效果器档案(申请精华)

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效果器档案



音高转换器（Pitch Transposer）

－　概述

音高转换器用于合成输入信号中的一个或是多个和声。简单的音高转换器只局限于对相似的谐音进行转换，而一个功能全面的音调转换器却可以"智能"地生成出一些谐波，只要你指定一个调和一种模式（如大调，小调等）即可。

－　工作原理

从本质上来说，一个音高转换器是将信号切成非常细小的很多块，然后再将它们重新贴在一起。除了几个毫秒的处理时间外，这些操作都是实时的，它们有时使用较少的时间（提升音高），而有时则使用较多的时间（降低音高）。

－　重要的参数

转换（transposition）参数：决定了和声中音高之间的距离，典型的是使用半音，但是会有附加的细微的音调控制。

混合（blend）或是混音（mix）参数：决定了原始声与经过转换了的信号的平衡。

反馈（feedback），再发生（regeneration）或是再循环（recirculation）参数：控制从输出端返回一些信号回输入端，以建立台阶式的谐波和其他的特殊效果。

智能和声（intelligent harmony）参数：这是一些用于组成调式和音阶的数据，正是它们才使得音高转换器可以用于产生和声，当然这些和声是以特定的音阶规则为基础而生成的。

－　令人烦恼的特性

这种设备对于转换音高来说有非常强大的处理能力，不过有时候声音听起来还是不够理想。例如，这里可能有颤音起伏的效果，或是偶然的短时脉冲波形干扰。音高转换的程度越大，则问题越明显。

－　要点

即使你的音高转换器不具有"智能"的和声功能，你也应该在进行演奏时，不时地通过MIDI接口使用连续的控制器信息对转换参数进行控制。

对于滑奏效果来说，你可以设置转换的音高比通常的音高略高一点（大约几个音分的样子），然后提升再发生参数。对每一个音符进行再循环和音高提升，从开始一步一步地升高直到接近滑奏效果（和声音高控制参数控制着每一步之间的距离）。

音高转换器可以制造出来非常优秀的回旋/合唱效果。方法是将音高控制参数设定为非常小的值（1到20音分），并且提高再发生参数来进行尝试。

噪声门（Noise Gate）

－　概述

噪声门可以帮助我们来去除信号中的噪声和"嘶嘶"声，而无管当时输入的音频信号是否低于某个特定的阀值。作为一个意外的收获，噪声门还可以产生非常特别的效果。

－　工作原理

较大的音乐声会导致"嘶嘶"的声音，这种声音在比较安静的时候（通常是在乐曲停止演奏的时候）就会被听到。设定阀值正好比"嘶嘶"声的电平高一点，这样将可以使信号通过。在信号电平低于阀值时，它将阻碍信号的输出，例如我们经常遇到的那种情况--信号只由单一的"嘶嘶"声组成（参见图3），这时就可以使用噪声门来处理。


图3：图中的上半部分显示了在通过"门"之前的情形。下半部分中注意尽管我们在门打开的时候去除了噪声信号，但是衰减的截止要比通常情况下来得突然。

－　重要的参数

阀值（threshold）或是灵敏度（sensitivity）参数：决定了使门打开的电平值。较高的阀值电平一般用于特殊的效果，例如去除一件重要乐器声音的衰减过程，以得到更有敲击感的声音。

消弱（attenuation）参数：一些噪声门具有可调节的关门状态消弱功能。当使用较少的消弱时，门并不完全关闭，此时一些低于阀值的信号还是可以通过。

衰减时间（decay time）参数：设定了当信号低于阀值时，声音淡出的时间。

音头时间（attack time）参数：工作在与上面衰减参数相反的情况下：当输入信号超过阀值后，噪声门打开一段指定的时间，使信号淡入。通常，你都是希望音头时间越短越好，使得最开始的冲击性声音不被错过。

