第 0 章：序言；合成器发展的先声

1975 年 1 月，雅马哈 Electone GX-1 惊艳亮相，这是一款采用合成器式音色生成技术的电子琴。作为雅马哈 Electone 系列的全新旗舰，这款雅马哈第二款合成器堪称“梦幻乐器”。GX-1 在电子乐器发展史上的地位毋庸置疑。我们在接下来的第 1 章中将会看到，一款名为 GX-707 的原型机于 1973 年完成，但其实更早之前，雅马哈的开发人员就已踏上探索之旅，矢志打造一台能够展现高水平音乐表现力的梦幻乐器。如今合成器中许多核心技术的诞生，远比我们大多数人想象的要早得多。在本章中，我们将回顾在合成器技术即将破晓之际，雅马哈是如何倾注心血，一步步打造出 Electone 的。

让我们将时间回溯到 1959 年，雅马哈——当时的日本乐器制造株式会社（Nippon Gakki）——推出了其首款全晶体管电子琴，名为 D-1，这便是雅马哈的第一台 Electone。在接下来的几年里，雅马哈几乎每年都会发布新款 Electone。到了 20 世纪 60 年代中期，时任公司总裁川上源一先生高瞻远瞩，号召公司集结所有技术力量和专业知识，创造出世界上伟大的电子乐器。雅马哈先后打造了四台原型机，最终在 1968 年成功开发出 EX-21，并于次年在日本国内和海外隆重亮相。这款乐器的成功，也为雅马哈首款专为舞台表演设计的 Electone EX-42 的商业化前景提供了有力佐证。EX-42 计划于 1969 年晚些时候发布，然而，为了能够在 1970 年大阪世界博览会上惊艳亮相，EX-21 又经历了多轮开发和测试。由于乐器的框架、踏板和琴凳均采用整体铸件，因此在最终制成四台成品之前，部分原型机出现了裂纹和断裂。

EX-21 的音色生成采用了一种混合系统，它巧妙地融合了最高倍频程分频和独立振荡器两种方式。然而，这个系统却无法直接内置于乐器本身，只能被安置在一个独立的、类似于机架的音色生成器单元中，并通过一根特殊的粗电缆与乐器连接。由容易开裂的铸铁机身、独立的音色生成器单元和音箱共同构成的 EX-21，总重量约为 800 公斤，这使得它搬运起来十分困难。尽管如此，1969 年 5 月，由大木幸一和桐野义文演奏的 EX-21 还是在拉斯维加斯的一场乐器展上开启了它的世界巡演。所到之处，观众们无不为 EX-21 卓越的音质和表现力所倾倒。

参与世界巡演的演奏家桐野义文先生曾将一台 EX-21 安置在他家中约两周时间。在此期间，乐器本身放置在一个房间，而通过电缆连接的音色生成器机架则放置在另一个房间。每当他按下乐器上用于切换音色预设的注册按钮时，他都能听到从音色生成器那里传来巨大的机械碰撞声。这显然是继电器开关动作所产生的噪音，这意味着 EX-21 的音色是通过机械方式进行切换的。不过，在外观设计方面，桐野先生表示，这台乐器看起来就像来自外太空的未来主义作品，令人过目难忘。

考虑到其复杂的设计、巨大的重量和独特的音色切换系统，EX-21 的价格高昂也就不足为奇了——当时约为 2000 万日元，相当于现在的 1 亿日元。这款乐器的型号名称来源于当时在售的旗舰 Electone E-3，在其标识符后添加了一个“X”，并附加了数字“21”，以期展望 21 世纪——当时距离 21 世纪还有几十年。EX-21 集成了 20 世纪 60 年代末的所有先进技术和创新理念，代表了 Electone 家族的旗舰之作，称其为 GX-1 等梦幻乐器的鼻祖也当之无愧。

合成器的振荡器数量与其复音数，也就是能够同时输出的音色数量息息相关。例如，在四音复调乐器上，可以通过使用四个振荡器中的每一个演奏不同的频率来创建和弦。然而，早期的雅马哈 Electone 通过根据需要将振荡器音色分配给任意琴键来实现全复音，这主要采用了两种不同的方法——即独立振荡器方法和最高倍频程分频方法。

顾名思义，独立振荡器方法为每个琴键配备了独立的振荡器，以便它们可以一起演奏以产生和声。因此，如果您有一个 40 键的键盘，那么您就需要 40 个独立的振荡器。这种方法的成本会迅速增加，而另一种最高倍频程分频方法则只需要一个八度音程的振荡器。这些振荡器中的每一个都会产生相应音符的最高可演奏频率，并巧妙地利用了频率减半时音高正好下降一个八度的原理，通过使用分频器电路进行简单的整数除法，将振荡器产生的基频转换为较低八度的音符。因此，只需 12 个振荡器——半音阶中的每个音符对应一个——就可以同时为键盘上的每个琴键产生音符。

