音色：➋振幅与包络

上节我们学习了频率成分和谐波，但构成音色的另一个重要元素是音量随时间的变化。例如，即使是单个小军鼓的声音，也会有一些像“嗒！”一样迅速消失，而另一些则会就像“嗡嗡！”一样持续很长时间。

一次击打中，音量何时达到峰值？之后又如何衰减？这是影响音色的要素，同时也会影响节奏的感知和律动感。

当你观察波形时，描绘音量的曲线一目了然。这条显示音量随时间变化的曲线被称为振幅包络线（英 Amplitude Envelope）。有时也简称为“包络线”。

包络这个术语在合成器领域是众所周知的，因为设计音量变化是合成器声音创作中最基本的过程之一。

Clean Bandit的《Symphony》开头的柔和音色是由正弦波构成的。正弦波没有泛音。考虑到频率成分会影响音色，正弦波听起来可能比较平淡……但琴槌的包络设计创造出一种非常自然、悦耳的音色。这意味着即使频率成分相同，包络也会对音色的印象产生很大的影响。

这些都是正弦波的声音，唯一的区别就是包络。每个声音都有自己的个性！上次我试过削减泛音，结果发现任何声音都会变得像水一样平淡无味，这么说只对了一半。即使是没有泛音的正弦波，也能根据包络赋予其个性。

特别是在早期的游戏音乐例如Famicom中，可用的波形数量非常有限，但即使在那种环境下，作曲家也能够通过使用包络设计来创造音色的变化。

上次我们将频率成分比作“味道”。从这个意义上讲，包络就像“质感 ”。水和冰，米饭和麻糬，意大利面和通心粉。它们的味道可能都一样，但如果质感不同，味道就完全不同。音色也是如此。

包络线绘制的曲线变化多样，在唱歌或吹口哨时，可以根据气息的强弱无休止地控制音量。然而，在古典合成器中，音量变化被分解成四个参数进行调整。所以，让我在这里解释一下这四个参数。

对于大多数乐器来说，峰值音量会在演奏的瞬间出现。然而，有些乐器会在一段时间后达到峰值音量。这段“从演奏开始到音量达到最大值的时间”被称为起音（英 Attack）。

例如这种特殊音效————音量逐渐变大。

这种情况被称为“迟缓”的起音。即使底鼓（低音鼓）的声音听起来像瞬间达到了最大音量，但其尖锐度还是存在差异。

比较一下这两个底鼓的音色，第二个底鼓的起音略显迟缓。所以，如果你放大波形图仔细观察的话……

第一个

第二个

可以看到，第一个在一开始就立即达到峰值，而第二个曲线略有弯曲，需要更长的时间才能达到峰值。

在这种情况下，第二个底鼓的起音会被描述为“沉闷”或“无力”。这对于人声也很关键，如果起音在发声时没有达到顶峰，就会听起来很沉闷。

当然，沉闷的音色也还不错；这取决于在那种情况下需要什么样的声音。比如，在嘻哈音乐中，很多情况下沉闷的“vos”式声音听起来既脏又酷。

声音达到最大音量后，音量逐渐减弱。有些声音会立即消失，而有些则会持续很长时间。 演奏结束后，声音消失所需的时间称为释放（英 Release）。

比如这是钟声。敲击钟声的瞬间，音量达到最大，因此起音时间为零。然后，轰鸣声持续一段时间，同时衰减，就像滑音一样。“滑音”部分就是释放时间。

钟是释放极长的乐器的一个例子。不同乐器的释放音长短不一，这决定了音色的个性。

分别为马林巴琴、木琴和颤音琴，但马林巴琴和木琴的释放时间较短，而颤音琴的释放时间较长。

钟等打击乐器一旦敲击即结束，而风琴等键盘乐器则通过“按下琴键→松开琴键”两个步骤完成演奏。管乐器也包含“吹奏→停止”两个步骤。只要屏住呼吸，就能保持声音的延续。这种“声音持续的音量”被称为“延音”。

