關(guān)于編磬音源設(shè)計(jì)相關(guān)問題的研究

胡壯利 王南南 殷瑰姣

文章結(jié)合編磬音源研發(fā)，分析了編磬音源樣本錄制中的力度分層與演奏精度，樣本編輯中的力度劃分、音色修整，編磬音源測試中音色統(tǒng)一、力度銜接和軟件穩(wěn)定性等三方面的問題，并在理論分析的基礎(chǔ)上提出了解決的方案。同時(shí)，文章還從歷史發(fā)展和社會(huì)價(jià)值角度，對(duì)編磬演奏技法、作品創(chuàng)作、民族音源研發(fā)進(jìn)行了思考。

編磬；中國民族樂器音色庫；民族音源

計(jì)算機(jī)音源技術(shù)的高速發(fā)展，給音樂的創(chuàng)作開拓了一個(gè)新的空間。計(jì)算機(jī)音源由于技術(shù)的優(yōu)勢，它不僅僅在游戲音樂、電子音樂、流行音樂、影視音樂，同時(shí)也在傳統(tǒng)音樂的創(chuàng)作中得到廣泛采用，從某種意義上說計(jì)算機(jī)音源已經(jīng)成為當(dāng)代音樂藝術(shù)的新核心。在數(shù)以萬計(jì)的計(jì)算機(jī)音源中，采樣音源以虛擬樂器音色真實(shí)度高，音質(zhì)品質(zhì)高，表現(xiàn)力細(xì)膩等優(yōu)勢而成為當(dāng)代音樂創(chuàng)作的主要技術(shù)手段，因而國外研究者對(duì)計(jì)算機(jī)音源的研發(fā)備受關(guān)注，技術(shù)領(lǐng)域不斷取得突破，發(fā)展到如今基本上解決了常規(guī)樂器音色的虛擬。但在我國，由于起步晚，發(fā)展時(shí)間短，以及技術(shù)落后等原因，這些方面一直比較薄弱。在承擔(dān)了中國古樂器音色集成——編磬音色庫制作的研究課題的契機(jī)下，筆者就編磬音源設(shè)計(jì)與制作中的相關(guān)問題進(jìn)行了研討。

一、音源音色樣本錄制

采樣音源設(shè)計(jì)的第一步工作是音色樣本錄制，即對(duì)選定的樂器做演奏音色錄制，獲得音色樣本。它主要分為兩個(gè)部分，即音色樣本錄制和樣本選定。音源采樣錄制，采樣對(duì)象為荊州博物館演奏編磬，使用立體聲錄音方式，錄音地點(diǎn)為編磬的演奏大廳，系統(tǒng)平臺(tái)為Miccrosoft Windows，錄音力求音色樣本的高品質(zhì)與自然性。

采樣音源與傳統(tǒng)錄音的要求雖然基本一至，如錄音聲源、錄音環(huán)境、錄音格式、錄音方式和錄音軟件平臺(tái)等，但對(duì)錄音樣本在力度上有特殊的要求，即要按照預(yù)先設(shè)定的力度分層錄音，它是音源成敗的重要環(huán)節(jié)之一?；谌绱?，項(xiàng)目組不僅在錄音前期與錄音師擬定了錄音方案，同時(shí)特別就演奏力度分層上的要求與演奏家做了充分的準(zhǔn)備。演奏家通常是隨著音樂主題發(fā)展的需要而靈活使用不同的力度，而在音色樣本錄制中力度不能隨意，要求用設(shè)定的力度演奏。因而不僅在錄音前期與演奏家做了溝通，同時(shí)指導(dǎo)其按照規(guī)定的力度分層進(jìn)行試錄，為提高后期錄音工作的效率積累經(jīng)驗(yàn)。

