风神的歌：开源管风琴合成器 Aeolus 评测（一）
管风琴在乐器中是宏大而庄严的存在，伴着教堂、音乐厅和歌剧院而生，演奏家们常常会以管风琴演奏恢弘的古典乐章。如果能有幸到现场聆听，沉浸在响彻穹顶的乐音中，那将是非常震撼的体验。然而，管风琴体积庞大，数量稀少，又常常是建筑的一部分，无法随时随地演奏；而且要还原管风琴的现场感，录音的工程量也不可小觑。
现在，得益于管风琴音源Aeolus，你可以在工作室中足不出户还原管风琴的音色和体验。Aeolus采用物理建模，功能强大、音质细腻，控制方式简洁而便于入门，能够精细还原管风琴的部分音色与控制方式。如果你想在工作室中演奏管风琴，或者是为你的作品增色，不妨一试。
1. 知识引入：管风琴
在继续评测之前，首先简单介绍一下管风琴。
管风琴是一种能够通过键盘开闭管风琴管，并通过压缩空气（称为“风”，wind）驱动管风琴管来发声的乐器。由于每个管只能产生一个音高，因此管子被分组排列，称为音阶（ranks），每个音阶在整个键盘范围内具有相同的音色和音量。
管风琴有一个或多个由手演奏的键盘（称为“手键盘”，manuals），以及由脚演奏的踏板键盘（称为“脚键盘”，pedal）；每个键盘控制其自己的音管编组，或与音栓联动。键盘、踏板和配组都安装在管风琴的演奏台（console）中。
管风琴由鼓风装置向音管输送空气，使得它能够持续发声，直到相应的键被释放；而作为对照，钢琴和古钢琴在琴键松开后，音色就会立即消散。最小的便携式管风琴可能只有一两组音管和1个手键盘；最大的可能有超过33,000根音管和多达7个手键盘。
2. Aeolus总览
2.1 开发背景
Aeolus诞生于2004年，由Fons Adriaensen开发，对管风琴物理建模，运用加法合成（addictive synthesis）原理来合成管风琴音色，其名字来自古希腊神话中的风神艾俄洛斯。最早只支持Linux平台。
后来，Arthur Benilov在Adriansen的基础上继续开发，使Aeolus成为一款成熟的管风琴音源，焕发新生。得益于JUCE框架，它拥有以下突出特性：
- 配备专业且直观的界面
- 支持多种插件格式：VST 2.4、VST3、AU，并提供一个独立版本（VST 2.4仅限Windows版本，AU仅限macOS）
- 跨平台，可在Windows、Linux与macOS下运行
- 功能更强大，支持用户预设、MIDI通道映射等
由于采用物理建模与合成器引擎，Aeolus的体积小巧，只有16MB，较采样音源更轻便，却能实现不亚于真实管风琴的演奏体验。
2.2 初体验
图 1 Aeolus主界面
初次打开Aeolus，专业感扑面而来。铁灰色的外观上，控制按钮分门别类有序排布，有一种坐在管风琴操作台前的掌控感。
最醒目的四排圆形按钮，是管风琴的音栓（organ stop knobs），用于控制管风琴的音色，只有打开了音栓，管风琴才能演奏。Aeolus模拟了拥有三排手键盘（manual）、一排脚键盘（pedal）的管风琴，音栓也因此分为四组，图中每一排音栓对应一组键盘。
音栓右侧的“MIDI channel”下拉框，可以设置键盘与MIDI通道的映射，这样可以用多台MIDI键盘来演奏Aeolus，还原管风琴的体验。而第二、第三排手键盘还支持颤音（tremulant），点击“Tremulant”按钮可开关颤音功能。
底部是一排琴键，可以帮助音乐人快速测试音色。在没有打开音栓时，键盘是灰色的。激活音栓后，可演奏的音域会亮起。右侧有两个下拉框，“Control channel”用于指定接收哪个MIDI通道的控制器数据，而“Swell channel”则指定由哪个MIDI通道来控制管风琴的风箱（swell）效果。
Aeolus支持指定多达32组用户预设（作者将其称为音序器，sequencer），可随时切换。点击键盘上方的“Set”按钮可以保存用户预设，右侧从“1”~“32”的数字按钮则用于切换预设。
最后，界面顶部可以设置主音量与混响IR、强度，还可以查看当前的负载情况（CPU占用、播放的音符数）。值得一提的是，Aeolus采用卷积混响引擎，所有的混响IR均录制于真实的环境中，有助于模拟真实场景下的管风琴表现。
3. Aeolus的重中之重：音栓
