電子琴發展史
作者:蔡培強 02:41am 22/10/2023
----緣起----
七十年代，我參加了新加坡的文藝團體，聽到團員演唱自己的創作，頗有感受，于是就萌起要用電子琴來替這些歌曲伴奏的念頭。
----萌芽----
七十年代初，數字電路還未在新加坡普及，那時我制作的電子琴是分立零件組成的振蕩電路，用接觸點改變電阻值獲得不同的阻值來產生各個音符，電路簡單，效果有限。后來有了單結晶體管（UJT），可以構成簡單穩定的線性弛張振蕩器，用可調電阻改變阻值，用輸出開關來控制聲音的輸出，演奏時旋轉按鈕到某個位置，打開聲音開關，可以演奏出不同的音符，如果旋轉按鈕時打開聲音開關，可以獲得滑音的效果。這就是我最早制作的電子琴。到了七十年代末，數字電路開始普及，用門電路組成的振蕩器也很容易做，最吸引人的是，把產生的方波用二進位電路除二，就能產生低八度的音符，所以用一個CD4020B類的IC就產生10個八度的全音域音符，再用濾波器把方波過濾成各種波形，就能模擬各種樂器的音色，我也有做過實驗，效果不錯。
----摸索----
八十年代，已經可以買到名廠的電子琴，我買了一臺YAMAHA ELECTONE電子琴，要新幣850元，只有4種樂器聲音，能同時發出多個音，我買了兩臺錄音機，先彈奏一個聲部錄下，然后放播放，同時再彈第二個聲部，用第二臺錄下，這樣就有了兩個聲部，然后再播放，再彈第三聲部，直到錄滿四個聲部，就能聽到多臺電子琴合奏的效果。
后來又買了一臺TEAC-144四軌錄音機，要新幣1400元，就能把每一個聲部錄成單獨的一軌，然后調整混音輸出，這樣就得到比較好的效果。我在電子琴安裝了一條小提琴的弦，用琴弓拉弦，振動的信號用線圈撿拾，放大后驅動發光二極管去照射光敏電組，調制音量模擬拉弦的效果，這就是第一代的拉弦模擬器，我用這些設備錄制了好幾首歌，這些錄音還在。
由于用這樣的方法錄制音樂太過費勁，我于是就想到要如何讓電子琴自動彈奏，那時的邏輯電路已經很普遍，我買了幾臺CASIOTONE電子琴，用CD4066模擬開關去代替琴鍵，并制作了EPROM燒錄器，把音符逐個寫入EPROM，然后連續輸出去控制模擬開關，達到自動演奏的效果。過后我找到藝術學院的同學沈望傅，他是學手風琴的哦，正在做雜牌APPLE-II電腦，我把自己的這一理想告訴他，讓他聽歌并做了示范，那時是1982年。
過后的研發工作轉為通訊領域，研制出傳呼機防盜系統，獲得接入電話網的許可，又研發了能夠用公共電話按鍵輸入文字的文字傳呼系統，獲得88年新加坡科學館舉辦的科學發明比賽銀獎，并在該年于新加坡貿易中心舉行的科技展獲得電信分配攤位公開展示，就在這個展覽會上，沈望傅見到我，高興地對我說：“你要的東西出來了！”，那就是最早的聲霸卡，正在他的攤位展示。
----嘗試----
聲霸卡流行后，用電腦編曲成為可能，許多廠家紛紛推出音源，包括羅蘭，由于我在1984年曾經以新幣1900元購買了羅蘭的JUNO-106電子琴，演奏了好幾首歌，效果很好，尤其是弦樂合奏的聲音，非常優美，因此1992年我花了新幣700元買了羅蘭的SC-7音源，開始學習編曲，但出乎預料，音源的聲音很差，尤其是弦樂合奏，完全沒有弦樂的美感，廠家所配備的編曲軟件BALGRAM很不好用，在嘗試編寫一首簡單的歌之后，不得不放棄，由于這次的失敗，我以為自己再也不可能為本地歌曲編出交響樂伴奏，于是在1994年到國內小住時，就把這些歌曲交給何占豪編成交響樂譜，打算用交響樂隊來演奏。