在錄制力度分層上遇到的最大問題是演奏家的演奏精度，它受多方面的影響。其一是演奏力度的最小精度，即演奏家演奏力度的最小誤差，它與演奏者水平有一定的關(guān)系。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測試的結(jié)果，最小精度約為2db的誤差值比較容易獲得，于是它成為在一個(gè)力度層中容許的誤差范圍。二是受編磬材質(zhì)、大小的影響。編磬材質(zhì)的軟硬程度影響編磬力度的靈敏度，硬材質(zhì)者力度變化反應(yīng)靈敏，軟者反之。編磬尺寸的大小對(duì)力度范圍有一定的影響，尺寸小的編磬力度下限高，上限低，因而動(dòng)態(tài)小，而尺寸大的編磬，上限能夠提高，因而動(dòng)態(tài)有所擴(kuò)大。在綜合多方面的原因之后，筆者認(rèn)為采用如下方案可行：即五個(gè)力度分層，相鄰力度層相差3～6db左右的間隔標(biāo)準(zhǔn)，同一個(gè)力度層容許2db的誤差。

采樣樣本選定是樣本錄制的第二項(xiàng)工作，工作重要與繁瑣，影響音源音色的統(tǒng)一性與均衡性。為此，項(xiàng)目組根據(jù)編磬音色的特點(diǎn)，首先制定了選定的客觀標(biāo)準(zhǔn)，即制定五個(gè)力度分層，每個(gè)分層挑選三個(gè)樣本。除此之外，樣本挑選員還需要結(jié)合自己的主觀判斷，對(duì)存在缺陷的錄音提出修改意見甚至重錄，直至達(dá)到樣本標(biāo)準(zhǔn)要求。最后完成選定的樣本的標(biāo)記與導(dǎo)出。

采樣樣本錄制是音源制作的基礎(chǔ)，除在力度分層有特殊的要求與演奏家的素質(zhì)有關(guān)之外，其它的工作規(guī)范性很強(qiáng)，因而偶爾遇到的問題，利用正確的理論知識(shí)都能順利解決。

二、音源樣本編輯

音源樣本編輯是把按照力度和音高分類的樣本，在音源框架中做鍵位映射，并對(duì)音色進(jìn)行參數(shù)修整。音源樣本編輯屬于音源主體工作，它涉及到對(duì)樣本的設(shè)置與修正，對(duì)音源品質(zhì)的優(yōu)劣有著很大的影響。

音源樣本鍵位映射，即按照樂器音高和力度的規(guī)律依次把樣本放置到相應(yīng)的鍵位，形成一個(gè)橫軸是音高變化，縱軸是力度變化的二維結(jié)構(gòu)，這樣的二維結(jié)構(gòu)保證了音源基本功能的實(shí)現(xiàn)，編磬樣本完成鍵位映射的效果如圖1所示。

音色修整是指對(duì)樣本的音頭、音尾、音高等參數(shù)進(jìn)行修正。據(jù)專家研究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，經(jīng)粗磨的磐塊受激后，起振時(shí)程僅有0.03秒①馮光生：《戰(zhàn)國曾侯乙編磐的復(fù)原及相關(guān)問題的研究》，《文物》1984第5期，第62頁。，經(jīng)過精細(xì)研磨后的磐塊受激更加敏銳，參考此經(jīng)驗(yàn)筆者對(duì)音頭做了修正。如圖2所示，是一個(gè)編磬待修正的音源樣本。圖3所示，是已經(jīng)做了音頭修正的編磬音源樣本。

在圖3所示的樣本中，測試得知該磐塊的起振快，時(shí)間不足于0.01秒。筆者認(rèn)為在做樣本音頭修正時(shí)，距音頭波形起始約10毫秒左右的位置標(biāo)記樣本的開始較為合適，這樣既保證了編磬的音色特征，獲得了最小的演奏延時(shí)，又能夠剔除掉不需要的環(huán)境噪音，修正后的結(jié)果如圖3所示。