由于管风琴的音量从最初的“起音”开始就不会改变，因此它的延音会达到最大值，即100%。这是一种相对罕见的类型，对于管乐器来说，在按住音符时，音量通常会比吹奏起音时减弱。如果你一直用尽全力吹奏，你可能会喘不过气来。

这里有一个小号的例子，一开始强劲地吹奏，然后逐渐减弱。在这种情况下，延音也稍微弱一些。钢琴也可以通过踩下延音踏板来维持声音，因此它会产生类似的包络。

正如预期的那样，延音音量略低于击弦时的音量。除了风琴之外，能够轻松保持100%延音的乐器还有小提琴和合成器等弓弦乐器。而打击乐器则基本不存在延音，因为不可能“持续吹奏”或“持续按住”。

因此，对于具有延音的乐器来说，还有另一个重要因素：从“起音”中的峰值到“延音”中的稳定音量所需的时间。

即使是同样的铜管乐队表演，有些音量也会很快从最大音量消失……

相反，音量可能会在很长一段时间内逐渐减小。

这种“从最大音量到持续状态的衰减时间”称为衰减（英 Decay）。衰减迅速的声音被称为“短衰减”，而随时间缓慢衰减的声音被称为“长衰减”。

与“release”类似，“decay”也是一个表示声音衰减速度的词，但不同之处在于，decay是“播放时声音的衰减”，而release是“停止播放后声音的衰减”。

ADSR 最初是为了创作合成音色而开发的，它将音量变化分解为四个参数。在现实生活中的乐器演奏中，有些方面无法用这个简单的术语来解释。

例如，无论你如何努力延长拨弦或敲击弦乐器的声音，声音都会逐渐消失。

钢琴上有一个叫做“延音踏板”的踏板，踩下后即使松开琴键，声音也会持续。但由于钢琴的结构原理，即使踩下踏板，声音也会衰减。然而，从直觉上来说，如果声音能持续这么长时间，即使音量略有下降，也应该认为处于“延音”阶段。“延音踏板”这个名字其实是个谎言。

以钹为例，敲击钹时听到的“锵”声是敲击完毕后发出的，因此可以说这是“释放”的时间……

但当你听演奏者解释时，敲击后的动作也是演奏的一部分，而当你把镲片贴在身体上，镲片停止鸣响的那一刻，可以说是演奏的结束。在这种情况下，“锵 ang~”部分听起来就像“decay”。这些词纯粹是针对合成器来说的，所以当它们应用于其他乐器时，最好不要过多地思考。

现在我们已经解释了所有重要的术语，让我们按照时间顺序再次总结如下：

这四个阶段通常缩写为ADSR，使用每个阶段的首字母。每个阶段也称为一个阶段（英 Stage），并表示为“Attack Stage”、“Decay Stage”、“Sustain Stage”、“Release Stage”等。

需要注意的是，延音指的是音量，而不是时间。在某些情况下，为了更准确地讨论这一点，延音期间的音量被称为“延音电平（Sustain Level）”，延音阶段的长度被称为“延音时间（Sustain Time）”。

这四个是分析振幅包络的基本标准，它不仅对于合成器而且对于所有声音都是一个重要参数。

所以，上次我们讲的“频率成分”和这次讲的“幅度包络”就是音色的主要成分。

更准确地说，这种音量的变化并不局限于整个音色的整体音量，而是通常针对每个频带单独变化，例如“首先是一阵噪声，然后高次谐波减少”。 唯一能保持频率成分恒定的是一个不断输出固定波形的合成器。

在这种情况下，需要一个类似图表的东西，能够清晰地显示每个频段的成分如何随时间变化。一种称为时频谱图（英 Spectrogram）的显示方法可以实现这一点。眼见为实，让我们亲自体验一下吧。

