前言

作为计算机作曲语言 MUSIC-N 大家族的一员，SuperCollider 这个编程语言为实时声音合成和算法作曲提供了很好的解决方案，它不仅功能全面，版本新，还有十分好用的官方IDE - SuperCollider IDE，其提供的代码联想、高亮和调试功能为编程开发带来了很多的便利。考虑到 SuperCollider 的使用人群比较少，很难找到中文版的学习资料，作为计算机编曲的初学者，我将自己学习过程中的笔记和思路整理的这系列文章中，希望能对大家有所帮助，在此真诚感谢大家阅读，并欢迎交流指正。

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定义

电子振荡器（Electric Oscillator）原本是指用来产生具有周期性的模拟信号的电子电路，在SuperCollider语言中是单元生成器（Unit Generator）的抽象类 UGen 的一个子类，用于生成正弦波、方波、锯齿波等，是产生音乐的一个关键类，下面我以 SuperCollider 的官方教程 Tour of UGens 为思路来分别解释典型振荡器的使用方法

分类解读

LF - 低频振荡器 (“Low Frequency” Unit Generators)

低频振荡器产生的频率通常低于20Hz，故我们通常是听不到的，可以用于制造颤音等效果。注意：低频振荡器产生的信号没有频带限制（non-band-limited），故可能产生混叠（Aliasing）现象。

LFPar, LFCub, LFTri, Impulse, LFSaw, LFPulse, VarSaw, SyncSaw 这些函数有共同的参数：frequency（频率）、phase（相位）、mul（振幅的乘数，介于0到1的数，输出是原值与它相乘）和add（上下位移）：

LFPar 可以产生两个抛物线（parabola）组成的正弦样式的信号，在 SuperCollider IDE 中可以通过scope函数来查看波形，因为使用的是ar函数（Audio Rate）故若频率在人耳听力区间中的时候同时可以听到输出的声音：

{ LFPar.ar(8, 0, 1) }.scope(1, zoom: 4); // 频率为8，相位是0，振幅不改变，但是由于频率太小导致曲线形状无法辨识
{ LFPar.ar(800, 0, 0.1)}.scope(1, zoom: 4);// 频率是800，故能听到声音，振幅变为十分之一{ LFPar.ar(LFPar.kr(0.2, 0, 400, 800), 0, 0.1)}.scope(1, zoom: 4); // 用LFPar产生的control rate来实现频率的变化

LFCub 是产生两个三次曲线（cubic curve）来组成的正弦样式的信号，同样通过scope函数来查看波形：

{ LFCub.ar(800, 0, 0.1) }.scope(1, zoom: 4); // 频率为800，相位0，振幅为十分之一
{ LFCub.ar(XLine.kr(100, 15000 ,6), 0, 0.1) }.scope(1, zoom: 4); // 通过XLine函数，使得频率在6秒内从100Hz线性变化到1500Hz

LFTri 是生成三角形信号的UGen：

{ LFTri.ar(800, 0, 0.1) }.scope(1, zoom: 4);
{ LFTri.ar(XLine.kr(100, 15000, 6), 0, 0.1) }.scope(1, zoom: 4);

LFSaw 生成的是锯齿（Sawtooth）波：

{ LFSaw.ar(100, 0, 0.1) }.scope(1, zoom: 4);
{ LFSaw.ar(XLine.kr(100, 15000, 6), 0, 0.1) }.scope(1, zoom: 4);

Impulse 生成的是单次采样的刺激（impulse）信号：

{ Impulse.ar(100, 0, 0.1)}.scope(1, zoom: 4);
{ Impulse.ar(XLine.kr(100, 15000, 6), 0, 0.1)}.scope(1, zoom: 4);

下面两个函数有相同的参数：frequency（频率）、phase（相位）、width（宽度，0到1的数，每一次脉冲的宽度）、mul（振幅的乘数，介于0到1的数，输出是原值与它相乘）和add（上下位移）：