音頭修正是音色修整的必要工作，除此之外，在Kontakt音源平臺(tái)中，提供了其它控制參數(shù)，如Sample Loop（樣本循環(huán)）、Sync（同步）、Zone Envelopes（范圍包絡(luò)）、設(shè)定等等，通過這些參數(shù)的修正能完善樣本達(dá)到音源制作的要求。由于本次編磬音源特殊性的要求，樣本不做部分參數(shù)處理，如音量Normalize（標(biāo)準(zhǔn)化）、DC Rem（移除DC直流偏移）、Fade In（淡入）、Fade Out（淡出）和（Revers）反轉(zhuǎn)等。最終修整的結(jié)果為，采用四個(gè)力度分層，無Loop（循環(huán)）設(shè)定，One shot的設(shè)計(jì)方案。

圖1 編磬音源樣本鍵位映射效果圖

圖2 待修正的音源樣本

圖3 修正后的音源樣本

三、編磬音源調(diào)試

音源調(diào)試是音源設(shè)計(jì)的最后環(huán)節(jié)，包括實(shí)驗(yàn)室修正與試用測試兩個(gè)階段。實(shí)驗(yàn)室修正是在模擬正常使用的情況下測試音源的性能，根據(jù)測試的結(jié)果做音源調(diào)試。測試音源的內(nèi)容主要涉及到音色的統(tǒng)一性、力度的銜接度和軟件的穩(wěn)定性。

音色的統(tǒng)一性主要體現(xiàn)在橫向與縱向兩個(gè)方面。由于磬體材質(zhì)的差異而形成磬體間共振峰的不同，形成橫向上的不同，這種不同是音色橫向統(tǒng)一性首先要解決的問題。筆者研究結(jié)果顯示，在編磬材質(zhì)不能改變的情況下，通過尋找不同的激發(fā)點(diǎn)，可獲得音色在共振峰、明亮與暗淡、余音長與短、響度等方面的改變，滿足音色橫向上統(tǒng)一性的要求。這種方法同時(shí)結(jié)合音色參數(shù)的調(diào)整會(huì)獲得更滿意的效果。

音色縱向的統(tǒng)一性與編磬被激發(fā)的力度有密切關(guān)系。磬體由于敲擊力度的不同，音色上會(huì)發(fā)生改變，但這種改變?cè)诳v向上有時(shí)不具有一致性與均衡性，也就是磬不按照力度的依次變化而音色隨之發(fā)生變化。如在音高為C4的編磬中，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第一樣本和第三樣本，第二樣本和第四樣本力度層音色接近，而相鄰力度層之間的音色差異大。針對(duì)這樣的情況，筆者主要用如下幾個(gè)方式來解決：1.改變激發(fā)點(diǎn)位置；2.調(diào)整音色參數(shù)；3.修改力度層。后兩種辦法雖然是一個(gè)折中方案，但不能不說在編磬制造還不十分成熟的情況下，不是一個(gè)可行的最佳方案。

力度的銜接度也主要體現(xiàn)在橫向與縱向兩個(gè)方面，即相鄰的兩個(gè)音在橫向上，同音在縱向上要具有很好的銜接度。力度的銜接度與音色和力度分層有密切的關(guān)系，其處理方法借鑒音色統(tǒng)一性的解決方案。

音色的統(tǒng)一性和力度的銜接度主要影響編磬藝術(shù)表現(xiàn)的細(xì)膩度與流暢性。如在顫音特殊演奏時(shí)，如果相鄰兩個(gè)音的力度響度差異大，非常不利于音樂的表現(xiàn)。同樣，力度的銜接度也影響音樂強(qiáng)弱的處理，特別是在漸強(qiáng)的表現(xiàn)中影響更大?；谶@些問題，課題組提出了音色樣本交叉淡化的方案，提高音色的適應(yīng)度。

圖4 音源樣本交叉淡化

如圖4所示，在音色樣本中，b3泛音多，音色欠明亮；C4泛音少，音色明亮，偏薄，兩個(gè)音色在一起演奏相差很大，為了達(dá)到橫向的統(tǒng)一性，筆者在兩者音色樣本之間做了交叉淡化處理，縮小兩者音色的差距，圖4是做了交叉淡化之后的結(jié)果圖?；谕?，也可以用它解決縱向的統(tǒng)一性的問題。