初次打开Aeolus，最引人注目的就是那三组一字排开的圆形按钮，每个按钮上方都标注有一些特殊字样。这些按钮就是管风琴的音栓（organ stop knobs），用于控制管风琴的音色。
图 2 Aeolus音栓示意（激活部分音栓后）
3.1 音栓的作用
为什么管风琴会有这么多的音栓？因为大多数管风琴都有许多不同音色、音高和音量的音阶。在真实管风琴中，演奏者可以通过称为“止音器（organ stop）”的部件来单独或组合使用这些它们。止音器可以根据演奏者的设置，允许或阻止压缩空气进入特定的管风琴管，从而控制管风琴可以发出哪些音色的声音、弹奏什么样的音阶。
音栓就是用来调整止音器的组件，它们分布在演奏台两侧，供演奏家掌控。Aeolus选取了一些基本、常用的音栓，点击界面上的这些按钮就可以开启或关闭。处在开启状态的音栓按钮会被“点亮”。
3.2 音栓与键盘的对应关系
作为管风琴音源，Aeolus提供了3组手键盘、1组脚键盘。Aeolus设置了四组音栓，每组音栓掌控不同的键盘。它们的对应关系为：
- Manual III：对应最顶上的手键盘
- Manual II：对应中间的手键盘
- Manual I：对应最底部的手键盘
- Pedal：对应脚键盘
在音栓没有打开时，键盘是不可弹奏的，相当于没有空气进入音管。打开音栓后，它们各自对应的手键盘、脚键盘就可以演奏了。此时，Aeolus主界面底部的琴键会亮起，点亮的部分为当前已激活的键盘所对应的音域，如下所示：
图 3 手键盘音域（Manual I、II、III）
图 4 脚键盘音域（Pedal）
三组手键盘音域相同，跨越5个八度，从C2~C7；脚键盘音域相对较窄，为C2~G4，上述记号采用IPN（international pitch notation，国际音高符号） 。需要注意的是，Aeolus采用的键盘记号比IPN小一个八度。
注意：Aeolus界面底部的键盘同时控制所有4组管风琴键盘，不能单独聆听每组键盘的音色。
3.3 音栓的标记
Aeolus的音栓完全按照真实管风琴的制作规范来编排。每个音栓都使用规范的术语做标记，帮助有经验的演奏者找到合适的音色。
音栓标记由两部分组成：音栓名、音管长度（一个音栓对应一个音管）或数量（一个音栓对应多个音管）。
3.3.1 音栓名
音栓名，表示当前音栓的音色或特性。它们的名字是约定俗成的，通用于世界各地的管风琴。
Aeolus拥有多样的音栓。例如模拟乐器声音的“Oboe 8”、“Flute 4”、“Trumpet 4”，具有典型管风琴声音特性的“Cymbel VII”、“Principal 4”等。
3.3.2 音管长度
有的音栓会在音栓名下方标注阿拉伯数字，该数字为音管长度，影响基本音高。它以英尺为单位，记作“′”（在Aeolus的界面中省略）。常见的音管长度如下：
- 如果为2的n次方（1′、2′、4′、8′、16′），则为C调音管，每乘以2则低1个八度。当音管长度为8时，则基本音高为C2（低音C），其余的可类推。
- 如果为分数，则为其他的基本音高，如2′ 2/3对应G调，1′ 3/5对应E调。
Aeolus会如实给每个音栓标明音管长度，以便演奏者辨别基本音高。有些种类的音管，还提供不同音管长度的版本，例如“Open Diapason”有8′、16′两个版本。
3.3.3 音管数量
有的音栓会在音栓名后加上罗马数字，表示该音栓对应的音管数量。
例如，音栓“Cymbel VII”中的“VII”表示该音栓对应着七个不同的管子，而不是一个具体的管子长度。这七个管子通常按照不同的音高排列，形成一个音栓组合。当演奏者按下这个音栓时，这七个管子同时响起，产生一种明亮、清脆的音色，通常用于管风琴音乐中的高潮部分或者华丽的音响效果。
像这样控制多个音管的音栓，Aeolus提供了7个，可以按需使用。
3.4 音栓的排列和标记
Aeolus排列音栓的方式也有它的妙处。大体的排列规则是：
- 一般规律是：基本音高偏低的音栓在前，偏高的在后。
- 每组键盘的音栓又被分为两小组：实际演奏中比较重要或比较常用的音栓，以红色字体标出，分列最右边（笔者称之为“红组”）；其余不那么常用的音栓则以黑色字体标出，列在左边（笔者称之为“黑组”）。
- 同时控制多个音管的音栓，则放在红组、黑组之间。
通过有规则的排列，管风琴演奏家可以很快找到自己想要的音色，同时对于非管风琴演奏者来说也利于探索。
3.5 音栓作用举隅
