第 3 章：音色生成系统与音乐制作方式的演变

在 FM 音色发生器发展的推动下，雅马哈在 20 世纪 80 年代将其合成器全面转向数字技术。同时，得益于集成电路技术的进步，我们发布了一系列功能更加丰富的产品。其中一项重要举措就是开发一种全新的技术，将原声乐器的真实声音进行数字录音（通常称为“采样”），并将其用作音色生成器。鼓、打击乐器、效果音和其他类似的声音相对较短，非常适合采样；此外，在回放这些录音时，几乎不需要调整音高或音色。因此，采样技术可以轻松地再现这些以及其他原声乐器的声音。基于此，20 世纪 80 年代，各家乐器制造商开始在鼓机和其他类似产品中采用基于采样的音色生成技术，也称为脉冲编码调制 (PCM)。雅马哈将这种引擎称为高级波形记忆 (AWM) 音色发生器。

然而，这种音色发生器的应用范围并不仅限于鼓声：它还可以回放从钢琴、吉他和其他衰减时间较长的乐器录制的采样，以及风琴等乐器的持续音。尽管如此，它在当时的主要用途还是作为采样器，即原样回放录制的乐器声音，而不是在合成器中用于创造新的声音。要使 AWM 音色发生器能够像合成器引擎一样，以更具创造性的方式设计声音，或作为现场表演中富有表现力的乐器的一部分，还需要克服许多技术难题。

其中一项挑战就是开发出能够像模拟合成器中的滤波器一样工作的数字滤波器。虽然当时人们对描述这些设备工作原理的理论数学公式已经有了深入的了解，但在数字电路中模拟这些行为时，其效果远不如模拟滤波器那样平滑。开发人员发现，赋予“共振”以特性尤为困难，而“共振”正是模拟合成器的一大特色。其他乐器制造商已经发布了一些带有数字滤波器的合成器，但大多数产品都无法令人满意。许多合成器甚至完全没有共振功能，而另一些合成器则试图以人为的方式模拟这种独特的滤波器行为。

事实上，雅马哈当时已经开发出一种能够精准再现模拟滤波器行为的数字滤波器，这项期待已久的功能最终在 1989 年发布的 SY77 数字合成器上首次亮相。SY77 同时配备了 AWM 音色发生器和 FM 音色发生器，这两种音色发生器可以与数字滤波器配合使用，雕琢出极富表现力的声音。这两种全新的音色生成方式分别被命名为高级波形记忆 2 (AWM2) 合成和高级频率调制 (AFM) 合成。SY77 可以通过采样和 FM 的混合组合创造出激动人心的音色，还具有许多其他开创性的功能——例如，AWM2 引擎的 PCM 波形甚至可以用作 AFM 音色发生器的运算波。

此外，数字滤波器的截止频率和共振参数也可以通过键盘的力度和触后力度来控制，所有这些功能的组合被称为实时卷积与调制 (RCM) 系统。凭借平滑的数字滤波器以及 PCM 和 FM（当时数字音色生成领域的两大主流技术）的结合，SY77 在发布时几乎好得令人难以置信，并成为了 20 世纪 90 年代合成器先进技术的代表之作。

20 世纪 90 年代合成器的另一个显著特点是多音色音色发生器的出现。多音色是指乐器能够同时演奏多种不同类型的声音，这项功能对于音乐制作来说至关重要。

虽然多音色功能对于现场演奏的键盘手来说并没有那么重要，但它确实可以使鼓、贝斯、钢琴和独奏部分等不同乐器的声音同时演奏。然而，当 MIDI 音序器在 20 世纪 80 年代后期开始流行时，这项功能才真正发挥出其强大作用。它使得音乐家们可以使用一台合成器创作完整的音乐编曲，并越来越多地用于制作完整的演示磁带和伴奏音轨，供键盘手进行演奏。虽然在早期的 FM 时代就已经出现了支持多音色的音色发生器，但随着能够发出高质量、高度逼真的原声乐器音色的合成器的出现，人们对多音色功能的兴趣显著增加，AWM2 和其他类似的音色发生器也能够做到这一点。与此同时，各家合成器制造商之间也爆发了激烈的竞争，他们都在努力推出价格更低、能够同时演奏更多音符或音色、提供更多音色变化选择的产品。

在多音色技术出现之前，如果想使用 MIDI 音序器自动播放多个音色，音乐家们就必须花费数十万日元购买足够数量的合成器才能满足需求。

但现在，只需一台乐器就能毫不费力地同时发出所有这些声音。尽管许多制造商都推出了支持八声部多音色的音色生成器模块来满足这一需求，但雅马哈的 TG55 凭借其十六声部多音色系统脱颖而出，提供了性价比。SY77 和 SY55 工作站同样如此，这些革命性的乐器扩展了音乐制作的受众群体。

从 20 世纪 90 年代初开始，前十年后半期使用的硬件音序器（如 QX 系列）逐渐被基于计算机的软件音序器所取代。与此同时，录音室里也开始出现越来越多的数字设备，例如连接到计算机的 MIDI 接口、安装在机架中的采样器、合成器和其他音色发生器、以及用于输入演奏数据的主控键盘，所有这些设备都通过复杂的线缆网络连接在一起。使用这种以计算机为核心的音乐制作系统，一位音乐家可以自由地演奏和录制他们想要的任何音轨，并在短时间内制作出一首完整的歌曲。不可否认，这提高了成为键盘手的门槛，也正是在这个时期，合成器的发展方向根据对其作为乐器的要求分成了两条不同的路径。