總之，課題組在最后的階段，做了許多的嘗試，如樣本替換、力度分層調(diào)整、交叉淡化等，對(duì)音色的統(tǒng)一性和銜接度進(jìn)行了反復(fù)的調(diào)試，達(dá)到問題的解決。

音源軟件的穩(wěn)定性主要是在不同的軟件平臺(tái)和不同的宿主平臺(tái)下，對(duì)音源調(diào)用的穩(wěn)定性與兼容性測試。本次在Cubase、Cakewalk Sonar、Ableton Live、Studio One、Pro Tools等宿主軟件平臺(tái)下做了測試。測試主要內(nèi)容為，在不同宿主軟件平臺(tái)下和不同樣本量的調(diào)用穩(wěn)定性，與兼容性。根據(jù)多次測試的結(jié)果，其穩(wěn)定性與兼容性達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

圖5 編磬音源第一版本

音源試用測試，包括在現(xiàn)場演奏、音樂制作、獨(dú)奏以及合奏等不同條件下，檢驗(yàn)音源音色統(tǒng)一性、音色融合度、藝術(shù)表現(xiàn)度、可控性、穩(wěn)定性等方面的性能。測試完成之后，課題組根據(jù)使用者反饋的意見，做歸類整理，并針對(duì)存在的問題提出解決辦法。總之，經(jīng)過了檢驗(yàn)、試用與修正的反復(fù)過程，音源得到了優(yōu)化，在功能與性能日漸完善，最終形成編磬音源的正式版本，編磬音源第一版本如圖5所示。

四、編磬音源制作思考

本次編磬音源的制作是我國國內(nèi)第一個(gè)軟件編磬音源，它的完成填補(bǔ)了國內(nèi)在此方面的空缺，研究具有獨(dú)創(chuàng)性。筆者認(rèn)為，編磬音源正式版的完成，并不意為著編磬音源研究工作的結(jié)束，相反，在回顧編磬音源研究的過程之后，又帶來了許多新的思考。

1.編磬演奏技法的思考

磬因其音色明亮、清脆、悅耳，在我國虞、舜時(shí)期成為音樂演奏中的重要樂器之一。隨著石磬制作工藝的不斷完善，商代出現(xiàn)了按照音列組合起來的編磬，而后進(jìn)入其鼎盛時(shí)期。但從出土的文物和史料的記載來看，不僅缺乏流傳下來的古代編磬音樂作品，同時(shí)古代編磬的演奏方式與技法也不能詳知。目前根據(jù)類似于編磬樂器所具有的共性，大家一直認(rèn)為編磬常規(guī)的演奏法是用木質(zhì)磬槌擊鼓部面，且編磬的演奏方式與懸掛的形式有密切的關(guān)系。在我國古代，懸掛時(shí)，穿繩系磬掛于簨簴。磬掛于簨簴（梁柱）敲擊時(shí)，簨簴也會(huì)隨之振動(dòng)而對(duì)磬的發(fā)音產(chǎn)生一定的影響②薛藝兵著：《中國樂器志--體鳴卷》，北京：人民音樂出版社2003年版，第76頁。。我認(rèn)為這影響主要體現(xiàn)在磬的演奏速度、力度與復(fù)雜演奏技法。由于穿繩索孔的繩系軟物，難以固定其體態(tài)，首要影響磬連擊的速度與力度。從史料來看，古人使用磬，經(jīng)過了由一種響器，伴舞之協(xié)奏樂器，最后發(fā)展為一種禮樂之器幾個(gè)階段，它在音樂表現(xiàn)中的地位遠(yuǎn)不及其它樂器，較少作為獨(dú)奏樂器使用，因而這種迫于生產(chǎn)科技水平的懸掛方式雖有不足，除演奏技法比較單一、難于演奏和聲之外，其它無妨。