早期的 Electone 在这两种方法中都使用了恒定振荡。这意味着当乐器开启时，每个振荡器始终都在产生音调，但只有在按下正确的琴键时，它们才会被发送到放大器。然而，这种特殊的方法容易出现漏音现象；即使乐器没有被演奏，也会有声音输出。这时就需要工程师介入进行调整。

作为一款真正的梦幻乐器，EX-21 采用了一种混合系统，将这两种音色生成方法结合在一起。具体来说，它采用了雅马哈 E-1（64 万日元，1962 年）的最高倍频程分频系统，并将其与雅马哈 F-1（220 万日元，1964 年）的独立振荡器系统相集成。

EX-21 的继任者是 EX-42，它的开发重点是面向大众市场发布，不再仅仅局限于原型测试。为此，其音色生成被简化为仅使用最高倍频程分频，这有助于将乐器的重量降至 180 公斤。

在音色方面， EX-42 引人注目之处在于，它除了其他音色拉杆外，还为管风琴音栓（也称为管风琴）提供了从 16 英尺到 1 英尺的九个音色拉杆，分别对应不同音高的音管。它还可以产生打击乐音色以及类似钢琴和大键琴那样带有衰减阶段的音色。一种名为“波浪运动”（Wave Motion）的特殊音色可以相对于上键盘上的其他音色进行音高偏移，将这些音色组合在一起就能产生独特的起伏音效，这预示着未来成熟合成器将具备的功能。某些音色还具有触感响应功能，尽管数量有限，但它们清晰地表明了雅马哈开发人员的投入程度。此外，上键盘、下键盘和脚键盘还配备了称为耦合器的音色拉杆，允许将一个键盘上创建的音色与另一个键盘上的音色混合，这预示着现代合成器的分层功能。

EX-42 拥有与 EX-21 类似的独奏键盘和滑音键盘。独奏键盘可以用来演奏总共七种音色——四种单音色和三种复音色。演奏者可以将单音色静音，或通过左右摆动琴键来应用颤音；同时，还可以使用钟琴、颤音琴和钟琴-里拉琴等复音色来演奏带有和弦和和声的独奏。滑音键盘位于独奏键盘的左侧，类似于一个能够发出自己声音的条带控制器。它有六种不同的音色，演奏者可以通过添加音效和平滑的音高过渡来增强表现力。此外，它还具有自动静音模式和混响效果，特别适合营造宇宙、超凡脱俗的声音。这种滑音键盘后来在 GX-1 和 CS-80 中再次出现。

EX-42 是第一款配备自动节奏型的 Electone——确切地说是 13 种——并且像之前的 Electone 一样，它有四个打击乐按钮。该乐器还在上下键盘之间配备了四个按钮，用于切换如今被称为音色预设存储的功能。这些按钮中的每一个都可以用来保存和调用所有上键盘、下键盘和脚键盘的设置，演奏者还可以使用四个脚趾活塞中的任意一个通过脚来切换音色预设，当然，这些活塞与键盘之间的音色预设按钮是相连的。

一个可拉出的预设板上有各种控制器，其中包括可以用来独立调节独奏键盘、上键盘、下键盘和脚键盘音高的旋钮。当然，它们可以用来将键盘调到标准音高，但这些旋钮也可以将键盘的音高相对于彼此进行微调，以创造一种独特的脉动音频效果。

虽然最高倍频程分频最终会被其他音色生成技术所取代，但 EX-42 的音色创造能力和表现力仍然是革命性的，令人难以置信这款乐器至今已有 50 多年的历史。毫不夸张地说，如果没有 EX-42，就不会有 GX-1 的诞生。

为了更好地理解雅马哈对于 EX-42 的定位，让我们来回顾一下当时的宣传资料：“作曲家和演奏家都在努力引领时代潮流，并实现独特的印象形式。乐器自然也会随之发展，反之亦然。无论哪种情况，任何乐器的诞生都会为音乐史增添一个新的表达世界，雄心勃勃的雅马哈 Electone EX-42 也不例外。作为先进电子技术与世界音乐工艺的结合，EX-42 拓展了乐器和艺术表现力的边界。它完全能够满足作曲家和艺术家在大型音乐厅、广播电台、餐厅和录音室等各种场所的需求。它还是创作电视节目伴奏音乐、广告曲目和电子音乐的多面手。我们为全新的 EX-42 感到无比自豪，并希望您也能欣赏到它的真正潜力。”

在完成 EX-21 和 EX-42 的开发工作后，雅马哈将目光投向了新一代 Electone，目标是实现更自然的音色。这些新乐器中的一款最终成为了 Electone GX-1。

这款乐器的前身 GX-707 原型机于 1973 年完成，并凭借在 NAMM、Musikmesse 和日本各种活动中的演示表演赢得了盛誉。对这款原型机的进一步改进，更加坚定了雅马哈发布 GX-1 的决心。

与早期以持续不变的音调作为音色创作基础的 Electones 型号形成鲜明对比的是，GX-1 采用了一种名为群控电压的技术，这与雅马哈的“活力音色”（Living Sound）设计理念相符。这种技术通常被称为复音模拟合成器方法，它使乐器能够产生随时间变化的音色，为音乐表达带来了前所未有的可能性。