第一条路径是将合成器简单地用作音色发生器。某些应用会使用管乐器和吉他合成器来演奏音色发生器，但主流趋势是将其作为基于计算机的音乐制作系统的一部分。在这种情况下，音色发生器将由计算机或其他 MIDI 信号源控制，这意味着它不再需要像过去的合成器那样与键盘集成在一起。为了满足这一需求，雅马哈发布了一系列机架式和桌面式音色生成器，并将其命名为 TG 系列。

第二条路径则是将合成器发展成为能够同时满足键盘手和编曲家需求的工作站——这也是当时大多数键盘型合成器所遵循的路径。演奏者只需使用工作站就能制作出完整的歌曲，无需特殊的计算机技能，只需使用这台乐器就能完成全部的音乐制作，无需任何复杂的线缆，还能从录音室级别的高质量音频中获得创作灵感。前面提到的 SY99 将所有这些元素融合在一起，被视为 20 世纪 90 年代工作站的巅峰之作；而 SY 系列则是雅马哈工作站合成器的鼻祖。

从 20 世纪 90 年代初开始，采样和 PCM 音色生成方法开始成为合成器声音制作的主流技术，其核心是真实乐器的录音和回放。高质量的录音和回放可以复制与原声完全相同的声音，但要将其发展成令人信服的乐器并非易事，主要是因为必须对音高和音色进行实时控制，才能使这些声音具有可演奏性。举例来说，钢琴键盘有 88 个键和相同数量的音阶音符，MIDI 允许在 127 级的音阶上表现演奏的力度，逼真的声音需要随时间变化并相互结合，控制器必须能够调制声音以获得更高的表现力。不难看出，必须录制涵盖所有这些可能性的多种不同模式，并即时选择合适的模式进行播放。这反过来又需要大量的录音数据，由内存和处理器进行处理，而当时内存和处理器的速度仍然很慢，成本也很高。在这方面，当时的技术还远不能满足需求。

虽然雅马哈的 FM 音色生成系统无需太多内存就能产生富表现力的声音，但我们的合成器开发团队还是开始探索新的音色生成方法，以期创造出更加逼真、更接近原声乐器的音色。最终，物理建模被认为是有潜力的解决方案。

除了 VL1 中使用的自激振荡型 VA (S/VA) 音色发生器外，雅马哈还开发了一种自由振荡型——F/VA——并在次年发布的 VP1 虚拟模拟合成器中采用了这种引擎。F/VA 音色发生器可以模拟打击乐器和弦乐器的敲击、拨弦和弓弦的多种不同变化，但它并不局限于模拟现有的声音，还可以模拟从未出现过的乐器。虽然 VL1 和 VP1 合成器技术先进、表现力强，但要使用它们进行演奏，必须同时演奏呼吸控制器等多个不同的控制器，这意味着演奏者必须具备高超的技能。因此，它们并没有在传统的键盘乐器演奏者中流行起来，仍然是一种小众乐器。

在 20 世纪 80 年代，雅马哈凭借开创性的 DX 系列确立了自己在数字合成器开发领域的领导地位。随着 20 世纪 80 年代后期 PCM 合成器时代的到来，我们成功开发了 AWM2 音色发生器，随后又推出了功能强大的 SY 系列。然而，这段旅程并非一帆风顺。

影响雅马哈业务的因素之一是汇率波动。1983 年 DX7 发布时，1 美元约等于 240 日元；但到 1989 年 SY77 发布时，这一数字已大幅下降至 145 日元。1991 年底，雅马哈推出 SY99 时，美元汇率进一步下跌，跌破了 130 日元大关。从那时起直到 1994 年 VP1 上市，日元持续走强，最终迫使美元贬值到 100 日元以下。

在 DX7 时代，我们曾自豪地以合理的价格向世界各地的客户提供高性能的合成器。但 20 世纪 90 年代日元的迅速升值严重削弱了我们产品的价格竞争力。特别是雅马哈开发的入门级合成器，在海外市场上的价格已经达到中高端价位，超出了目标用户的预算。

日本经济泡沫的破裂也给雅马哈带来了沉重的打击。从 1991 年开始，日本经济迅速衰退，相对昂贵的电子乐器的销量大幅下滑。其他日本制造商也面临着同样的困境，他们纷纷精简产品线，在多个型号之间共享功能，并推出价格更低的产品以应对挑战。

虽然合成器诞生的初衷是为了让音乐家拥有与原声乐器相同的表现力，但采样技术的进步已经使人们可以轻松地制作出与原声乐器完全相同的声音。因此，人们开始更加重视合成器作为原声乐器替代品的作用，而不是它为创造性声音设计所提供的功能。此外，其他一些技术的发展也使得使用相同的演奏数据比较不同制造商生产的合成器的声音变得更加容易。例如，1991 年发布的通用 MIDI (GM) 标准适用于根据 MIDI 信息发出声音的合成器，而标准 MIDI 文件 (SMF) 则被开发为交换 MIDI 演奏数据的通用格式。因此，合成器的购买者开始更加关注合成器产生的声音差异及其对音乐制作的适用性，而不再像过去那样重视合成器特有的功能和可玩性。