LFPulse 生成的是脉冲（Pulse）信号：

{ LFPulse.ar(XLine.kr(100, 15000, 6), 0, 0.5, 0.1)}.scope(1, zoom: 4); // 宽度为0.5
{ LFPulse.ar(100, 0, MouseY.kr(0, 1), 0.1)}.scope(1, zoom: 4); // 使用了MouseY函数，可以通过上下移动鼠标指针来改变宽度

VarSaw 生成的是工作周期可变的锯齿波（Sawtooth）信号：

{ VarSaw.ar(XLine.kr(100, 15000, 6), 0, 0.2, 0.1)}.scope(1, zoom: 4); // 宽度设置为0.2，在这个函数中的意义是占空比（duty cycle，周期内工作时间与总时间的比值）
{ VarSaw.ar(100, 0, MouseY.kr(0, 1), 0.1)}.scope(1, zoom: 4); // 上下移动鼠标指针来改变占空比

SyncSaw 用于实现锯齿波信号硬同步，它的参数有四个：syncFreq（同步频率，基础信号的频率）、sawFreq（锯齿频率，从属的同步锯齿信号波的频率，始终比第一个参数大）、mul、add。它的效果同移动共振峰或脉冲信号宽度调制相似。

{ SyncSaw.ar(100, MouseX.kr(100, 1000), 0.1)}.scope(1, zoom: 4);
{ SyncSaw.ar(100, Line.kr(100, 800, 12), 0.1)}.scope(1, zoom: 4);

频带限制振荡器（Band Limited Oscillators)

这类振荡器主要有SinOsc, FSinOsc, Blip, Saw和Pulse这五个，由于它们是有频带限制的，所以不会出现混叠现象：

SinOsc 和 FSinOsc 有相同的参数： frequency, phase, mul, add

SinOsc 十分常用，用于产生正弦波：

{ SinOsc.ar(SinOsc.kr(0.2, 0, 400, 800), 0, 0.1) }.scope(1); // 频率为用SinOsc的control rate产生的一个变化值
{ SinOsc.ar(800, 0, 0.1) }.scope(1); // 频率为800，相位是0，振幅变为十分之一

FSinOsc 用于产生十分快速的正弦波（每个输出采样2个PowerPC指令），它产生的正弦波比 SinOsc 更纯正，更快速，然而频率的改变会影响振幅（频率升高增大振幅，频率减小降低振幅）：

{ FSinOsc.ar(800, 0, 0.1)}.scope(1, zoom: 4);
{ FSinOsc.ar(FSinOsc.kr(FSinOsc.kr(0.2, 0.8, 10), 0, 400, 800), 0, 0.1)}.scope(1, zoom: 4); // 多个FSinOsc在频率叠加，最终会失控

Blip 用于产生频带限制的刺激（Band Limited ImPulse generator），在MUSIC-N语言里同“buzz”相同，其参数列表为 frequency, numHarmonics（一个周期内的谐波数）, mul, add：

{ Blip.ar(XLine.kr(20000, 200, 6), 100, 0.2)}.scope(1, zoom: 4); // 可以看出产生的信号在开始阶段有很严重的混叠现象
{ Blip.ar(200, Line.kr(1, 100, 20), 0.2) }.scope(1); // 改变谐波数，从1到100来进行过渡

Saw 用于产生频带限制的锯齿波信号，参数为frequency, mul, add：

{ Saw.ar(XLine.kr(20000, 200, 6), 0.2)}.scope(1, zoom: 4);
{ Saw.ar(XLine.kr(100, 15000, 6), 0.2)}.scope(1, zoom: 4);

Pulse 用于产生频带限制的脉冲信号，参数为frequency, width, mul, add

{ Pulse.ar(XLine.kr(40, 4000, 6), 0.1, 0.2)}.scope(1, zoom: 4); // 频率从40线性变换到4000，width设置为0.1
{ Pulse.ar(200, SinOsc.kr(0.2).range(0.01, 0.99), 0.2)}.scope(1, zoom: 4); // 将频率固定为200，宽度以正弦波形在0.01到0.99之间波动
{ Pulse.ar(200, Line.kr(0.01, 0.99, 8), 0.2) }.scope(1, zoom: 4); // 宽度从0.01到0.99线性变换

