控制訊號與包絡
訊號 vs 訊息
電腦音樂製作 W7 · 2026.10.19
秉聖老師 · 電腦音樂製作 115-1
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edu.pingshengwu.com/icmp-w7/
回顧：LFO 訊號跨越 20 Hz
上週同一顆 LFO 之頻率自 4 Hz 提升至 400 Hz；越過 20 Hz 時，聽覺經驗由「可解析之週期性」轉為「音高」。
該訊號本身未曾改變，改變的僅是速率。核心提問：此訊號之本質為控制，抑或聲音本身？
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本週提問
旋鈕轉動、滑鼠點擊、envelope（包絡）曲線繪製等操作介面動作，如何轉換為聲音本身的變化？
VCV Rack 與 Max/MSP 對此提供截然不同的答案；差異所在，決定了各系統中可設想與無法設想的操作範圍。
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兩個答案
VCV 說
控制與聲音為同一種介質：電壓。連接線的功能取決於其目的地，而非其來源。
Max 說
並非如此：事件（訊息）與取樣流（訊號）為兩種不同的資料類型，畫面上粗細有別的連接線即為此區分的視覺呈現。
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Part 2
Envelope（包絡）
歷史悠久的控制訊號
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ADSR：常見的 Envelope 形狀
Attack、Decay、Release 為時間參數；Sustain 並非時間參數，而是音量值，其持續時間取決於按鍵持續時間。
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同樣四個字母，兩個很不一樣的形狀
同一組 ADSR 參數代入不同數值：其一呈現為擊奏，其一呈現為拉奏。圖中的「總長」為假設特定按鍵時間下所計算的範例，並非 ADSR 本身固定的長度。
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波形替換後，樂器辨識度大致不變
兩者 oscillator（振盪器）的波形互換後，只要 envelope 不變，擊奏聽感大致仍為擊奏，拉奏聽感大致仍為拉奏。
Attack（攻擊時間）本身即為音色的重要構成部分；移除後，樂器辨識度通常顯著下降。
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一對多：同一 Envelope，三個目的地
Envelope 並非只能連接音量。同一條曲線連接至 cutoff，filter（濾波器）將隨之開合；連接至音高，則構成一個會滑動的音。
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ADSR 為 Envelope 諸形狀之一
ADSR 為控制訊號中一種常見形狀，其四段結構已被固定並賦予名稱；任意不規則曲線同樣可作為音量或 cutoff 的控制來源。
「控制訊號」此一概念本身為核心，其進入的系統架構方為本週討論的真正分歧點。
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同一條線，或是兩條線
VCV：單一電壓類型，任意目的地皆可連接（此為教學簡化說法）。Max：單一訊息僅更新一次，經 line~ 展開為逐取樣、無間斷的訊號，構成 Max 系統中對應 envelope 的手段。
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VCV：電壓不分身份
LFO 輸出孔、envelope generator（包絡產生器）輸出孔、麥克風輸入孔，外觀完全相同，所使用的連接線亦為同一種類。系統不執行靜態型別檢查，不區分連接內容為「控制」抑或「聲音」。
上週 LFO 訊號得以連續滑過 20 Hz 而轉為音訊，原因即在於 VCV 從未對其進行分類。型別檢查的缺席，為此連續性的前提。
此為簡化說法：型別檢查的缺席，不代表所有模組皆能辨識任意範圍的電壓，亦不保證 polyphony、正規化等語意自動相容。連接錯誤範圍時，仍可能導致模組無反應或運作異常。
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Max 分裂的時間線
1985–88 年間，Miller Puckette 於 IRCAM 開發僅處理訊息／MIDI 的初版（時稱 Patcher）。約 1989 年起，IRCAM 的 ISPW 硬體使 Max 得以於內部執行即時音訊運算（俗稱 Audio Max，僅供研究機構內部使用）。至 1997 年，Cycling '74 始將此運算能力製成商業版 MSP 對外發布。VCV Rack 為 2017 年由單一團隊一次性建構完成的電壓系統，未經歷此種分階段擴充的過程。本時間線僅呈現先後順序，不構成設計意圖的證據。
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Max：先分類，再決定線的粗細
bang、數字、清單等為訊息：離散、事件觸發、無固定節奏，此為 Max 自初版即具備的機制。cycle~、line~ 等帶波浪號物件之間傳遞者為訊號：依系統音訊設定（常見為 44.1kHz）逐取樣運算，運算持續進行，不受介面顯示狀態影響。
兩種資料類型於畫面上外觀有別：訊息連接線較細，訊號連接線較粗；此分類於介面上以視覺形式呈現。
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訊息有多稀疏，訊號有多密
同一秒內：一側為可逐一計數的事件，另一側因密度過高僅能繪為一條實心帶狀。
