第 2 课 · 约 40–60 分钟(大部分时间花在听和拧旋钮上)

告别正弦波:音色从哪里来

学会两个概念:波形和包络。用它们在 ReaSynth 里做出三个你自己的音色,再装上 Surge XT,打开几千个现成音色慢慢挖。

先调低音量!这节课的试听台会直接发声。戴耳塞之前,先把 Mac 的系统音量调到很低,然后再慢慢往上加。

1 · 为什么正弦波那么无聊

一个音听起来"是什么乐器",叫音色(timbre)。同样弹中央 C,钢琴和小号听起来完全不同,因为除了基频,每种声音里还混着一串频率是基频整数倍的泛音(harmonics)。泛音的多少和强弱,就是音色的主要来源。可以类比成傅里叶级数:任何周期波形都能拆成一组正弦波的和。Ableton Learning Synths 里有可交互的演示。

正弦波只有基频,没有任何泛音。所以它听起来又干净又空,像测试信号。合成器最基本的四种波形,按泛音从少到多排是:

波形泛音听感
正弦 Sine只有基频纯、空、像口哨
三角 Triangle只有奇数次泛音,而且衰减很快柔和,比正弦稍"木"一点
方波 Square只有奇数次泛音,衰减较慢空洞、有鼻音,红白机的 8-bit 味道
锯齿 Saw奇数、偶数次泛音都有最亮、最"嗡",适合做弦乐、铜管、贝斯

在下面的试听台里点波形按钮对比一下。先点这里,再按电脑键盘 A–K 就能弹:

觉得方波、锯齿刺耳?这个判断是对的:原始波形的高频泛音一直延伸到很高的频率,直接听就是又尖又嗡。几乎没有哪个成品音色会直接用原始波形,都会先用低通滤波器把太高的泛音削掉。试听台最下面的 Cutoff 亮度 就是这个滤波器:把锯齿波的 Cutoff 拉到 800 Hz 左右,它就从"电钻"变成温暖的铜管或贝斯声了。滤波器是下节课的主角,这里先试着拉一拉。

练耳:听出是哪种波形

只靠耳朵作答。各波形的响度已经做了平衡,不能靠"哪个更响"来猜。上面可以选难度:Cutoff 越低,越难分辨。先预测一下为什么会这样,再去 600 Hz 那一档验证你的预测。

2 · 包络:声音随时间怎么变化

波形决定"什么味道",包络(envelope)决定"怎么出现、怎么消失"。钢琴一按就响、然后慢慢变弱;小提琴可以慢慢拉响、一直保持。几乎所有合成器都用四个参数描述音量包络,合称 ADSR:定义见 REAPER Effects Guide §25 ReaSynth,p56。

回到上面的试听台,按住一个键,把 Attack 拉到 1 秒以上,再把 Sustain 拉到 0 试试。然后做下面的练耳:

3 · 在 ReaSynth 里做三个音色

ReaSynth 的旋钮其实就是上面这两件事:ADSR 四个,再加几个"往正弦波里混别的波形"的 mix 旋钮(Square、Sawtooth、Triangle、Extra sine)。你嫌它无聊,是因为默认几乎只有正弦波。ReaSynth 没有滤波器(filter),这是它听起来单薄的另一个原因。Surge XT 有,下节课会讲。

  1. 在 REAPER 里新建工程(⌘N),插入一条 ReaSynth 乐器轨(跟第 1 课一样)。
  2. 音色 1「Pluck 拨弦」:Attack 调到最小,Decay 约 200–400 ms,Sustain 调到最低,Release 短一点;Sawtooth mix 往上加。弹一串快的音,应该有拨弦或木琴的感觉。点 ReaSynth 窗口右上方的 + › Save preset…,命名为 my-pluck。
  3. 音色 2「Pad 铺底」:Track › Duplicate tracks 复制一条轨道。注意:复制出来的轨道也是 arm + 监听状态,这时弹一个键,两条轨道会同时发声。所以先点新轨道上的 S(Solo,只听这一条)。在新轨道上改:Attack 500 ms 以上;Sustain 接近 0 dB(比如 −3 dB);Release 1 s 以上;Triangle mix 加上,Extra sine mix 加一点,Extra sine tune 设成 5–15 cent,会听到两个频率互相"拍打"的缓慢波动感。按住一个和弦(同时按三四个键)听。保存为 my-pad。 两个单位:dB 是对数音量,0 dB 是满幅,−6 dB 约为一半振幅,−30 dB 只剩约 3%,几乎听不见。cent 是音分,100 cent = 一个半音,1200 cent = 一个八度。
  4. 音色 3「Lead 主旋律」:再复制一条。Attack 最小、Sustain 满、Release 短;Square mix 加满,然后拧 Pulse width 听听方波是怎样变"薄"的。保存为 my-lead。
  5. 另存为 /Volumes/Ventoy/REAPER/Projects/0002-sounds/sounds.RPP(记得勾选 Create subdirectory)。