Klang 用于产生一个由固定频率的正弦信号组合而成的信号，与一个个振荡器地写再组合起来相比，Klang提供了更多的便利，其参数格式为 specificationsArrayRef（由三个数组（frequencies、amplitudes、phases）组合而成的一个数组，这三个数组分别是组合的正弦信号的频率、振幅和相位），freqscale（用于与所有的正弦波的频率相乘的比例因子），freqoffset（加到所有频率的一个因子）

{ Klang.ar(`[[800, 1000, 1200], [0.3, 0.3, 0.3], [pi, pi, pi]], 1, 0) * 0.4}.scope(1);
{ Klang.ar(`[[800, 1000, 1200], nil, nil], 1, 0) * 0.25 }.scope(1);
{ Klang.ar(`[ Array.rand(12, 600.0, 1000.0), nil, nil ], 1, 0) * 0.05 }.scope(1); // 以12个随机生成的介于600和1000之间的随机数为频率组合
{ Klang.ar(`[ {exprand(400, 2000)}.dup(16), nil, nil], 1, 0) * 0.04}.scope(1); // 以16个介于400到2000的指数分布的随机数作为频率组合

波表振荡器（Table Oscillators）

波表振荡器是使用由服务器（server）分配的一个缓存（buffer）来产生声音的一系列振荡器，主要有Osc, COsc, VOsc, VOsc3 ：

Osc 从线性插值的波表（Wavetable）中相关数据，这个波表一般存储在一个缓存（buffer）中，参数为buffer number（buffer的编号，在申请时会明确）, frequency, phase, mul, add

(
b = Buffer.alloc(s, 2048, 1, bufnum: 80); // 申请一个编号为80的buffer，s即代表服务器
b.sine1(1.0/(1..6), true, true, true); // 初始化buffer，sine1的参数为amps, normalize, asWavetable, clearFirst：
)
{ Osc.ar(80, 100, 0, 0.1) }.scope(1, zoom:4); // 读取b来输出信号// 可以通过以下语句来改变b的值，产生的信号随之改变了
b.sine1(1.0/(1..12));
b.sine1(1.0/(1..24));
b.sine1(1.0/(1..32));
b.sine1([1.0/(1,3..12), 0].flop.flat.postln);
b.sine1([1.0/(1,3..32).squared, 0].flop.flat.postln);
b.sine1((1.dup(4) ++ 0.dup(8)).scramble.postln);
b.sine1((1.dup(4) ++ 0.dup(8)).scramble.postln);
b.sine1((1.dup(4) ++ 0.dup(8)).scramble.postln);
b.sine1((1.dup(4) ++ 0.dup(8)).scramble.postln);
b.sine1({1.0.rand2.cubed}.dup(8).round(1e-3).postln);
b.sine1({1.0.rand2.cubed}.dup(12).round(1e-3).postln);
b.sine1({1.0.rand2.cubed}.dup(16).round(1e-3).postln);
b.sine1({1.0.rand2.cubed}.dup(24).round(1e-3).postln);

COsc 可以用于合并两个信号，输出的信号是 (freq ± (beats / 2))，参数为 buffer number, frequency, beat frequency, mul, add

{ COsc.ar(80, 100, 1, 0.1) }.scope(1, zoom:4); // beat frequency设置为1

VOsc 用于使用波表产生交叉衰落（crossfade）的振荡器
VOsc3 实现三个 VOsc 的合成

总结

各种振荡器类的官方文档已经以超链接的形式在文章中给出了，再次声明本文是参考官网的教程 Tour of UGens 写成，并根据个人需要进行了部分删减和着重处理，希望对大家有所帮助

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