縱觀其它樂器的發(fā)展歷史，常規(guī)的演奏技法很難以滿足現(xiàn)代音樂表現(xiàn)的需要，樂器的演奏技法越為復(fù)雜。如馬林巴就經(jīng)歷了由簡單性的樂器向復(fù)雜樂器的轉(zhuǎn)化，在持槌上，不僅有雙槌，還有四槌和六槌之區(qū)分，演奏技巧有單音的輪奏、滾奏，雙音的擊奏、滾奏（即顫音）等演奏，這些逐漸成為樂器的常規(guī)演奏技法。而我國的磬，由于受到多方面因素的影響，在持槌、演奏技巧等方面沒有得到突破，甚為遺憾。如今，隨著古樂器的發(fā)現(xiàn)與興起，國內(nèi)現(xiàn)代的樂器演奏家們結(jié)合樂器特點(diǎn)，在借鑒其它樂器演奏的基礎(chǔ)上，對(duì)演奏技法做了一定的探索，創(chuàng)造性地發(fā)明了刮奏、顫槌、雙槌等特殊奏法。

如在編磬獨(dú)奏曲《流水》（劉民則曲）作品中，除常規(guī)奏法之外，又借鑒了揚(yáng)琴、鋼琴等樂器的奏法，在多處出現(xiàn)了大量的雙槌、刮奏與顫槌的特殊奏法。特別是刮奏大量的使用，不僅增強(qiáng)了音樂生動(dòng)的藝術(shù)表現(xiàn)力，同時(shí)也提高了編磬的演奏技巧?，F(xiàn)代的編磬之所以能夠有如此豐富的演奏技法與編磬的懸掛有著密切的關(guān)系。如湖北省歌舞劇院的演奏家們，為了適應(yīng)現(xiàn)代樂器演奏的需要，采用了磬體側(cè)面懸掛，鋼絲扣式的固定方法，滿足了刮奏、顫槌，以及雙槌雙音合奏演奏的要求。它不僅豐富編磬演奏技法，同時(shí)也促進(jìn)了編磬演奏水平的提高。

盡管現(xiàn)代的藝術(shù)家在編磬演奏技法上做了許多的嘗試，但與其它的樂器相比，其演奏技法的使用仍顯不足，大量側(cè)重于傳統(tǒng)的技法，這還有待于音樂家在以后的演奏中進(jìn)一步發(fā)揮豐富的想象，擴(kuò)展編磬的演奏技法。

2.編磬作品創(chuàng)作的思考

在國內(nèi)，一直存在為編磬創(chuàng)作的作品比較缺少的問題。當(dāng)代雖然涌現(xiàn)了新作，如：《竹枝詞》（湖北編鐘樂團(tuán)）、《屈原問渡》（湖北編鐘樂團(tuán)）、《春江花月夜》（湖北編鐘樂團(tuán)）、《楚商》（湖北編鐘樂團(tuán)）、《黃鳥》（湖北省歌舞劇院）、《荊楚雄風(fēng)》（湖北省歌舞劇院）、《楚調(diào)》（湖北省歌舞劇院）、《迎神》（湖北省歌舞劇院）、《出征》（湖北省歌舞劇院）、《流水》（劉民則曲）、《天籟遙聞》（張福全編）、《梅花三弄》（古曲），但其地位與影響力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及其它樂器的作品。缺少的主要原因是由于人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了器樂的改良，在新樂器興起之后，編磬這類的樂器逐漸受到冷落直至消亡。又因?yàn)榫庬喈a(chǎn)生于人類社會(huì)的早期，許多古代編磬音樂作品更難以傳承，形成歷史的斷層，因而曾經(jīng)輝煌的編磬音樂沒能留存下來一首完整的作品。此外，編磬從被發(fā)現(xiàn)到研究，時(shí)間不足一百年，雖倍受歷史考古學(xué)家們所關(guān)注，但主要集中于樂器制造、音律及歷史發(fā)展的研究，沒有得到作曲家們足夠的重視，這或許有演奏技法單一等原因，但創(chuàng)作作品確實(shí)不多，獨(dú)奏的作品更少。在大力弘揚(yáng)民族音樂歷史文化，挽救人類口頭和非物質(zhì)遺產(chǎn)的今天，我們作為新一代的音樂工作者，創(chuàng)作更多、質(zhì)量更好的編磬音樂，振興與弘揚(yáng)本民族的音樂文化有著責(zé)無旁貸的責(zé)任。

