サンプルベース合成は、減算合成や加算合成とは対照的なオーディオ合成の一種です。サンプルベース合成の主な違いは、シード波形が他のタイプの合成で使用される正弦波やノコギリ波などの基本波形ではなく、サンプリングされた音や楽器であることです。[ 1 ]
デジタル録音が実用的になる前は、Welte Lichttonorgel (1930年代)、phonogene (1950年代)、Mellotron (1960年代) [ 2 ]などの楽器は、アナログ光ディスクやアナログテープを使用してサンプリングされた音を再生していました。
初期のサンプルベースの楽器としては、Computer Music Melodian、Fairlight CMI、New England Digital Synclavierなどがあった。これらの楽器は高価で、最大25万ドルもした[ 3 ]。
1980年代後半に登場したEnsoniq Mirage(1984年)、Roland D-50(1987年)、Korg M1 (1988年)などにより、より手頃な価格のサンプルベースのシンセサイザーが一般の人々にも利用可能になった。
サンプルベース合成は、マルチメディアPC用のサウンドカードに搭載されており、ウェーブテーブルカードやウェーブテーブルドーターボードといった名称で呼ばれています。(ウェーブテーブル合成§背景を参照)
サンプルベース合成が、物理モデリング合成や加算合成といった他のデジタル合成手法に比べて持つ主な利点は、処理能力の要求がはるかに低いことである。これは、サウンドモデルのニュアンスのほとんどがリアルタイムで計算されるのではなく、事前に録音されたサンプルに含まれているためである。
アナログシンセサイザーとは対照的に、サンプルシンセサイザーでは、より多くの音を同時に演奏できるように回路を複製する必要がありません。そのため、サンプルシンセサイザーの同時発音数は一般的に非常に多くなります。ただし、より詳細な音を表現するために、複数のサンプルを同時に再生する必要がある場合があります(トランペットの場合、息遣い、唸り声、連続演奏用のループ音波などが含まれることがあります)。サンプルシンセサイザーは、同時に再生できるマルチサンプルの数に基づいて同時発音数を評価するため、これは再び同時発音数を減少させる要因となります。
サンプルベースシンセサイザーが自然楽器のニュアンスを再現できるかどうかは、主にサンプリングされた音源ライブラリによって決まります。サンプルベースシンセシスの黎明期には、コンピュータのメモリが高価だったため、サンプルはできるだけ短く、数も少なくする必要がありました。そのため、サンプルの一部をループさせ、電圧制御アンプとエンベロープジェネレータをキーベロシティ情報と組み合わせて、ループさせた音のダイナミクスを制御することで、この問題を解決していました。場合によっては、キーベロシティによって楽器のアタックタイムも変化し、大きな音のパッセージではアタックが速くなることもあります。
メモリが安価になるにつれて、マルチサンプリングが可能になりました。楽器の単一の録音を速くしたり遅くしたりして他の音程を再現する代わりに、元の楽器を一定間隔でサンプリングして、隣接する複数の音(スプリット)の領域をカバーするか、すべての音をサンプリングできるようになりました。これにより、低音域から高音域へのより自然な進行が得られます。低音は鈍く聞こえず、高音は不自然に明るく聞こえません。また、音量と音色は演奏スタイルによって変化するという事実を反映して、同じ音を複数の異なる強度レベルでサンプリングすることも可能です。たとえば、ピアノをサンプリングする場合、鍵盤ごとに3つのサンプル(弱、中、強)を取得できます。サンプルを増幅してブレンドすることで、その間のあらゆる音量を作成できます。
ローズピアノのような楽器のサンプルベースモデルでは、マルチサンプリングが非常に重要です。ローズピアノの音色は鍵盤の左右で大きく変化し、鍵盤を叩く力によっても大きく変わります。低音域では「吠えるような」音色になり、高音域ではより鐘のような音色になります。鍵盤を強く叩くと、「吠えるような」音色がより際立ちます。そのため、モデルが十分な表現力を持つためには、音高と演奏力の両方においてマルチサンプルを作成する必要があります。
ユーザーが任意の波形を記録して音の基本音色を形成できる、より柔軟なサンプルベースの合成設計はサンプラーと呼ばれます。初期のサンプラーは非常に高価で、一般的にサンプリングレートとビット深度が低く、結果としてノイズが多く、エイリアシングが発生していました。1990年代後半になると、コンピュータプロセッサの速度が大幅に向上したことで、ソフトウェアシンセサイザーとソフトウェアサンプラーが広く開発されるようになりました。現代のコンピュータの膨大な記憶容量はサンプルベースの合成に最適であり、そのため多くのサンプラーがソフトウェア実装に移行したり、新しいソフトウェアサンプラーに取って代わられたりしました。