时频谱图以以下方式直观地显示声音频率成分的变化：

因此，仅包含基频成分的正弦波几乎完全是黑色的。只有发出声音的主频率会亮起，如果音调上升，线条就会上升；如果音调下降，线条就会下降。这就是得到的图形。

另一方面，锯齿波在单个音调中包含许多谐波，因此只需播放，谐波图形就会充满颜色。如果仔细观察，会发现随着频率范围的增加，颜色会变暗，谐波含量也会减少。

当检查具有更复杂变化的音色时，时频谱也会显示出复杂的行为。

与锯齿波相比，钢琴音色具有多种不均匀性和摇摆感，其衰减方式也并不统一。您可以看到，正是这些频率成分的细微变化，才形成了这种自然的声音。另一方面，合成器也可以通过波形的波动，创造出有趣的频率成分变化。巧合的是，它的频谱图看起来像一张鸡的鬼脸……🐓

时频谱图就像一幅“声音的肖像”，可以清晰地显示声音随时间的变化。

当然，不仅可以将时频谱应用于单个音符，还可以将其应用于整首歌曲，这使其成为可视化无法在乐谱上表示的电子音乐的必不可少的工具。

这是前卫电子音乐艺术家 Aphex Twin 的整首歌曲《Equation》的谱图。谱图赋予了那些无法用五线谱书写的音乐以形状。可以看到歌曲的频率成分如何构成一幅图，当低沉的鼓声响起时，图的底部会变得更亮，而当较安静的部分（从4:04开始尤其明显）时，图的整体会变得更暗。

近年来，在分析EDM的学术论文中，有时也会使用声谱图来代替乐谱，从某种意义上来说，也可以说它们是“电子音乐的乐谱”。

在引言中，我们谈到“如果你不了解声音的术语，你就无法很好地理解或记住音乐”。振幅包络正是如此。仅仅了解这个概念就能极大地改变你在听音乐时接收的信息量。

这是尖端电子音乐，普通人可能会说“我不知道它有什么好”。但如果你再听一遍，你会惊叹于每个包络的构造有多么精妙。衰减短促但突出音头的声音，单调持续的声音，缓慢的音头，零释放瞬间消失的声音，衰减一次后再次响亮的声音……正如丰富的和弦为歌曲增添色彩一样，丰富的包络也为歌曲增添色彩。包络不仅仅是创造音色，它对音乐的律动感和舒适度也有很大的影响。

包络对于音乐来说是一个非常非常重要的概念。从某种意义上说，它可以说是音乐的核心。因为，虽然没有和声、旋律或清晰节奏的音乐可以存在，但很难想象没有包络的音乐。毕竟，包络是声波振幅的变化。而由于音乐源于空气的振动，包络可以说是音乐最基本的参数。

在一般的音乐理论内容中，关于音色的讨论并不多，本网站也不例外。然而，这并不意味着音色在音乐中不重要。事实上，恰恰相反：音色领域过于复杂，在理论构建中不容忽视。

例如，即使只是弹奏和弦，吉他和人声的音色也截然不同。实际上，在一种乐器上听起来浑浊不堪的和声，在另一种乐器上可能听起来神秘而优美。但如果我们将这一点考虑进去并开始讨论，那就无休止了，所以我们剔除了这类信息，将其转化为理论。

旋律、和声、节奏常被称为“音乐三要素”，但这里所说的“三要素”与饭团的“米饭、配料、海苔”完全不同，后者是三个独立存在的元素，加起来才等于100%。旋律本身也包含节奏和和声的元素，它们之间也存在一定的重叠，而这三者并非音乐的全部，因此三者加起来并不等于100%。

换句话说，音乐的三要素与其说是音乐的组成部分，不如说更像是被提炼出来的元素。旋律、和声、节奏，是从音乐这个看似难以理论化的神秘存在中，被挑选、提炼出来的部分。

这三个要素可以说是一种看待音乐的“视角”，或者说是一种剪辑音乐的“方面”。本网站从现在开始将音乐分为旋律、和弦、节奏三个部分，但这并不意味着音乐仅由这三个要素构成。

随着你对乐理的熟悉，你会不自觉地只关注那些被理论系统化了的领域。然而，请不要忘记，音乐的本质在于乐谱上未曾表达的信息。因此，我们在准备部分的最后讨论了音色这个主题。

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