什么是 FM 合成器？

什么是 FM 合成器？

了解 FM 合成器的原理，学习使用 Native Instruments 的 FM8 后你会发现经过几步简单的操作就能做出属于你自己的干净且实用的音色。

许多电子乐中的经典音色都是用 FM 合成器创造出来的。在 80 年代到 90 年代的配乐中经常用到如 FM Bell ,电钢琴和空灵的 Pad 这类音色，如今的新款 FM 合成器仍然是当代制作人的不二之选。然而 FM 也是最令人望而却步的合成形式之一，其复杂的界面和特定的运行逻辑将许多普通用户拒之门外。

那么到底什么是 FM 合成器，它是如何运行的呢？在这篇文章中，我们将揭开 FM 合成器的神秘面纱，让你不仅仅只会用预制，彻底搞懂它。我们会探索其背后的原理，了解其中的术语和技术，已经学习一些 FM 合成器的历史。然后我们再看看 FM 合成的具体实操，告诉你如何用 Native Instruments 的超强音频引擎 FM 8 做出干净且实用的音色。

PART.01

什么是 FM 合成？

FM 是 Frequency Modulation 的缩写。FM 合成就是用一个波形来调制另一个波形，从而创造出第三个复杂波形作为输出信号。

那么用一个波形的频率来调制另一个波形是什么意思呢？如果你曾经将合成器中的 LFO（低频振荡器）挂到基础波形的音高参数上，从而得到一个摆动，颤抖的声音效果，那么你就已经听到过频率调制（Frequency Modulation）了。如果把 LFO 的震荡频率加快（每秒数千次震荡），那么其作用就不仅仅是改变音高，而是改变音色了。这就是 FM 合成，你的 LFO 就是一个波形“调制器”，被调制音高的震荡器则是你的“承载”波形。

这种方法让我们只需几个简单的震荡器就能够创造出相当复杂的波形。与其他的合成方式相比，这让我们能够创造出用经典的减法合成难以实现的奇怪且迷人的声音。

通过调节 Ratio，Modulation Level，以及包络线的形状来调制音色。

PART.02

FM 合成的术语讲解

在我们深入探索 FM 合成这一领域之前，我们需要搞清楚其相关术语。一旦我们理解了这些定于，那么 FM 合成这门“学科”就没那么令人生畏了。

FM 合成器中内置的基础波形被称为 Operators（并不是减法合成器内的 Oscillators）。Operator 能够在 FM 合成器中扮演两种角色。如果它被用于调制另一个 Operator，那么这就是一个 Modulator，如果它被连接在合成器的输出上，则被称为 Carrier。FM 合成基本上由 Modulator 和 Carrier 组成。

FM 合成器中的 Modulators 和 Carriers 的特定路由（Routing）会对声音产生巨大的影响。经典的 FM 合成器能够为用户提供大量的设置选项，每个设置被称为 Algorithm。而现代的 FM 合成器，比如  Native Instruments 的 FM 8 则允许用户自由地调节 Algorithm。

FM 合成器中的 Operators 在相互调制时效果最佳。这就是为什么在大多数情况下，我们不用两个相同音高（以赫兹为单位的频率）的 Operator 来相互调制，而是使用两个有关联的频率进行调制，正如音符之间的音阶关系，这也可以被理解为一种频率比。比率为 1 代表这个 Operator 的频率与基频相同，比率为 2 则代表它是基频的两倍（即高八度音阶），依此类推。

PART.03

FM 合成的基础套路

为了让你能够更好的运用 FM 合成器，了解一些简单的套路会很有帮助。如果使用比率为 1 的 Modulator 来调制 Carrier，将 Modulator 的电平调高 25% 左右则会得到一个很丰满的谐波波形，听起来很像锯齿波。如果想做一个方波，你的 Modulator 的比率需要提高到 2，并且将其电平提高 75% 左右。

当然，当我们超越这些基础套路，进入到减法合成无法到达的领域时，事情就会变得更有趣了。将我们的 Modulator 设置为不和谐的比率（比如 1.1）则会产生不和谐且有些撕裂的音色。而使用更高的比率（比如 16，18或更高）则会产生更加截然不同的风味。在每个 Operator 上使用独立的振幅和音高的包络，音色则会随着时间的改变来塑造谐波，比如具有复杂谐波音头的 Pluck 音色和纯净的弹拨声。

PART.04

FM 合成的历史

FM 合成出自一个名为 John Chowning 的男人之手，他任职于斯坦福。Chowning 在 1960 年代开始探索频率调制这种合成方式。随后斯坦福为这项新发明申请了专利，并将其授权给日本乐器制造商雅马哈。模拟（Analog）震荡器的音高不稳定性使其不适用于 FM 合成，因此雅马哈则将 FM 合成应用于新兴的数字（Digital）领域中。首款商用 FM 合成器， Yamaha 的 GS-1 直到 1980 年才问世。紧随其后的是 1983 年的 DX7，这款合成器彻底改变了当时的合成器市场。

