电子琴发展史
作者:蔡培强 02:41am 22/10/2023
----缘起----
七十年代，我参加了新加坡的文艺团体，听到团员演唱自己的创作，颇有感受，于是就萌起要用电子琴来替这些歌曲伴奏的念头。
----萌芽----
七十年代初，数字电路还未在新加坡普及，那时我制作的电子琴是分立零件组成的振荡电路，用接触点改变电阻值获得不同的阻值来产生各个音符，电路简单，效果有限。后来有了单结晶体管（UJT），可以构成简单稳定的线性弛张振荡器，用可调电阻改变阻值，用输出开关来控制声音的输出，演奏时旋转按钮到某个位置，打开声音开关，可以演奏出不同的音符，如果旋转按钮时打开声音开关，可以获得滑音的效果。这就是我最早制作的电子琴。到了七十年代末，数字电路开始普及，用门电路组成的振荡器也很容易做，最吸引人的是，把产生的方波用二进位电路除二，就能产生低八度的音符，所以用一个CD4020B类的IC就产生10个八度的全音域音符，再用滤波器把方波过滤成各种波形，就能模拟各种乐器的音色，我也有做过实验，效果不错。
----摸索----
八十年代，已经可以买到名厂的电子琴，我买了一台YAMAHA ELECTONE电子琴，要新币850元，只有4种乐器声音，能同时发出多个音，我买了两台录音机，先弹奏一个声部录下，然后放播放，同时再弹第二个声部，用第二台录下，这样就有了两个声部，然后再播放，再弹第三声部，直到录满四个声部，就能听到多台电子琴合奏的效果。
后来又买了一台TEAC-144四轨录音机，要新币1400元，就能把每一个声部录成单独的一轨，然后调整混音输出，这样就得到比较好的效果。我在电子琴安装了一条小提琴的弦，用琴弓拉弦，振动的信号用线圈捡拾，放大后驱动发光二极管去照射光敏电组，调制音量模拟拉弦的效果，这就是第一代的拉弦模拟器，我用这些设备录制了好几首歌，这些录音还在。
由于用这样的方法录制音乐太过费劲，我于是就想到要如何让电子琴自动弹奏，那时的逻辑电路已经很普遍，我买了几台CASIOTONE电子琴，用CD4066模拟开关去代替琴键，并制作了EPROM烧录器，把音符逐个写入EPROM，然后连续输出去控制模拟开关，达到自动演奏的效果。过后我找到艺术学院的同学沈望傅，他是学手风琴的哦，正在做杂牌APPLE-II电脑，我把自己的这一理想告诉他，让他听歌并做了示范，那时是1982年。
过后的研发工作转为通讯领域，研制出传呼机防盗系统，获得接入电话网的许可，又研发了能够用公共电话按键输入文字的文字传呼系统，获得88年新加坡科学馆举办的科学发明比赛银奖，并在该年于新加坡贸易中心举行的科技展获得电信局分配摊位公开展示，就在这个展览会上，沈望傅见到我，高兴地对我说：“你要的东西出来了！”，那就是最早的声霸卡，正在他的摊位展示。
----尝试----
声霸卡流行后，用电脑编曲成为可能，许多厂家纷纷推出音源，包括罗兰，由于我在1984年曾经以新币1900元购买了罗兰的JUNO-106电子琴，演奏了好几首歌，效果很好，尤其是弦乐合奏的声音，非常优美，因此1992年我花了新币700元买了罗兰的SC-7音源，开始学习编曲，但出乎预料，音源的声音很差，尤其是弦乐合奏，完全没有弦乐的美感，厂家所配备的编曲软件BALGRAM很不好用，在尝试编写一首简单的歌之后，不得不放弃，由于这次的失败，我以为自己再也不可能为本地歌曲编出交响乐伴奏，于是在1994年到国内小住时，就把这些歌曲交给何占豪编成交响乐谱，打算用交响乐队来演奏。
----努力----
到了21世纪，音源的发展已经非常成熟，音波表（WAVETABLE)的发声方式使到乐器的声音很像，我从EBAY购买了各种名牌音源，挑选好的乐器声音，最后选定罗兰的专业交响乐音源（M-SE1，M-OC-1），再一次尝试编曲，使用的软件是CAKEWALK, 就这样编写了200首歌，先后完成了“南洋抗日史诗”，"反殖独立史诗"两部大型音乐作品，大量新加坡本土歌曲，中国歌曲，西洋歌曲，全部是以交响乐二管编制，并在2013年，2015年，2019年在新加坡大会堂举办了三场音乐会，其中2015年的世界反法西斯胜利七十周年音乐会，上半场以MIDI音乐录音伴奏，下半场的“南洋抗日史诗”则以交响乐队演奏。
----继续----
2015年那场音乐会意义重大，交响乐队的花费却不小，不可能经常举办，我于是又开始研究用电子琴演奏交响乐的可能性，我花费一千多元购买了四台最先进的XKEY MIDI控制器，打算试验四重奏，但碰到的难题实在太多了，不可能实现，必须研发自己的器材才有可能解决，2016年，我开始在淘宝购买零件，设计底板，编写单片机程序，完成了电竖笛（电吹管），音源，拉弦电子琴的开发，并对关键技术“拉弦模拟器”申请专利，这些研发成果都在2023年于新加坡南洋艺术学院举办的“槐华纪念音乐会”得到应用，演奏了10首弦乐四重奏。