最后，为了帮助读者对音栓的作用产生印象，笔者以“Manual III”部分的音栓为例，讲讲该部分每个音栓的音色、作用。
- Open Diapason 8：这是管风琴最基本的音色之一，它产生正常的主音。听起来像是长笛与双簧管的合奏。通常用于支持合唱或音乐的基本伴奏。
- Stopt Diapason 8：这个音栓控制的是较小直径的管，它产生中音长笛那样的音色，柔和、温暖。在C2～C5部分非常轻柔。通常用于轻柔的音乐或作为伴奏。
- Claribel 8：这个音栓控制的是大型管道，它比 Stopt Diapason 8 轻柔，结合了单簧管的轻柔，以及钢片琴（celesta）的清脆。通常用于伴奏或者烘托合唱。
- Suabile 8：这个音栓产生比 Claribel 8 更加柔和、轻盈的音色，听起来类似于口哨。通常用于轻柔的音乐或者作为伴奏。
- Celeste 8：这个音栓产生英国管那样柔和、清晰的音色。它与其它音栓配合使用时，可以产生出美妙的和声效果。
- Violin 8：这个音栓控制的是高音区域的管道，它产生类似小提琴的音色。通常用于独奏或者合奏中的高音部分。
- Principal 4：这个音栓控制的是4英尺长的管道，它产生比 Open Diapason 8 更加清晰、鲜明的长笛音色，正如其名。通常用于强奏和独奏。
- Flute Doice 4：这个音栓控制的是木管，它产生轻柔、温暖的音色。通常用于轻柔的音乐或者作为伴奏。
- Fifteenth 2：这个音栓产生的音高是主音的两倍高，通常用于增强音色的明亮度和清晰度。
- Mixture V：这个音栓控制多个管道，它产生明亮、清晰的音色，GM音源经典的“Church Organ”就来自于此。通常用于强奏和独奏。
- Bassoon 16：这个音栓产生类似于巴松管的音色，通常用于低音区域的独奏或者合奏。
- Cornopean 16：这个音栓产生锐利、亮丽的音色，像是萨克斯略带手风琴的音色，通常用于强奏和独奏。
- Oboe 8：这个音栓产生类似于双簧管的音色，通常用于高音区域的独奏或者合奏。
- Vox Humana 8：这个音栓产生类似于人声的音色，通常用于强奏和独奏。
- Trumpet 4：这个音栓产生高音萨克斯那样明亮、响亮的音色，通常用于强奏和独奏。
关于其余音栓的音色、作用，读者不妨一一尝试。
4. 录制于真实场景的混响
管风琴现场演奏的魅力之一，就是余音绕梁的感觉——教堂、音乐厅等大厅开阔的空间，营造出深厚、广阔的混响，与美妙的乐章相得益彰。有了现场的混响，才有管风琴的神圣感。
图 5 Aeolus混响下拉框，框中的选项是混响IR采样的地点
4.1 混响IR的录制地一览
为了使Aeolus的表现更加真实、生动，开发者前往欧洲多所教堂、大厅等设施，录制10种高质量混响IR，运用卷积混响引擎来还原真实的演奏现场，尤其是那些装备着管风琴的著名教堂。
你可以在界面顶部的“Reverb”下拉框中，选取一处地点，应用该地的混响效果。开发者主要走访了以下这些地方：
4.1.1 配备了管风琴的教堂
- St Laurentius, Molenbeek（圣劳伦斯教堂）：位于比利时布鲁塞尔-首都大区，始建于15世纪，拥有比利时最古老、音色最美的管风琴之一（制造于1765年，拥有3个手键盘和25个音栓）。混响绵柔、轻盈，先强后柔，像飞鸟掠过湖面。
- St Andrew’s Church（圣安德鲁教堂）：位于苏格兰爱丁堡市中心，始建于18世纪后期，拥有一台大型管风琴（3个手键盘和50个音栓），是苏格兰最大的管风琴之一。该教堂还会于每年11月底举办St Andrews Fair Saturday音乐节。混响听感类似于圣劳伦斯教堂。
- St George’s Episcopal Church（圣乔治圣公会教堂）：位于德国巴伐利亚州，始建于18世纪后期。它拥有一架著名的管风琴，由巴伐利亚制琴师Johann Nepomuk Holzhey在1792年制作。这架管风琴经过多次修复和改进，目前拥有三个手键和五十多个音栓，在德国负有盛名。混响广阔、悠远、绵长。
- Lady Chapel, St Albans Cathedral：这是位于英国圣奥尔本斯的圣奥尔本斯大教堂，Lady Chapel是它的其中一部分，始建于12世纪，是英国最著名的中世纪教堂之一。大教堂本身有一架管风琴，但不在Lady Chapel中。混响效果绵柔，略带广阔的感觉。
