出したい音が出せるように追求できるようになるシンセサイザーの基礎知識

シンセサイザーを完璧に習得するには学習と経験が必要なために長い時間がかかりますが、普段の曲づくりで使うためにはそこまでの知識は必要ありません。シンセサイザーの詳細を解説する書籍やウェブサイトはたくさんありますので、ここでは少し違った視点からシンセサイザーについて説明してみたいと思います。それは目の前にあるシンセサイザーを使えるようになる方法です。「使いこなす」ことが目的ではなく、主に楽曲制作のために自分が出したい音を探求できるようにシンセサイザーを「使える」ようになる方法です。

Wikipedia「倍音」
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倍音（ばいおん、英: overtone、harmonic sound、harmonic overtone、harmonics）とは、楽音の音高とされる周波数に対し、2以上の整数倍の周波数を持つ音の成分。1倍の音、すなわち楽音の音高とされる成分を基音と呼ぶ。弦楽器や管楽器などの音を正弦波（サインウェーブ）成分の集合に分解すると、元の音と同じ高さの波の他に、その倍音が多数（理論的には無限個）現れる。シンセサイザーは「音高、倍音、音量」をコントロールして「楽器音の再現」をしています。そのために様々なパラメータを備えていますが、一つ一つのパラメータを理解しようとすればするほど分からなくなってしまいます。シンセサイザーに向き合うとパラメータに目がいきがちですが、最も重要なことは全体の構成を把握することです。シンセサイザーを使う上で一番重要なことは、この2つだけです。1. モジュールの種類2. モジュールの組み合わせ

シンセサイザーに如何にたくさんのパラメータがあろうが、結局はモジュールの数と組み合わせが違うだけです。そして、そのモジュールの組み合わせもある程度決まっていて多かったり、少なかったり、接続先が違ったりするだけです。モジュールの種類と役割を知ることはシンセサイザーの基礎です。基礎を理解した上で、モジュールの組み合わせを把握すれば、目の前にあるシンセサイザーがどのように「音高、倍音、音量」をコントロールしようとしているかが分かります。それが分かればシンセサイザーを使うことができます。

シンセサイザーのモジュールはこの５つしかありません。そして各モジュールの役割は１つか２つしかありません。最も基本となるのは「オシレーター、フィルター、アンプ」です。これらは音を直接的に加工します。「オシレーター、フィルター、アンプ」だけでも様々な音を作ることが可能ですが、それは鳴りっぱなしの音で一般的には効果音といわれる音になります。モジュラー・シンセサイザーの使い手はこれだけでも十分にパフォーマンスを行い、とても素晴らしい演奏をしますが、既存楽器のような音にはなりません。「オシレーター、フィルター、アンプ」での音の加工に時間変化を加える「LFO、エンベロープ」は「楽器音の再現」のためには欠かせないために、シンセサイザーに定番的に搭載されています。

■ オシレーター

オシレーターは音を作る上での一番基本となるモジュールであり音を生み出す元となります。オシレーターは「音高、倍音」に関係するモジュールです。鍵盤やシーケンサーから受け取った音程にあった音を波形で出力します。

オシレーターの主なパラメーターはこの3つです。

ピッチ(Pitch)

オクターブ(Octave, Scale)

ウェーブ(Wave, Waveform)

ピッチ(=音高)を操作することで音高を操作することができます。倍音はオシレータ波形(ウェーブ)を切り替えることで操作できます。オクターブは音高を１オクターブ単位で上下することができます。オシレーターには多様な種類がありますので、その一つずつを理解しようとしてもきりがありません。差し当たっては好きな波形を選べば良いと考えてしまって構いません。波形の種類の違いは倍音の構成の違いです。

プリセットから選んで使う場合でも、０から音を作った場合でも、「単音で聞くと良いのに曲のなかだとイマイチ音が馴染まない」というときにオシレーターを調整するのは良い手です。こういう場合は他の音との組み合わせで、心地の良くない響きを生んでいる場合が多いです。少しピッチを変えてみたり、波形を変えてみると、オシレーターを調整することで倍音の構成が変わり他の音とマッチすることがあります。

■ フィルター

フィルターはオシレーターが生み出したオーディオ信号を加工します。
最も有名なフィルターはローパスフィルター(LPF, Low Pass Filter)です。ローパスフィルターを訳すと「低い音を通すフィルター」という意味で逆の言い方をすれば「高い音を通さないフィルター」です。高い音を遮ることでオシレーターが発振した音に含まれる倍音を削ります。

フィルターには主に２つのパラメータがあります。

フリーケンシー(Frequency, Cutoff, Cutoff Frequency, Freq)

レゾナンス(Resonance, Peak, Emphasis)

倍音が削られると音は暗くなります。この倍音の削られる程度を調整するのがフリーケンシーです。フリーケンシーとは周波数のことで、ここで設定した周波数から上の音が削られます。値を少なくすればするほど、周波数は下がり音がより暗くなります。一番小さな値にすると音が聴こえなくなります。値を大きくすると周波数が上がりより明るい音になります。フィルターは倍音を削るのでオシレーターは倍音を含んでいる必要があります。倍音を多く含めば含むほどフィルターの効果は分かりやすく、倍音を含まないサイン波形では音量が変わる程度の効果しかありません。フリーケンシーで決めた周波数よりも高い音が削られるのですが、その周波数よりも高い音がばっさりと切られるわけではなく、その決めた周波数からカーブを描いて音が削られます。そのカーブの鋭さが12dB (decibel、デシベル)、24dBと表記されます。正確にはdB/Octです。数字が大きいほど鋭く音が削られますので、12dBよりも24dBの方が高い音が残りません。別の表記として2 pole、4 poleとも書きますが、2 poleとは12dBのことで4 poleとは24dBのことです。