----努力----
到了21世紀，音源的發展已經非常成熟，音波表（WAVETABLE)的發聲方式使到樂器的聲音很像，我從EBAY購買了各種名牌音源，挑選好的樂器聲音，最后選定羅蘭的專業交響樂音源（M-SE1，M-OC-1），再一次嘗試編曲，使用的軟件是CAKEWALK, 就這樣編寫了200首歌，先后完成了“抗日史詩”，"反殖史詩"兩部大型音樂作品，大量新加坡本土歌曲，歌曲，西洋歌曲，全部是以交響樂二管編制，并在2013年，2015年，2019年在新加坡大會堂舉辦了三場音樂會，其中2015年的世界反法西斯勝利七十周年音樂會，上半場以MIDI音樂錄音伴奏，下半場的“抗日史詩”則以交響樂隊演奏。
----繼續----
2015年那場音樂會意義重大，交響樂隊的花費卻不小，不可能經常舉辦，我于是又開始研究用電子琴演奏交響樂的可能性，我花費一千多元購買了四臺最先進的XKEY MIDI控制器，打算試驗四重奏，但碰到的難題實在太多了，不可能實現，必須研發自己的器材才有可能解決，2016年，我開始在淘寶購買零件，設計底板，編寫單片機程序，完成了電豎笛（電吹管），音源，拉弦電子琴的開發，并對關鍵技術“拉弦模擬器”申請專利，這些研發成果都在2023年于新加坡南洋藝術學院舉辦的“槐華紀念音樂會”得到應用，演奏了10首弦樂四重奏。
----成果----
1. 拉弦電子琴：采用市售電子琴改裝，標準鋼琴琴鍵，安裝拉弦模擬器，內置自主開發音源，音頻外接音箱，可根據演奏場地配搭相應的音箱，可用藍牙透傳與外部硬音源連接，或與電腦連接使用軟音源，作為組織電子弦樂隊之用。
2. 電豎笛：采用真豎笛作外殼，輕便小巧，功能強大，三個八度，任意轉調，內置陀螺儀，可隨演奏者身段產生音樂表情，特制壓力腔體，吹奏時無口水，無需排水管，外置音源，平時以藍牙無線連接，很方便，舞臺演出時也可用USB線有線連接，穩當可靠，與拉弦電子琴組成電子交響樂隊。
3. 獨立音源：自主研發，采用國產STC單片機，體積細小，造價便宜，可采樣樂器聲音樣本，供拉弦電子琴和電吹管使用。
4. 藍牙MIDI收發器：自主研發，采用工控藍牙，無需蘋果制式MIDI方案，自動音符限時功能，克服無線失聯時樂器響個不停的故障，可連接電腦讓拉弦電子琴和電豎笛使用軟音源。
5. 樂器采樣軟件：全套自主研發軟件，可采樣真樂器的聲音，或任何音源樂器的聲音，制作成獨立音源的電子樂器。
6. 藍牙無線音源：采用目前可以在市場買到的通用音源芯片，一種是法國公司DREAM的SAM2695，另一種是美國VLSI的VS1053B,有16個聲道，64個復音，128種樂器，價格廉宜，玩具檔次的音質，可作為電子琴輔助功能。
7. 藍牙無線MIDI組合器：可讓多達8臺電子琴共享一臺專業音源，適合裝置在公共場合，樂手通過APP申請連接密碼與自己的樂器配對，與他人合奏，享用優質音源的效果。