- 1st Baptist Church, Nashville（纳什维尔第一浸信会教堂）：位于美国纳什维尔市中心，成立于1820年，采用哥特式建筑风格。它拥有一台著名管风琴，由德国制琴师Caspar Glatter-Götz在1993年制作，是美国南部最大的管风琴之一。该管风琴采用了德国和法国的制琴技术，拥有四个手键，六十多个音栓和三个踏板，具有非常独特和优美的音色。混响效果与圣乔治圣公会教堂一样广阔。
- York Minister（约克大教堂）：全名为"York Minster Cathedral"，是位于英国约克市中心的一座大教堂，为该地最著名的地标建筑之一，建筑风格宏伟壮观。它拥有世界上最大的管风琴之一，是在1903年由英国制琴师"William Hill & Sons"制作，配备超过10,000个音管和5个键盘。
4.1.2 教堂之外的大厅类设施（这类大厅往往用于举行活动）
- York Guildhall Council Chamber（英国约克市政厅议会 大厅）：是英国约克市政厅议会的附属设施，在会议之余也可以用于各类活动。整体听感宛如室内乐的大厅，混响相对较绵柔，持续时间短。
- Elveden Hall：位于英国萨福克郡的乡村地区，是一座历史悠久的庄园和大型私人住宅，占地面积约为22,500英亩，始建于18世纪。采样的大厅似乎比上述任何一个教堂要空旷得多，混响时间空前长，如入无人之空谷。
4.1.3 其他一些有意思的场所
- R1 Nuclear Reactor Hall（R1核反应堆大厅）：是瑞典皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）的一个重要建筑，位于斯德哥尔摩市郊的AlbaNova大学中心区。该建筑最初建于1954年，是瑞典第一个核反应堆，也是瑞典重要的核能研究中心之一。R1核反应堆大厅长27米，宽22米，高9.5米，如此庞大又科技感十足的设施，自然带来极其绵长辽远的混响，如入大山深处。
- Sports Centre, University of York（英国约克大学体育中心）：位于英格兰北部的约克市郊区约克大学校园内。它拥有各种现代化的体育设施，面向学生、教职工和公众开放。混响效果和R1大厅一样绵长，甚至还会持续略长的时间。
4.2 混响强度的调节
图 6 Aeolus的混响IR下拉框，以及右侧的混响强度滑杆
除了更改IR，Aeolus也允许使用者调节混响强度，调节滑杆位于下拉框右侧。就笔者的体验来说，即使滑杆的值很小（如图 6所示），也足以产生足够温润的混响，带来临场感。通常调节到10～30以内，就可以还原现场的真实感；而混响过强时，少了真实感，反而多了科幻的感觉。
4.3 优势与不足
如果只单纯使用Aeolus来演奏、编写管风琴曲，运用它自带的混响及IR，已经完全足够，无需再使用其它的混响效果器。简洁的设定，以及10种高质量IR的阵容，使混响功能可以开箱即用，利于快速开始演奏。得益于自带的、录制于知名教堂的IR，Aeolus已然能胜任与你共同呈现管风琴乐章的使命。
当然，Aeolus混响也有不足之处：无法加载第三方的IR。开发者难以走遍世界各地的知名教堂、音乐厅（现有场所均位于欧洲），因此现有的IR不一定能满足每位演奏家、制作人的需求。此时，你就要用上第三方的混响效果器（如REAPER自带的ReaVerb）。
5. 聆听Aeolus的演奏
有一些演奏家、制作人已经在用Aeolus来演奏管风琴。以下是由演奏家David Garner带来的管风琴演奏，在此你可以体验Aeolus身临其境般的表现。
音频文件压缩包请下载附件。
小结与相关链接
以上是Aeolus评测的第一部分，主要介绍了Aeolus的管风琴音栓，以及采样于10处欧洲名胜的IR混响引擎。在下一篇评测中，笔者将会评测Aeolus的更多特性，包括键盘参数、音序器（用户预设）等，敬请期待。
- 下载地址：https://github.com/Archie3d/aeolus_plugin/releases
- 项目首页：https://archie3d.github.io/aeolus_plugin/
- 源代码库：https://github.com/Archie3d/aeolus_plugin