数值不必精确。重点是你预测"这样拧会怎样",然后用耳朵验证。ReaSynth 没有滤波器,所以 Square、Sawtooth mix 拉满会很刺耳。只加一点点混进正弦波里,或者把 Volume 调低,会好听很多。你要是听着难受,就说明你已经在做音色判断了:它缺的正是一个滤波器。

4 · 装上 Surge XT:几千个现成音色

Surge XT 是开源(GPL)的专业级合成器,自带大量工厂预设。为了不占系统盘,我没有用官方安装器,而是把它拆开后直接放到了 Ventoy 上:Surge 在 macOS 上只会去 ~/Library/Application Support/Surge XT 或 /Library/… 找工厂数据(见它的源码 SurgeStorage.cpp),所以用一个符号链接指向 Ventoy。代价是:Ventoy 没插上时 Surge 就用不了。不过你的工程本来也在 Ventoy 上。

你只需要告诉 REAPER 去哪里找这个插件:

  1. 打开 Settings › Plug-ins › VST。在 VST plug-in paths 那一栏原有内容的末尾加上 ;/Volumes/Ventoy/REAPER/Plugins/VST3(路径之间用分号隔开,和 $PATH 类似,只是分隔符不同),然后点 Re-scan。
  2. 在工程里加第 4 条轨道:Insert › Virtual instrument on new track…,搜索 Surge XT。新轨道也会是 arm 状态,记得把其他轨道的 arm 关掉,或者 Solo 这一条。
  3. 挖宝:用 Surge 顶部补丁名(Patch Browser)两边的箭头切换预设,边切边弹。找到 3 个你喜欢的。
  4. 用新概念去"读"一个预设:在界面上找到 Amp EG,也就是音量包络。看它的 A、D、S、R 推子,判断这个预设更像 Pluck、Pad 还是 Organ,再弹一下验证你的判断。Surge 手册:Surge XT User Manual。旁边的 Filter EG 是控制滤波器的第二个包络,下节课再讲。
  5. 保存工程(⌘S),退出 REAPER,运行:
    python3 /Volumes/Ventoy/REAPER/Course/assets/check.py 2

5 · 限时:Spitfire LABS(10 月 31 日截止)

LABS 是 Spitfire Audio 的免费真实乐器采样(钢琴、弦乐等),10 月 31 日后就不能再下载新音色包了,已经装好的可以继续用。它的安装包 CDN 拒绝了我从命令行下载,所以需要你自己在浏览器里操作:

  1. 在 Mac 的 Safari 里打开 legacylabs.spitfireaudio.com/download,点 LABS for Mac,把下载的 pkg 安装好(插件本体很小)。
  2. 注册或登录一个免费的 Spitfire 账号。
  3. 在 LABS 的设置里,把音色内容位置(content location)设成 /Volumes/Ventoy/REAPER/Instruments/Spitfire Audio。这一步要在下载任何音色包之前做。Spitfire 官方建议外置盘用 APFS 格式,而 Ventoy 是 exFAT。如果它报警或者装不上,先停下来告诉我,我们可以在 Ventoy 上建一个 APFS 磁盘映像来绕过。
  4. 先下载几个核心包(比如 Soft Piano、Strings),其余的有空再挑。

回顾:凭记忆回答

1. 正弦波听起来单调,根本原因是什么?

2. 想做一个“一弹就响、马上消失”的拨弦音,哪个参数最关键?

3. ADSR 里哪一个描述的不是一段时间?

4.(复习第 1 课)新的 Surge XT 轨道弹不出声,音量表也不动。先检查什么?

延伸

主要资料:Ableton Learning Synths(有中文),在浏览器里一步步玩波形、包络、滤波器、LFO,是学合成器最好的交互式入门。先玩到"包络"那部分就够了。
参考:REAPER Effects Guide §25(p56)有 ReaSynth 全部参数;Kenny 的 Creating a Synth Preset – ReaSynth。

哪里没听懂、哪个旋钮拧了之后跟你预想的不一样,或者 Surge、LABS 装不上,直接在终端问我。