切れ味が鋭い程良いわけではありません。12dBの方が高い音が残りますので、よりオシレーター波形の個性が残りやすいです。オシレーターで多様な音が出るシンセサイザーほどフィルターのカーブは緩い方がオシレーターを調整しがいがあります。

フィルターにはもう一つの役割があり、それは倍音を加える/持ち上げることです。レゾナンスの値を大きくすると、フリーケンシーで指定した周波数周辺の帯域が持ち上がります。さらに値を大きくすると発振してそれ自体が音を鳴らします。シンセサイザーによっては音が歪み出します。特にアナログ・シンセサイザーの場合、発振する/歪む少し手前のところの音はとても心地の良い音がします。この歪みのキャラクターはシンセサイザーの個性を決める重要な要素です。ローパスフィルター以外にも低い音の成分を削るハイパスフィルター(High Pass Filter, HPF)、高い音も低い音も削るバンドパスフィルター(Band Pass Filter, BPF)などがあります。音が派手すぎる/暗すぎると感じた場合はフィルターのフリーケンシーを調整するのが良いと思います。場合によってはレゾナンスの値が大きくなりすぎていることもありますので、レゾナンスを少し下げてみるのも良いと思います。

副次的なパラメータとしては以下の３つがあります。

キーボード・トラック(Keyboard Track, KBD Track)

エンベロープ・インテンシティ(EG Intensity)

LFO・インテンシティ(LFO Intensity)

キーボード・トラックは押さえた鍵盤の高低でフリーケンシーの値を動かすパラメータです。エンベロープ・インテンシティは後述するエンベロープの動きによってフリーケンシーを動かします。LFO・インテンシティは後述するLFOの動きによってフリーケンシーを動かします。エンベロープ・インテンシティとLFO・インテンシティはエンベロープとLFOのパラメータである場合があります。

■ アンプ

アンプは単体で使っても音量を変えられるだけです。後述するエンベロープと組み合わせることで、はじめて機能します。殆どのシンセサイザーではアンプと一緒にエンベロープのパラメータが含まれています。

■ LFO

LFOはLow Frequency Oscillatorの略です。日本語に訳せば、低周波数のオシレーター、つまり遅いオシレーターです。オシレーターのように様々な波形を備え、オシレーターのように周期性をもった信号を発振します。

LFOの代表的なパラメータは２つです。

ウェーブ(Wave, Waveform)

スピード(Speed, Frequency)

この２つのパラメーターでLFO波形を選び、その発振するスピードを調整できます。LFOがコントロールできるパラメーターはこれらが一般的です。

オシレーター：ピッチ

フィルター：フリーケンシー

アンプ：アンプ

スピードを遅くする場合はオシレーターのピッチやアンプを揺らしてビブラート効果を出したり、フィルターのフリーケンシーを揺らして音色にうねりを加えたりします。スピードを極端に速くしてオシレーターのピッチやフィルターのフリーケンシーを揺らして金属的な音を出すことができます。金属的な音じゃなくしたいのにオシレーターの波形を変えても音が変わらない場合はオシレーターのピッチやフィルターのフリーケンシーにLFOがかかっている可能性があります。

■ エンベロープ

エンベロープは主にフィルターやアンプとセットで使われます。シンセサイザーによってはフィルターやアンプにエンベロープが内包されています。エンベロープはオシレーター、フィルター、アンプに時間変化を加えます。エンベロープは原則、キーボードなどのトリガーを受け取る度に決められた時間変化を出力します。

エンベロープのパラメータは主に４つです。

アタック (Attack, Attack Time, A)

ディケイ (Decay, Decay Time, D)

サステイン (Sustain, Sustain Level, S)

リリース (Release, Release Time, R)

アタック、ディケイ、リリースは時間に関するパラメーターで、サステインは音量に関するパタメーターです。アタックは鍵盤が押されてエンベロープがスタートして、値が最大になるまでの時間です。ディケイは値が最大になったあとにサステインの値にまで下がる時間です。サステインの値は鍵盤を離すまで保持されます。リリースは鍵盤を離してエンベロープの値が０になるまでの時間です。

エンベロープがコントロールできる一般的なパラメーターはLFOと同じでこの３つとなります。

オシレーター：ピッチ

フィルター：フリーケンシー

アンプ：アンプ

エンベロープがアンプをコントロールするおかげで、シンセサイザーは鍵盤を押すと音が鳴り、離すと音が止まります。そして、その変化もコントロールできるようになっています。ゆっくり音量が上がり鍵盤を離すとゆっくり音が消える、あるいは音が鳴ったと思ったら音量が小さくなる、そして鍵盤を離すとすぐに音が消えるなどの音量変化を作ることができます。

エンベロープをフィルターのフリーケンシーにかけておくと、鍵盤を押すと徐々にフィルターが開いて明るい音になったり、または徐々にフィルターが閉じて暗い音になったりします。オシレーターのピッチにかけても同様です。