8. 手控音樂表情器：反射式紅外線音量控制器，加上電阻屏滑音控制器和觸摸按鈕，可用左手的三根手指同時完成音量大小，顫音，滑音，改變樂器數項功能，實現演奏時對樂曲的表達。
9. 動態分裂鍵盤，分裂鍵盤是高級電子琴的功能，能左右手分別彈奏不同樂器，目前分裂點都是固定不動的，而這項軟件技術能實時根據彈奏者左右手彈奏的音符自動調整鍵盤分裂點，能在小鍵盤上順暢彈奏兩種樂器。
10. 電子橫笛：采用特殊氣流傳感器，實現橫吹功能，無需口含吹嘴，吹奏時與傳統橫笛一樣，姿態優雅。
11. MIDI信號儀：手握儀器，鋰電池供電，TFT顯示屏，有線與無線連接，顯示與解析接收到的MIDI信號，作為顯示與調整MIDI樂器參數之用。
12. MIDI交響樂譜：共有近兩百首獨自編寫的二管制交響樂譜，內容有中外歌曲，網絡歌曲，歷史歌曲，創作歌曲，交響樂作品，可供電子琴樂隊練習和表演之用。
----展望----
電子琴自上世紀70年代逐漸開始普及以來，經歷了幾次技術性突破：
1. MIDI協議的制定，奠定了電子琴與電腦交換信息的基礎。
2. 聲霸卡，讓電腦實現自動演奏音樂成為常態。
3. 編曲軟件CAKEWALK，讓電腦編曲變得容易上手。
4. 羅蘭，EMU等廠家推出的高質量音源，讓電腦生成的音樂達到可商用的水平，大量卡拉OK伴奏音樂涌現。
5. 力度感應鍵盤，讓電子琴演奏時能控制每個鍵的聲音大小。
6. 氣壓感應吹管，讓電子吹管樂可用吹氣控制聲音大小。
時至今日，聲霸卡早就被電腦內設的軟聲卡軟件所取代，創新科技后期的聲卡已經沒有內建的MIDI音源，名廠出品的獨立音源在2012年已經達到頂峰，過后也被電腦軟音源取代，如今用電腦編曲已經成為很普遍的事，但作為表演用途的電子鍵盤樂器的電子琴雖然還在不斷演化，卻沒有實質性的技術突破，在樂隊中不外就是鋼琴的替代品，無法自成體系。
電子琴多年來的發展都是以多功能，多音色，多鍵盤，自動伴奏的方向為主流，追求一個人在同一時間能發出最多聲音為目標，因此雙手并用，同時腳踏，加上自動伴奏，能基本完成音樂里的旋律，和聲，低音，節奏等要素，作為娛樂用途已經能滿足，但遠沒有達到可欣賞，具有一定藝術高度的水平，真正有水平的音樂必須達到對每個音符精確控制，在多聲部互相協調下才能表達音樂的內涵，這就需要多人以樂隊的形式來完成，但廠家并沒有研發和推出適合組織樂隊的電子琴。
隨著拉弦模擬器的發明，配合細小廉價高音質的獨立音源，解決了電子琴模擬演奏弦樂的一大難題，使到組建具有相當表現力的電子弦樂隊成為可能，也可能因此改變未來樂隊表演的形態，也可能改變樂器教學的形態，學習鍵盤樂器的學生也能學習弦樂的演奏技巧，并參與樂隊表演。若加上能模擬各種吹管樂器的電吹管，很容易實現樂隊的交響化。再加上能獨自采樣制作新電子樂器的獨立音源，將讓世界各民族的獨特樂器進入電子樂器的領域，在表演舞臺上得到發揮，一個新的電子琴生態必將形成。
也許在不久的將來，電子琴交響樂隊表演將是很普通的事，創作交響音樂和為歌曲編寫交響伴奏譜將成為音樂愛好者的日常事物，假以時日，新的交響樂作品必將陸續誕生，不斷表演，不斷優化，成為優秀作品，最終由正規的交響樂隊演奏，成為新的時代經典。
----全文完
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