MakeNoise05 - Envelope 包絡（ADSR）

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Envelope 是什麼？信封嗎？

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Envelope of an oscillating signal is a smooth curve outlining its extremes. Via Envelope (waves) - Wikiwand

The envelope of a sound describes the way it』s amplitude varies over time. Via What is the envelope of a sound? (ADSR explained) - YouTube

在聲學中，envelope 是非常重要的概念，它描述聲音振幅（能量）的變化。一波一波的聲音，就像互聯網上面根據網路協議傳送的數據包一樣，不斷被發送出去，用 envelope 來形容倒是很形象。

ADSR

在聲音設計中通常用四個詞來描述一個聲音的 envlope (包絡)：ADSR - Attack, Decay, Sustain, Release。

?

Attack 起音

The area that rises from silence to its peak volume。

聲音從零開始上升到最大能量處，也可以理解為從產生這個聲音開始到最響時，需要的時間。

敲擊型聲音的起音段非常短，比如鋼琴（見下圖）。而一根被溫和拉響的琴絃，來自琴絃的恢復力和施加到琴弓上的立達到受摩擦限制是的最大動態平衡，這個過程可以長達幾秒。另外，物體越小，初始能量就會被吸收的越快。

不同樂器的 ADSR 曲線大致可以簡化如下： ?

Decay 衰減

The area goes from the peak to a medium level of decline。

衰減出現在那些瞬變階段（transient）以後有能量持續供應的系統中，系統初始的輸入能量超過後續延音階段的電平。也就是說，在起音階段後，音源還持續產生能量一段時間。

Decay 就是音量下降到穩定時需要的時間，對於鋼琴而言，整個音符都處在 Decay 階段。

Sustain 延音

The portion of the envelope that is constant in the declining stage。

這個階段，系統的輸入能量等於輸出能量，達到某種類型的穩定動態平衡，所以產生聲音的這部分能量也維持穩定，結果通常是有一個穩定的聲音輸出。

Sustain 一般對於管樂器和絃樂器適用。鋼琴沒有穩定的 Sustain 階段，因為按下琴鍵之後就沒有更多機械能了，音量持續減小，可以說 decay 和 sustain 沒有明顯的區分。

Release 釋音

Last point in the envelope where the sound returns back to silence

當停止為系統提供能量，被保存的能量以一個恆定的速率被釋放，繼續產生一段時間的聲音，這就進入釋音階段。

Release 是音源停止震動後仍然發聲的階段，鋼琴在不踩踏板的時候 Release 非常短，踩踏板的時候 Release 非常長。釋音始終趨向於 0，這是一個聲音的最後階段。

ADSR 的作用

ADSR 也可以叫做「聲音的生老停死」………… ?

再來感受一下不同樂器的 ADSR 形狀： ?

  • Fast Attack + Fast Release = 吉他Pick、木琴、木魚
  • Fast Attack + Slow Release = 鋼琴、揚琴、豎琴
  • Slow Attack + Slow Release = 提琴、胡琴、Pad Synth

為什麼 ADSR 如此重要？因為影響聲音的包絡可以大大的改變聲音特性。

當通過合成器來創作一個新的聲音時，合成器需要控制 ADSR 的形狀。組合包絡形狀比較類似的聲音，可以優化混音效果。當 ADSR 差異非常大的聲音結合在一起時，可以創作出結構非常豐富的音效。 ?

在 Ableton Live 中調整 ADSR

在 Ableton Live 裏，很多音效都提供 ADSR 的控制，比如最常見的 operator。

下面的視頻中，我們嘗試調整各個參數，看看聲音產生了怎樣的變化。

https://www.zhihu.com/video/995754490917761024

Envelop & ADSR in Ableton Live_騰訊視頻

Max/MSP 中 調整 ADSR

Max 裡面提供了專門的 ADSR 對象，於是對聲音參數的調控靈活度很大。

我們先來生成周期波形，觀察不同 ADSR 參數狀況下聲音波形的變化：

https://www.zhihu.com/video/995754536631447552

ADSR in Max/MSP_騰訊視頻

在生成一個聲音包絡時，可以調整不同的參數改變聲音的屬性：

https://www.zhihu.com/video/995754576854822912

ADSR Noise in Max/MSP_騰訊視頻

?Ref

  • Audio Engineering 101 - A Beginners Guide to Music Production
  • 設計聲音
  • Envelope (waves) - Wikiwand
  • Synthesizer - Wikiwand
  • What is the envelope of a sound? (ADSR explained) - YouTube
  • ADSR Envelopes: How to Build The Perfect Sound [Infographic] | LANDR Blog
  • Back to Basics (EMM Apr 85)

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