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這是設計選擇，也是歷史留下的代價
VCV 的代價
自由伴隨意外的代價。音訊訊號可連接至 cutoff、LFO 可連接為音高來源；部分接法將產生未經設計的聲音，亦可能導致模組無作用。
Max 的代價
分類換來清楚的代價。若欲產生無間斷的音量漸變，單一訊息本身僅更新一次，即使排列成序列仍具階梯狀間斷，須藉 line~ 產生逐取樣運算的連續漸變。此手續換取意外的減少。
VCV 採統一架構，Max 採分層架構，兩者發展的時間線不同，惟此不足以判定何者「設計思路較為清楚」。於當前實務使用中，兩者的限制皆屬真實存在。
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練習範圍：僅變化 Envelope
同一持續音，僅調整 Envelope
音高、波形、filter 皆維持不變。僅 envelope 產生變化，據此構成三種可辨識差異的聽覺結果。
沿用既定格式：繳交 30–60 秒聲音，以 VCV 為主，並以一句話說明所調整的段落（attack、release，或整條曲線的不規則變化）。
本週學習目標 VCV Rack，可在課外自行完成
- [W7-L1] 能用 ADSR 控制 VCA 做出短促／緩起／長尾三種輪廓；判準：說得出哪一個參數是量、哪三個是時間。
- [W7-L2] 能把同一顆 ADSR 改接到 VCF cutoff 或 VCO pitch；判準：說出被控制的目標換成什麼、聽感差在哪。
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三個方向參考
短 Attack：擊奏感
attack 趨近於 0，訊號迅速降至低音量或 0；同一音源因而呈現為擊奏音色。
長 Attack／Release：漸現感
attack 延長至數百毫秒以上，release 同步延長；同一音源因而呈現為漸進起伏的音塊。
週期性觸發：節奏化
envelope 本身連接至規律或不規律的觸發源，使其反覆開閉；同一音源因而呈現為節奏。
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本週三件
David Behrman, 1977
On the Other Ocean
長笛與低音管演奏六個固定音高以觸發電路，並由 KIM-1 微電腦即時決定合成器和聲的變化。
Laurie Spiegel, 1980
The Expanding Universe
1974 至 1977 年間製作於貝爾實驗室，使用 GROOVE 系統。系統以每秒約 100 次的取樣頻率記錄並播放隨時間變化的控制數值，經 DAC 轉換後方驅動類比合成器的電壓輸入。
George Lewis, 1993
Voyager
軟體以 Forth 語言寫成，於聆聽現場演奏的同時自主生成獨立的音樂行為；其角色並非伴奏，而為另一即興演奏者。
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三種「誰在決定」
Behrman 的電路僅辨識六個固定音高，觸發者為離散事件，性質近於訊息。Spiegel 的 GROOVE 系統介於兩者之間：每秒約 100 次取樣，密度高於訊息、低於 44.1kHz 音訊訊號，經 DAC 轉換後方成為連續電壓。Lewis 的 Voyager 二者皆非：系統自主生成獨立的音樂行為，並非單純執行外部指令。
此提問將延續至第 13 週「映射與演出」：當控制訊號本身具備決策能力，「誰在演奏」是否仍具意義？
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10/26 光復節補假停課
Orca 或 Strudel 擇一
繳交 60 秒聲音，並以三句話說明所運用的原理及其實現結果。
11/2（W9）返回課堂進行對照討論，檢視各項成果分別對應本學期的何種原理。
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ORCA · Hundred Rabbits
網格中，每一字母代表一個運算元（operator）；畫面角落的座標與格數即為其記錄時間的方式，時間表現為可見的位置，而非抽象的軸線。
系統本身不發聲，僅輸出 MIDI、OSC 訊號以驅動外部合成引擎，如 VCV、Ableton、SuperCollider。
此為本週主題的極端案例：Orca 完全不處理訊號，僅輸出訊息。
畫面擷取自官方網頁版 hundredrabbits.github.io/Orca，課堂教學使用。桌機下載版見 github.com/hundredrabbits/Orca。
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Strudel
TidalCycles 的網頁版本，以 JavaScript 編寫。輸入描述一個 cycle（循環）內 pattern（樣式）的程式碼，執行後引擎持續查詢該樣式，產生一連串具時間排定的事件，再輸出至 Web Audio 或 MIDI/OSC。
程式碼修改的對象並非單一訊息，而是一整套將被反覆查詢的樣式；經引擎查詢後產生、逐一排定時間的事件，方較接近前述所稱的訊息，而實際播放的聲音本身則屬訊號。
畫面擷取自官方網站 strudel.cc，課堂教學使用。
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交件與下次上課
Orca 與 Strudel 兩者擇一或並用均可，僅須繳交一次。內容為 60 秒聲音，並以三句話說明所運用的原理、實現方式，及其與本學期哪一週內容的關聯。
11/2（W9）返回課堂，對照修課學生以 Orca 或 Strudel 完成的成果，回歸「序列即合成」的原理討論。
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