossover Frequency(線路轉換頻率)參數:是為高頻和低頻分別設置延時時間的參數,

它決定了高頻和低頻之間的「界線」。例如:以 1 KHz 的線路轉換頻率做基礎,低於該 頻率值的訊號將屬於低頻延時時間,而高於該頻率值的訊號就屬於高頻延時時間。七、

High-Frequency Roll Off(高頻消散)參數:在自然的殘響空間中,高頻消失速度要較低 頻迅速,於是此功能便可幫助使用者模擬這種效果。八、Mix(混音)、Balance(平衡)

High-Frequency Roll Off(高頻消散)參數:在自然的殘響空間中,高頻消失速度要較低 頻迅速,於是此功能便可幫助使用者模擬這種效果。八、Mix(混音)、Balance(平衡)

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 28-36)