電子樂器vs數碼樂器,傻傻分不清

古典樂手往往對令人眼花撩亂的電子或數碼樂器有點疑惑,有點着迷。芸芸眾多「通電就有聲音」的樂器中,有些基本分別,產生聲音的方法是其一。

我的靜音低音大提琴

樂器的學術分類裏對「電子樂器 electrophones 」¹ 的定義仍有爭議。不過,我就先在此將一些常見電音籠統按發聲原理分為三類。

  1. 將振動擴大,並變為電子聲音訊號
  2. 以電子訊號發生器(signal generator)或聲音庫(sound bank)產生聲音
  3. 以控制器(controller)驅動電腦或音源器(sound module)播放聲音

電子擴音

電結他或低音電結他大概是最為人熟悉的電子樂器。有時被視為「弦鳴樂器 chordophones 」,弦線彈撥產生振動的方式與木結他或低音大提琴沒甚麼分別。

電結他弦線的振動由拾音器(pickup)變為電子訊號,然後可經各式放大器(amplifier)擴大,再由揚聲器(loudspeaker)輸出為聲音。樂手花上不少心血去找適合的拾音器或其他電子零件。

Piezo 壓電是其中一種拾音電子元件(參見完整片段有更多物理原理)

傳統弦樂器也有電子版本,就是那些削去了音箱只剩空框的電提琴。拉奏或彈奏時,弦線振動經琴碼(bridge)傳到拾音器,故此「空框」的功用只為免影響拉奏姿勢。琴碼及拾音器質量對音質攸關重要:提琴琴碼裏的振動放大後,就連當中的瑕疵也會大為擴大!

雖然 2SET 用傳統提琴拉奏古典樂句,用電提琴拉奏流行樂,反其道而行其實亦可

類比合成器

無需振動,純以電子器材也可以產生聲音:只要有某頻率的強弱電壓脈沖推動揚聲器,效果相當。特雷門琴(theremin)是碩果僅存的傳統純電子音樂,已有百年歷史。

我找到發明家本尊演奏 theremin 的片段,但其實 YouTube 上的現代 theremin 演奏者不計其數

簡單的電子零件如振盪器(oscillator)就可以產生有週期性的訊號。正弦波振盪器(sinusoidal oscillator)可以產生 sine wave ,而將 sine wave 疊加起來就可以產生其他基本波形了。

按 Run Pen 試試看各種基本波形(示波器使用了 https://npm.io/package/webaudio-oscilloscope

大部份類比合成器都用上振盪器產生各種基本波形,再行經各式電子零件如增益器(gain),或者濾波器(filter)等,成為獨特的「電音」。通常合成器都有個簡單鍵盤,用以控制音高。

類比合成器現在依然是現代音樂重要一員

每次重新配置電子線路未免太繁瑣費時,樂手後來將常用的聲音儲存到聲音庫,控鍵就可以重現某訊號。如此歷史上就出現了電子琴,可以彈奏各式樂器的聲音了!

傳統使用電子發聲的電子琴

對合成器有興趣的話,可看看友人的 facebook page 「合成貓」:

數碼樂器

摩爾定律」提到:電腦記憶體價格每一年半就劈價一半。除了各式樂器,現在我們已能輕易將各種強弱、奏法通通儲存起來,再用電腦晶片處理混音。

80 年代可以錄音的手提電子琴

數碼聲音合成只需電腦運算,再用不着振動器等電子零件(當然也可以用軟件模擬電子聲音)。用某檔案作音頭,另找一個檔案作持續音,然後或許用上淡出(fade out)結尾。電腦軟件帶來很多新鮮可能。

現在數碼樂手較注意音樂控制器。新的控制器(controller)層出不窮,不再限於鍵盤式,還有敲擊、鼓板、吹管樂等,型態萬千。若你見到吹管樂手用 saxophone 狀的樂器奏出小提琴或定音鼓聲音,也不用太驚訝。

2019 年一個演出的綵排片段,樂隊的數碼聲音只有歌手 Edwin 可以聽到

很多數碼樂器依然承傳着數碼音樂之皇 MIDI 的血統。只需音起/音止、音高、音量,加上各式 CC (control change)訊息,已能表現很多音樂上的可能。最重要是,各式軟硬件都有良好支援,方便延伸。

NIME 2018 中的演出

玩藝之人又豈會自我設限?每年一度的 NIME 大會就有各種各樣機器與音樂結合的嶄新嘗試。

[1] Britannica: electrophone https://www.britannica.com/art/electrophone

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Chuck-jee Chau 周卓之
電腦音樂研究筆記 Computer Music Research Notes

Lecturer/Musician at Hong Kong, made an “Intro to Computer Music” course at CUHK, appears as a collaborative pianist/percussionist in shows 大學講師,以向學生推廣電腦音樂研究為己任