----成果----
1. 拉弦电子琴：采用市售电子琴改装，标准钢琴琴键，安装拉弦模拟器，内置自主开发音源，音频外接音箱，可根据演奏场地配搭相应的音箱，可用蓝牙透传与外部硬音源连接，或与电脑连接使用软音源，作为组织电子弦乐队之用。
2. 电竖笛：采用真竖笛作外壳，轻便小巧，功能强大，三个八度，任意转调，内置陀螺仪，可随演奏者身段产生音乐表情，特制压力腔体，吹奏时无口水，无需排水管，外置音源，平时以蓝牙无线连接，自由方便，舞台演出时也可用USB线有线连接，稳当可靠，与拉弦电子琴组成电子交响乐队。
3. 独立音源：自主研发，采用国产STC单片机，体积细小，造价便宜，可采样乐器声音样本，供拉弦电子琴和电吹管使用。
4. 蓝牙MIDI收发器：自主研发，采用工控蓝牙，无需苹果制式MIDI方案，自动音符限时功能，克服无线失联时乐器响个不停的故障，可连接电脑让拉弦电子琴和电竖笛使用软音源。
5. 乐器采样软件：全套自主研发软件，可采样真乐器的声音，或任何音源乐器的声音，制作成独立音源的电子乐器。
6. 蓝牙无线音源：采用目前可以在市场买到的通用音源芯片，一种是法国公司DREAM的SAM2695，另一种是美国VLSI的VS1053B,有16个声道，64个复音，128种乐器，价格廉宜，玩具档次的音质，可作为电子琴辅助功能。
7. 蓝牙无线MIDI组合器：可让多达8台电子琴共享一台专业音源，适合装置在公共场合，乐手通过APP申请连接密码与自己的乐器配对，与他人合奏，享用优质音源的效果。
8. 手控音乐表情器：反射式红外线音量控制器，加上电阻屏滑音控制器和触摸按钮，可用左手的三根手指同时完成音量大小，颤音，滑音，改变乐器数项功能，实现演奏时对乐曲的表达。
9. 动态分裂键盘，分裂键盘是高级电子琴的功能，能左右手分别弹奏不同乐器，目前分裂点都是固定不动的，而这项软件技术能实时根据弹奏者左右手弹奏的音符自动调整键盘分裂点，能在小键盘上顺畅弹奏两种乐器。
10. 电子横笛：采用特殊气流传感器，实现横吹功能，无需口含吹嘴，吹奏时与传统横笛一样，姿态优雅。
11. MIDI信号仪：手握仪器，锂电池供电，TFT显示屏，有线与无线连接，显示与解析接收到的MIDI信号，作为显示与调整MIDI乐器参数之用。
12. MIDI交响乐谱：共有近两百首独自编写的二管制交响乐谱，内容有中外歌曲，网络歌曲，历史歌曲，创作歌曲，交响乐作品，可供电子琴乐队练习和表演之用。
----展望----
电子琴自上世纪70年代逐渐开始普及以来，经历了几次技术性突破：
1. MIDI协议的制定，奠定了电子琴与电脑交换信息的基础。
2. 声霸卡，让电脑实现自动演奏音乐成为常态。
3. 编曲软件CAKEWALK，让电脑编曲变得容易上手。
4. 罗兰，EMU等厂家推出的高质量音源，让电脑生成的音乐达到可商用的水平，大量卡拉OK伴奏音乐涌现。
5. 力度感应键盘，让电子琴演奏时能控制每个键的声音大小。
6. 气压感应吹管，让电子吹管乐可用吹气控制声音大小。
时至今日，声霸卡早就被电脑内设的软声卡软件所取代，创新科技后期的声卡已经没有内建的MIDI音源，名厂出品的独立音源在2012年已经达到顶峰，过后也被电脑软音源取代，如今用电脑编曲已经成为很普遍的事，但作为表演用途的电子键盘乐器的电子琴虽然还在不断演化，却没有实质性的技术突破，在乐队中不外就是钢琴的替代品，无法自成体系。
电子琴多年来的发展都是以多功能，多音色，多键盘，自动伴奏的方向为主流，追求一个人在同一时间能发出最多声音为目标，因此双手并用，同时脚踏，加上自动伴奏，能基本完成音乐里的旋律，和声，低音，节奏等要素，作为娱乐用途已经能满足，但远没有达到可欣赏，具有一定艺术高度的水平，真正有水平的音乐必须达到对每个音符精确控制，在多声部互相协调下才能表达音乐的内涵，这就需要多人以乐队的形式来完成，但厂家并没有研发和推出适合组织乐队的电子琴。
随着拉弦模拟器的发明，配合细小廉价高音质的独立音源，解决了电子琴模拟演奏弦乐的一大难题，使到组建具有相当表现力的电子弦乐队成为可能，也可能因此改变未来乐队表演的形态，也可能改变乐器教学的形态，学习键盘乐器的学生也能学习弦乐的演奏技巧，并参与乐队表演。若加上能模拟各种吹管乐器的电吹管，很容易实现乐队的交响化。再加上能独自采样制作新电子乐器的独立音源，将让世界各民族的独特乐器进入电子乐器的领域，在表演舞台上得到发挥，一个新的电子琴生态必将形成。
也许在不久的将来，电子琴交响乐队表演将是很普通的事，创作交响音乐和为歌曲编写交响伴奏谱将成为音乐爱好者的日常事物，假以时日，新的交响乐作品必将陆续诞生，不断表演，不断优化，成为优秀作品，最终由正规的交响乐队演奏，成为新的时代经典。
----全文完
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