开关输入（key input）参数：这个参数允许使用一个单独的音频信号（未经处理过的信号）来打开或是关闭门。

－　令人烦恼的特性

有时候噪声门会将某些你希望听到的声音去掉了。另外，噪声门对信号进行加工时，不需要信号在此之前经过过多的处理。消除高频噪声的同时也意味着消除了一部分信号。

－　要点

如果可能的话，应避免使用噪声门来进行噪声的消除工作，这是由于它会破坏细微的动态变化。

开关输入参数对于特殊的效果来说简直是再精彩不过的了。例如，你可以用kick鼓击打的声音将一个持续的和弦的声音"切"成节奏形式的小段。

对于巨大的鼓声，采样时会混入一些房间的声音，压缩信号之外的成分，然后使用一个较高阀值的门对它进行处理。这使得房间中的爆破声通过，但是这样消除了混响的衰减。

混响（Reverberation）

－　概述

混响效果用于模拟声音在声学空间（例如大房间或是礼堂等）中的反射。数字式混响器甚至可以创造出真实世界中不存在的空间效果。

－　工作原理

数字式混响器是通过一个算法来处理声音，这种算法中用滤波器建立了一系列的延时，模仿在真实房间中声波遇到墙壁和天花板后发生反射的情况。


图4：通常的混响参数。

－　重要的参数

图4中向我们展示了最基本的混响参数。

类型（type）参数：决定了混响效果模仿的类型：房间，大厅，反射板，spring（用于吉他功放的杰出的"拨弦"混响声），等等。

房间尺寸（room size）参数：决定了房间的全部容量。改变这个参数通常会使其他参数发生变化，例如低频或高频的衰减等。

早期反射电平（early reflections level）参数：早期反射是一种间隔非常接近的离散的回声，这一点与较晚产生的"wash"声音不同，后者将会持续混响声的尾部。

预延时（predelay）参数：决定了房间中产生的第一组反射声或混响声开始之前的时间，通常我们将其设定为100ms或是更短。一个较长的预延时时间将给你一种非常巨大的声学空间的感觉。

衰减时间（decay time）参数：该参数用于调整混响声的尾部衰减到听不到时所经过的时间。这里可以为不同的频段设置不同的延时时间，允许你根据房间的特性来设定更加合适的混响尾部。

线路转换频率（crossover frequency）参数：是一个为高频和低频成分分别设置延时时间的参数。它决定了高频和低频之间的"界线"。例如，对于一个1 KHz的线路转换频率来说，低于该频率值的信号将隶属于低频延时时间，而高于该频率值的成分将隶属于高频延时时间。

高频消散（high-frequency rolloff）参数：在自然的混响空间中，高频成分的消失速度要较低频成分更加迅速。高频消散参数就是用来帮助你模拟这一效果的。

混音（mix），平衡（balance）或是混合（blend）参数：这个参数设定了混响声和直接声的混响比例。

漫射（diffusion）参数：是一个"平滑/粗糙"参数。提高漫射会导致早期反射声的结合更加紧密，这样可以得到一个非常厚实的声音。减低漫射传播会使早期反射声分离程度增加。一些混响效果单元称这为密度（density），而一些漫射控制会影响所有的反射音，而不仅仅是早期反射声。

－　令人烦恼的特性

尽管是最优秀的数字式混响器，也不可能完全模仿出真正的大教堂中的那种感觉。一个真正的声学空间是最好的混响器。一个拙劣的混响算法不会给人带来任何感动，同时还会给声音中加入高音的"铃声"。

－　要点

不同的乐器会在不同的混响设置下得到好的结果。例如，低密度的设置值对于敲击的声音就会出现问题，这是由于第一声反射声更象离散的回声，而不是混响声。提高密度值可以解决这一问题。然而，低密度的设置值可以与人声很好地进行配合，使得声音更加丰满。

一个没有加任何混响的音轨会让人听起来十分的干且易碎，但是它也很容易被加上过分的混响。一些最为优秀的混响器仅仅提供了非常短的房间混响算法，使得混响声在混音中很不起眼，你不注意都不太容易发现。

为了创造一个感觉"宏大"的声音，你可以将低频延时时间设置得比高频的长一些。若是为了得到一个非常"轻"的声音，则反之。

震音（Tremolo）

－　概述。震音效果产生一种周期性的振幅变化，使得声音听起来好象是在进行有规律的跳动。

－　工作原理

利用一个调制源（例如一个三角波或是正弦波）来控制振幅。

－　重要的参数

调制（modulation）或是深度（depth）参数：决定了对振幅进行多大的变化的调制。

调制类型（modulation type）参数：一些震音效果器包括了不同类型的调制波形。

调制率（modulation rate）参数：设定了调制信号的频率。

－　令人烦恼的特性

通常来说，你都无法将震音调制的频率与MIDI的节奏进行同步。对于采集来的声音来说，震音效果会导致一些音符的音头被吃掉，以至于影响节奏。

－　要点

震音本来是用于吉他的，但是它在60年代就开始用于人声背景了，当人们醉得飘飘欲仙时，会觉得这种声音非常的中耳。

激励（Exciter）

－　概述

激励器用于增强声音的亮度，但是它又不同于均衡器。使用它的结果是得到一个非常明亮且"轻快"的声音，而没有简单地将高音提升后所带来的刺耳的感觉。

－　工作原理

不同的处理产生的变化很大，但是一个最普通的模式是增加少许的高频失真。另外一种办法就是在中频段声音较大的地方提升高频成分。有时相位的改变对于声音来说也是非常重要的。