与以往相比，GX-1 的单个音符更加明亮，和弦也更加 resonant。早期 Electone 上的音色拉杆已被取代，取而代之的是预设音色，其音色变化和平衡设置预先存储在乐器中。演奏者只需按下相应的音色选择器即可选择适合音乐的音色，这与我们今天在合成器上选择音色的方式非常相似。

GX-1 提供了以下早期 Electone 所不具备的独特功能：

1. 使用模拟合成进行音色生成

2. 最高可达 18 音复音，其中上键盘和下键盘各 8 音，独奏键盘和脚键盘各 1 音

3. 使用音色模块添加预设音色，并能够编辑音色

4. 音调弯曲、延音、共鸣和混响，以实现更丰富的表现力

5. 增强型触感响应

GX-1 被归类为合成器，主要原因在于它的音色生成器部分包含一个由压控振荡器 (VCO)、压控滤波器 (VCF) 和压控放大器 (VCA) 组成的模拟合成器，而且它能够控制音色随时间的变化，而这正是创造音色的基础。鲜为人知的是，这种不断变化的音色无法仅通过乐器本身轻松创建，还需要使用音色板（Tone Board）——一个包含可视化指南的专用编辑器——来实现。

同时，雅马哈还提供了两种不同类型的包含预设音色的音色模块：第一标准（或“黑色”）模块代表了最初的批次，而第二标准（或“红色”）模块则是后期发布的。您可以在我们于 2018 年开设的雅马哈乐器博物馆——“创新之路”——亲眼目睹一台真正的 GX-1。虽然这款乐器通常配备的是固定琴凳，但我们的展品配备的是电动琴凳，可以前后左右调节。这款限量版型号是应公司总裁川上的要求制造的，用于日本各地的电子琴比赛和音乐学校，电动琴凳确保了儿童和成人都能轻松演奏。

GX-1 专为舞台表演而设计，配备了相当庞大的模拟合成器系统，从尺寸和成本的角度来看，显然不适合用于家庭和工作室的乐器。因此，在开发 GX-1 的同时，雅马哈还在高速研发一种新的音色生成器，它既能利用快速发展的数字技术的优势，又不牺牲音质和表现力。最终成果便是脉冲模拟合成系统 (PASS)，这是一种模拟-数字混合系统，最早应用于 1977 年的 EX-1 和 EX-2。PASS 秉承了在 GX-1 上大获成功的“活力音色”设计理念，使用两组音色生成器——即长笛音色（或“风琴音色”）生成器和管弦乐音色生成器——实现了丰富、优美的音色，可以产生小提琴、钢琴和其他随时间变化的音色。这两组音色生成器还可以叠加在一起进行音色创作，EX 电子琴还能够改变管弦乐音色的八度，这为音色雕琢提供了更大的灵活性和创造性。此外， celeste 效果可以将两个长笛音色或两个管弦乐音色叠加在一起，以产生更丰富、更深沉的音色。更重要的是，EX-1 和 EX-2 还配备了滤波器——任何专业合成器的关键部件——允许用户采用类似合成器的方法进行音色创作。

所有这一切都得益于雅马哈专门为音色生成器开发的新型芯片。得益于这项创新，雅马哈现在可以生产出比以往更紧凑、功能更强大、制造成本更低的乐器。由此产生的 PASS 音色生成器主要用于 Electone，尤其是 1978 年的新 C 系列，其销量超过了 Electone 历史上的任何其他型号。

我们在第 2 章中将会看到，调频 (FM) 音色生成器的开发工作在此时已经开始。从 1981 年起，这些数字音色生成器迅速成为雅马哈的主流技术，这意味着 PASS 的使用寿命相对较短。尽管如此，这种音色生成方法还是被应用到了雅马哈合成器上，并在 1979 年至 1981 年的 SK 系列乐器中使用。这些乐器以及 GS-1 和 CE 系列还配备了 Ensemble 和 Symphonic 效果——更具体地说是使用桶形延迟 (BBD) 模拟延迟电路的三相合唱效果——这在 PASS 时代是不可或缺的。

从公司成立之初，雅马哈的开发人员在开发新乐器时就从未忘记过演奏者和复音的重要性。得益于这一承诺，20 世纪 60 年代的技术不仅以音色生成器的形式延续至今，还体现在触感和响应如同真实乐器般的机械键盘、能够提供更丰富表现力的滑音轮、以及预设存储功能等方面。世界期待着雅马哈模拟合成器 SY-1（1974）的到来；然而，从性能和技术的角度来看（除了音色会随时间变化之外），我们在那个年代就已经开始探索合成器的应用方式，超越了对现有乐器音色的再现，以实现其独特的声音表达。在此背景下，我们对那些早期开发人员的好奇心和坚韧不拔的精神表示由衷的感谢。

从最高倍频程分频到 AWM (高级波形记忆)，率先采用新音色生成技术的乐器都是 Electone 型号（无论它们是否能够塑造自己的音色）。