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一个用加法合成产生的、具有21个不和谐分音的类似铃铛的声音

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加法合成(英语:Additive synthesis)是一种用叠加在一起的正弦波合成音色的声音合成方法。 [1][2]

傅里叶分析的角度上来看,乐器的音色均可被分解为一系列和谐或不和谐的分音。加法合成利用了这一点,使用具有不同频率振幅的正弦波重现这些分音。各分音的响度可以用开始-衰减-保持-释放(英语:ADSR)包络英语Envelope (music)低频振荡英语Low-frequency oscillation动态控制。

最直接的加法合成即将几个正弦波叠加在一起。也有采用预计算的波表英语Wavetable synthesis逆快速傅里叶变换的实现方式。

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原理编辑

在日常生活中听到的声音不是以单一频率为特征的。相反,它们由一系列频率振幅不同的纯音(即分音)构成。无论原本的声音是否是钢琴声之类的乐音,只要将这些分音组合在一起,即可还原出原本的声音。这些分音的频率与振幅随时间的动态变化即所谓的音色。从整体声音信号提取出分音的特征的技术被称为傅里叶分析。傅里叶分析得出的数据叫做原始声音信号的傅里叶级数

对单个音符来说,它含有的分音中最低的频率被称为基本频率。简单起见,即使常见乐器演奏出的单个音符中还包含许多其他频率,音符也往往被定义为其基频(例如“中央C是261.6赫兹”)[3]。基频以外的频率叫做泛音或者谐波[4]。换言之,基频定义音符的音调,而泛音定义音符的音色。人类之所以能区分钢琴和小提琴的声音,就是因为它们演奏出的同一音符的泛音不同。即使是同种乐器,不同的乐器个体间也会存在细微的音色差异。

加法合成旨在利用声音的这种特性来从头开始构造音色。只要将不同频率与振幅的纯音(即正弦波)加到一起,就可以精确地定义出想要创造出的声音的音色。

定义编辑

实现方式编辑

加法分析与重新合成编辑

应用编辑

历史编辑

离散时间公式编辑

另请参阅编辑

参考资料编辑

  1. ^ Julius O. Smith III. Additive Synthesis (Early Sinusoidal Modeling). [14 January 2012]. The term "additive synthesis" refers to sound being formed by adding together many sinusoidal components 
  2. ^ Gordon Reid. Synth Secrets, Part 14: An Introduction To Additive Synthesis. Sound on Sound. [14 January 2012]. 
  3. ^ Mottola, Liutaio. Table of Musical Notes and Their Frequencies and Wavelengths. May 31, 2017. 
  4. ^ Fundamental Frequency and Harmonics.