－　重要的参数

激励器频率（exciter frequency）参数：设定了进行激励的频率。

激励器混音（exciter mix）参数：决定了增加多少激励声到原始声音中去。

－　令人烦恼的特性

人们通常都爱把激励开得过大，以至于毁掉了整个歌曲的声音。

－　要点

不要将整个乐曲的混音通过激励器，因为它的"杀伤力"实在是太大了。

为了得到好的结果，要使用辅助总线来驱动激励器，如果需要的话，可以为每一个通道增添细微的变化。

声音合成机（Vocoder）

－　概述

声音合成机主要是用于建造一种"谈话"的效果。

－　工作原理

一个声音合成机有两个输入口，一个是为乐器准备的载波输入口，还有一个是为麦克风或是其他信号源准备的调制信号输入口。对着麦克风说话将会加重调制波输入的频谱。这是通过打开和关上一些与人声具有相同共振峰的带通滤波器来实现的。

－　重要的参数

载波输入电平（carrier input level）参数：决定了载波信号的电平高低。

调制信号输入电平（modulator input level）参数：用于调整调制信号的电平高低。

平衡（balance）参数：设定了麦克风采样的声音与声音合成机声音的混合量。

高通滤波器（highpass filter）参数：用于直接从麦克风通道给输出端增加一些高频成分。这一点使我们更加容易理解混音中的一些发音（如英语中的s-和th-的发音，大致相当于汉语中的"嘶"），这些是由一些在通常的乐器声音信号中不常见的高频成分组成的。

－　令人烦恼的特性

如果滤波器太尖利，则很容易发生过载而造成可怕的失真现象。请不要称它们为声音合成机。

－　要点

声音合成机的优点远不止仅作为谈话效果来使用。例如，使用鼓的声音来代替人声对麦克风进行输入，然后再用这个信号来控制一个键盘的持续和弦。

为了得到最好的结果，被处理的乐器的声音中应该具有大量的谐波。失真吉他的声音作为声音合成机的载波会工作得很好，可以用它来调制一个合成器产生的锯齿波。

结语

信号处理的确是一件非常"酷"的事情，但是当你加入了MIDI控制时，效果将会更好。几乎没有人能够完全琢磨透现在已经存在的效果器和综合效果器，因此你很有可能找到一种让人们都感到惊讶的声音，并且只有你知道如何得到它。

附1：多重效果（Multiple Effects）

要进行复杂的设置，则需要将许多种不同的效果器组合到一起来使用。它们可以被组合成串联或是并联的形式（参见图5）。并联设置需要一个混音器（尽管有些综合效果器中内置了混音器，但还是有一些没有），这样使用起来将更加灵活。例如，贝司通过哗音效果器后声音就变"瘦"了，这是因为哗音效果器改变了贝司频谱。然而，若是将一个哗音效果器与一个对低音进行提升了的均衡器进行并联后就会得到非常精彩的效果。


图5：效果器的串联、并联和串/并联组合。

在串联使用效果器时，连接的顺序也是个问题。通常，处理动态的效果器（压限器）不是处于效果器链的最前端（以产生平滑而持续的信号），就是处于最后端（用以减低动态范围的变化）。

其次在链上的应该是给基音增加和声和谐波的效果器，例如失真，八度分割和音高转换器等。然后是均衡器，你可以用它来调节音调，时间延时效果（例如合唱等），以使声音丰满。最后，再使用混响器创建一个声学空间。当然，这些只是一个很平常的建议；在实际应用中还会有许多变化。

附2：关于软件效果器

许多的效果器都去掉了硬件的外壳，披上了数字化界面的外衣钻到计算机里去了。为什么要这样做呢？因此许多的信号处理器都需要强大的计算能力，因此将信号处理硬件移植到以计算机为基础的大脑中，具有许多硬件设备所不及的优势。

Windows操作平台有一套标准的音频信号处理"插件"。这些插件（由一些厂商提供的）的功能提供了从混响到"法兹器"的模仿等许多效果，而且可以被用于其他一些支持Windows DirectX协议（微软公司一提供的一种有关硬件编程的接口）的应用程序中。在Mac计算机中，也有许多插件标准，从TDM（用于Digidesign公司的顶级Pro Tools系统中）到Adobe公司的Premiere（一种非实时的格式，即它只能用于对文件进行编辑）应有尽有。

那么究竟哪一个比较好呢，是软件产品还是硬件设备？如果你是在一个俱乐部中进行演奏，当然应该使用硬件设备。但是如果你的音乐工作室中已经在使用一台计算机进行数字音频方面的工作，那么使用软件的效果器可以增强你声音的魅力，同时利用的只是最少的投资和空间