波形メモリ (電子音源の合成方式)

波形メモリ（電子音源の合成方式）（はけいめもり　でんしおんげんのごうせいほうしき）は、1980年代に頻出したディジタル音源の基本方式の一つ。ウェーブメモリ音源と呼ばれることもある。
概要.
波形メモリはディジタル信号処理の基礎技術であり、1970年代から「ディジタル楽器全般に共通する基本要素技術の一つ」と認識されていた。
ディジタル・シンセサイザーには、プレーンなディジタル楽器の要件に加え、下記の要件が加わる。
波形メモリ単独ではこれらの追加要件を実現しようがないため、歴史上いくつものシンセサイズ方式が登場した。
アナログ音源との併用.
波形メモリを併用したアナログ音源はハイブリッド音源として区別される。
波形メモリを使う主な合成方式.
ハイブリッド・シンセサイザー.
1. 波形を何らかの合成方式(典型的には倍音加算)で生成し、波形メモリに格納して再生、音作りにはフィルターを併用する方式。初期のディジタルオルガン技術をディジタル・シンセサイザーに発展させる形で登場した。
2. オシレータ(DCO)に波形メモリを採用したシンセサイザー(主に減算合成)
ウェーブテーブル・シンセシス.
波形テーブル上に1周期波形を複数並べ、キータッチや時間経過に応じて波形を順次切り替えて、音色変化を実現する方式。1980年が採用し、後継のに引き継がれた。
なおPPG Wave 2.xには、複数のソフトウェア・エミュレーション
が存在するので、音源の仕組みは簡単に実地確認できる。
なおPC用サウンドカード製品には「ウェーブテーブル音源」という名称を用いる製品が多いが、これらはサンプリング音源/PCM音源の別名に過ぎず、PPG/Waldorfの「ウェーブテーブル・シンセシス方式」とは無関係である 。
[補足] 英語版記事「」との整合性
ベクトル・シンセシス / ウェーブ・シーケンス.
2次元平面を直交座標で4つの領域に分け波形を割り当てて、例えばジョイスティックやエンベロープ・ジェネレータの時間変化に沿って座標を更新し、4つの波形の混合比を変える一種の加算合成。SCIのDave Smithが開発し、SCIやKORGの製品が採用した他、KAWAIやYAMAHAも類似した音源を発売している。
なおこの音源の観点では、ウェーブテーブル・シンセシスは1次元座標軸上の移動として説明され、両者は類似したシンセサイズ方式とされるが、実際には (1)加算合成の有無、(2)潜在的に生成可能な波形のバリエーション、に相違がある。
サンプラー / PCM音源 (サンプリング音源、ウェーブテーブル音源).
1980年前後に、半導体メモリー価格の低下に伴い数十KB以上のROMやRAMの使用が現実的になると、1周期単位の波形ではなく数十ms～秒単位のサンプルを丸ごと使う サンプラーやPCMドラムマシンが製品化された。
サンプルの使用で音のリアリティは格段に向上したが、初期の製品は楽器としての表現力が充分とは言えなかった。
そこで、更に数十倍のメモリを使って細かなレイヤーで表現力を高めたり、
さらに減算合成方式(アナログ～ディジタル)を併用して表現力の拡大を図って、現在一般にPCM音源と呼ばれる多少複雑な音源方式が確立した。
90年代半ば以降、MIDI音源搭載サウンドカードの主流となった「ウェーブテーブル音源」とは、実際はサンプリング音源/PCM音源の別名に過ぎない。
波形メモリを応用した合成方式.
波形メモリを応用した音源にFMシンセシスとPDシンセシスが存在する。
FMシンセシス.
1980年代にYAMAHAの製品で広く知られるようになったディジタルFMシンセシスは、YAMAHAの実装では「波形メモリ出力で、別の波形メモリを読み出す処理」として実現しており、波形メモリの応用音源と考える事が可能である。
この処理は、アナログシンセ上では クロス・モジュレーション(オシレータ間モジュレーション) として知られており、波形メモリ処理が合成方式の本質ではない事が判る。FMシンセシスの出力(周波数スペクトル)の解釈には周波数変調の概念が援用されるので、一般には周波数変調を本質とするシンセサイズ方式だと考えられている。
FM音源製品のオペレータの波形テーブルには、一般には正弦波(もしくは余弦波)が搭載されている。後期には、波形テーブル読み替えでサイン波以外の波形も選択可能な製品が登場した。
後に登場した RCM音源 (YAMAHA)では、「サンプリング変調」と呼ばれる PCM波形でFM音源オペレータを変調する機能も提供された。
PDシンセシス.
1980年代にカシオが開発したPDシンセシスは、「波形メモリの読み出し位相角を歪ませて(読み出し速度を波形周期内で変更)、倍音を変化させる方式」と説明する事ができる。
類似した処理としては、アナログシンセ上の (一つのオシレータで別のオシレータを周期的にリセットし、結果的に波形を変形する方式) を挙げる事ができる。