Yamaha DX7 的声音与当时市面上的模拟减法合成器完全不同。它的声音更亮且更精准，并且具备特别亮眼的新功能，比如 16 Voice Polyphony。在声音上，FM 具有独特的优势，特别是在模拟真实乐器（如风琴、电子钢琴和铃铛）这方面。所有这一切，以及能够让人接受的价格，使 DX7 一举成为有史以来最成功的商用合成器之一，是数字时代的一座里程碑。

PART.05

现在的 FM 合成

FM 合成最初的宗旨是用尽可能少的振荡器创造出复杂的声音，在软件时代就少有这种需求了。现在，FM 合成仍然是核心的音频制作工具。

来自 Native Instruments 的 FM 8 （它是 FM 7 的继任者，于 2002 年推出）完美传承了 80 年代的 FM 合成方式。它包含了 8 个 Operator 以及比 DX 7 更友好的操作界面。“Expert Mode”能够精准地控制每个参数，以及能够对算法进行调节，这要归功于非常灵活的“Modulation Matrix”。与此同时，休闲用户也可以使用“Easy Mode”，让你可以通过宏控制来调制音色。

从历史上看，评论家们认为 FM 用户更偏向使用预制音色，由此用 DX 7 制作的音乐才会在音色上有辨识性。这些复古的预制音色也是有魅力的（你可以直接将 DX 7 SysEX 文件加载到 FM 8 中使用这些音色）。但 FM 8 经过改进的界面和功能让你无需成为 FM 合成的专家就可以制作出属于自己的独特且引人入胜的声音。

PART.06

如何制作一个 Bell Tone 音色

首先，在 Application Control Bar 的文件栏中选择 New Sound，然后切换到 Expert 面板，下面可以开始捏音色了。

FM8的初始设置提供了一个 Carrier（Operator F），你可以在 FM Matrix 中看到它已经被开启（颜色较浅的那个），并且已经被路由到输出了。

首先我们要再打开一个 Operator，然后指定它来调制这个 Carrier。

在 FM Matrix 中右键点击 Operator E，使其处于开启状态。

在 Operator E 下方的框中单击并向上拖动并与 Operator F 齐平，然后将 Op E 分配给 Op F 作为调制器。将数值拖动到 50。

然后我们需要提高 Modulator 的频率比。

在 Ops 面板上，在界面左侧找到 Operator E 的比率，并将其设置为 22。这会为我们的 Bell 音色创建一个不和谐的 Attack 。为了让声音的轮廓更清晰，我们还需要调整包络。

打开包络面板 Env 并单击 Op F ，从而打开 Carrier 的包络编辑器。

将 Sustain 设置为零，以及一个很短的 Decay。

最后，让我们使用第二 Carrier 来为我们的 Bell 音色做一个干净的音尾。

打开 Operator D

在 Operator D 下方的框中单击并向上拖动，并与 Operator F 的输出振幅保持一致。数值为 80。

编辑 Operator D 的包络，将 Sustain 设置为零，以及一个很长的 Decay。

最后再在 Effects 面板上添加一点镶边和混响效果，提高声音的深度。

下面是这个 Bell 音色的样例

PART.07

如何做一个 E-Piano 音色

对于这个声音，我们需要在一个信号链中激活两个 Operator。因此，我们要在初始设置中打开 Operator D 和 E。

在 Operator E 下方和 Operator F 旁边的框上单击并向上拖动。将数值设置为 30 左右，从而进行轻微的调制。

在 Operator D 下方和 Operator E 旁边的框上单击并向上拖动。

接下来我们需要为这个音色做一个与钢琴相似的包络。我们要同时编辑这三个 Operator 的包络，所以我们需要将它们链接在一起。

打开 Env 面板并单击 operator F，从而打开它的包络编辑器。

单击 Operator E 和 D 旁边的“Link”按钮，将他们的包络链接在一起。

给 Operator F 一个类似钢琴的包络，Sustain 设为零，中等的 Release。这三个 Operator 的包络应该保持一致。

最后，为了让这个 E-Piano 音色更明亮一些，我们还需要调节调制器比率。

返回 Ops 面板，将 Operator E 的比率设置为 2，将 Operator D 的比率设置为 3。

最后再到 Effects 面板添加一些合唱和混响效果，为声音增加深度。

下面是这个 E-Piano 音色的样例

PART.08

如何制作厚实的 Sub Bass 

这个 FM 技巧其实是最简单的，只需简单几步就可以创造出厚实，干净的 Sub Bass 音色，它可以很好的与其他音色融合在一起并且不会让低频变脏。

这次我们不用管包络的部分，因为谁不喜欢简单且持续的声音呢。我们要做的就是调制我们的 Carrier 波形，然后加入适当的高频。

打开 Operator D 和 E 并创建与我们的电子钢琴示例相同的调制链。

在演奏持续的低音音符时进行少量的调制，注意 Modulator 是如何让声音变厚的。然后让两个 Modulator 的比率保持在 20 应该就没问题了。

大功告成，一个完美的，微妙的，受控的低音就做出来了，它能够让你的乐曲听起来更厚实。

下面是这个音色的样例

继续探索 FM 合成

在本次的教程中，我们分别讲解了 FM 合成是什么，它是如何工作的，以及我们如何在当下的音乐制作流程下使用它。那么赶快下载 FM8 ，快速地捏一个属于自己的 FM 音色吧。

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