3.民族音源研發(fā)的思考

我國是一個(gè)歷史悠久的文明古國，傳統(tǒng)藝術(shù)博大精深。在科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，把先進(jìn)科技融入于本民族的燦爛文化之中是現(xiàn)實(shí)之需，在國外這方面的研究成果豐碩。如樂器音色庫的數(shù)字化工作，國外不僅開發(fā)早，并且涉及面逐漸擴(kuò)大。約在上個(gè)世紀(jì)末，亞洲樂器音色被羅蘭公司完成數(shù)字化，發(fā)展到如今，音源產(chǎn)品成為計(jì)算機(jī)音樂重要的軟件。EastWest公司、IK Multimedia公司、Best Service公司、Native Instruments公司、Steinberg公司等音源開發(fā)廠商，不僅開發(fā)了大量的流行、交響管弦樂音色庫，同時(shí)也完成了世界民族樂器音色庫的研發(fā)，它們?cè)跐M足學(xué)術(shù)性研究和繁榮民族音樂的創(chuàng)作，都起到了積極的作用，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因而，在國內(nèi)借助科學(xué)技術(shù)的手段開展編磬音色音源，以及其它民族樂器的研究具有重要的歷史意義與社會(huì)價(jià)值。

另外，在這次編磬音源制作中，筆者基于傳統(tǒng)的考慮，音源所錄的編磬材質(zhì)選用普遍的材質(zhì)，即青色石灰石。然而，在研究中發(fā)現(xiàn)，我國歷史上出現(xiàn)過用玉石、黃金和玻璃制造的編磬，近代也有雙音編磬的成功研制，因此它們都可以作為音源制作的聲源，這樣不僅豐富了編磬的音色庫，或許也為其它挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性的研究工作帶來新的鍥機(jī)。

相信，編磬音源的研發(fā)成功，不僅對(duì)中國古樂器音源制作的研究和民族樂器音源的推廣具有一定的參考價(jià)值，也會(huì)為民族燦爛的音樂文化增添絢麗的色彩！

作者附言：本文系教育部人文社會(huì)科學(xué)研究課題“中國古樂器音色集成——編磬音色庫制作”研究成果，項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：10YJC760030。

（責(zé)任編輯 劉 莎）

Study on the Related Issues of DesignBianqingSound Generator

HU Zhuang-li，WANG Nan-nan&YIN Gui-jiao

Combining researching and developingBianqingsound generator，this paper analysis three issues that samples recordedBianqingsound generator with its dynamics layers and playing accuracy，the dynamics division and timbre modify in sample editing，unity timbre and dynamics connection as well as stability of software in the testing ofBianqingsound generator.The authors proposed the solutions on the basis of theoretical analysis.The article also from the viewpoint of historical development and social value discussed the playing techniques ofBianqing，creation of works，and researching and developing folk sound generator.

Bianqing（set of stone chimes），timbre bank of Chinese traditional instruments，folk sound generator

J619.1

：A

10.3969/j.issn1003-7721.2016.01.011

1003-7721（2016）01-0108-07

2015-11-12

胡壯利，男，武漢大學(xué)藝術(shù)學(xué)系講師（武漢43O072）；王南南，男，上海音樂學(xué)院講師（上海20O031）；殷瑰姣（通訊作者），女，武漢大學(xué)戲劇影視文學(xué)在讀博士，湖北科技大學(xué)音樂學(xué)院副教授（咸寧437100）。