縱橫聯(lián)結(jié)中催生的創(chuàng)造性（二）
——利用電子手段追尋聲音變化的新可能

周 倩 沈 葉

縱橫聯(lián)結(jié)中催生的創(chuàng)造性（二）
——利用電子手段追尋聲音變化的新可能

周 倩 沈 葉[1]

本文是《當代電子音樂創(chuàng)作思維與觀念》研究中的系列文章之二。該文探討了早期電子音樂背后代表性的聲音觀念，著重論述了基于自然聲音本質(zhì)的數(shù)據(jù)發(fā)掘、物理模式合成、顆粒合成以及聲音分析與聲音合成的綜合等技術(shù)在21世紀的新發(fā)展以及催生這些技術(shù)的觀念和思維嬗變。

電子音樂/頻譜分析/聲音合成/物理模式合成/顆粒合成/澤納基斯/斯托克豪森/利蓋蒂/格里塞/阿帕基斯

接續(xù)上篇的思路，談及由觀念和思維引發(fā)的新世紀電子音樂技術(shù)手段的革新，第二個在此涉及的領域是對于“新聲音”的追尋。

一、早期電子音樂手段背后的聲音觀念

孜孜以求表達的新意，擺脫陳詞濫調(diào)帶給感受的無意識性[2]關(guān)于感受的無意識（unconsciously）和自動化（automatically），參考維·什克洛夫斯基（Viktor Shklovsky）關(guān)于藝術(shù)的陌生化（ostranenie, defamiliarization）的觀點。見：作為手法的藝術(shù)（Art as Technique, “Iskusstvo kak priyom”, 1917），自《散文理論》（Theory of Prose），百花洲文藝出版社1994年。，這種有觀點認為[3]弗蘭德：“歐洲新藝術(shù)時期后六百年的音樂歷史，是以創(chuàng)新為第一驅(qū)動力的”。引自萊納·弗蘭德（Reinhard Flender），《傳統(tǒng)在當代——中國與歐洲的比較》(Tradition in der Gegenwart, China und Europa im Vergleich)，“德國 ——中國音樂學院作曲理論研討會”上的專題發(fā)言，2014年11月14日德國漢堡音樂戲劇大學。持續(xù)了數(shù)百年的創(chuàng)新，除了本文上篇引用布列茲所言——認為體現(xiàn)音樂材料的歷史演進之外，也體現(xiàn)在這個時代創(chuàng)作者利用電子音樂工具，追尋音樂基本素材——聲音的新可能上。在上世紀的實驗音樂階段，斯托克豪森對新聲音的理解是：要為每個新的作品構(gòu)建一個本體內(nèi)在的聲音世界。他認為這要通過持續(xù)不斷地在合成器上嘗試，夜以繼日地聆聽程序編程的聲音結(jié)果來實現(xiàn)[4]Karlheinz Stockhausen, Five Revolutions Since 1950 (program note) written 1986.10.10 for the premiere of Evas Zauber; updated 1995.2.3 from Stockhausen, 60 Geburstag (Kürten, 1988).。這種基于早期“聲音合成”觀念來取得新聲音的方式，雖然每十年都有一些工具和方法創(chuàng)新，但突破性的進展主要得感謝喬寧（John Chowning）對“頻率調(diào)制合成”算法的發(fā)現(xiàn)。這使得“復雜音色可以由簡單波形及其頻率調(diào)制波的作用結(jié)果合成”[1]John M. Chowning, The Synthesis of Complex Audio Spectra by Means of Frequency Modulation (1973), Journal of the Audio Engineering Society. 21 (7). P. 526–534, ISSN 0004-7554.在20世紀60年代末成為理論現(xiàn)實，70年代初在實驗室可行，并在80年代中期由商業(yè)推動，從實驗室走向電子音樂產(chǎn)業(yè)[2]“20萬臺基于頻率調(diào)制合成技術(shù)的雅馬哈DX – 7合成器于1980年代被售出，電子音樂史上最大的商業(yè)成功”。參見Robert Johnstone, The sound of one chip clapping: Yamaha and FM synthesis, P.20, MIT Japan Program: Science, Technology, Management. Center for International Studies, Massachusetts Institute of Technology. MIT JP 94-09.。

從較原始的振蕩器（oscillator）到一些簡單的調(diào)制（Modulation）及合成（Synthesis）方法，電子音樂的諸多手段對作曲家創(chuàng)造新聲音的啟發(fā)甚至輻射到純自然器樂和聲樂的領域。人們對早期電子音樂的這一影響也已不陌生。1968年利蓋蒂就承認[3]Gyrgy Ligeti, An Interview with Josef H?usler, from Eine Monographie, by Ove Nordwall, B. Schott’s Soehne, 1971.，電子音樂及其聲音觀念對他的音樂起了很重要的作用，雖然他“只是在電子音樂領域試了試水，做了些手指練習。但若無這段經(jīng)歷，《大氣》和《幻影》[4]利蓋蒂對侯斯勒說的是他的樂隊作品大氣（Atmosphères , 1961）和幻影（Apparitions, 1958–59），見前注。中特定的聲音或聲音轉(zhuǎn)接就不會存在”。渡過自己的Ircam時期的薩麗亞藿更是說[5]Joel Chadabe, Electric Sound: The Past and Promise of Electronic Music, P.249, Prentice-Hall, 1997.，她用計算機拓展了自己的器樂寫作：當她“做聲音合成時，能悟到單純用自然樂器無法得到的創(chuàng)作靈感”。

二、基于自然聲音本質(zhì)的數(shù)據(jù)發(fā)掘

與近乎“無中生有”地從算法和振蕩波合成新聲音的路子不同，另一條獲取新聲音的途徑來自從聆聽、感知到多方位基于聲音數(shù)據(jù)的發(fā)掘。對自然存在的聲音進行頻譜分析的科學方法、工具儀器以及頻譜樂派的創(chuàng)作實踐在70年代初興起。80年代初，作曲家們在創(chuàng)作中已不僅限于用頻譜分析儀來提取聲音的特定頻率、力度、或瞬態(tài)，而是“能真正運用計算機音樂中的數(shù)據(jù)分析（Data analysis）手段來追尋聲音的特征”[6]Curtis Roads ed., Jonathan Harvey, “Mortuos Plango, Vivos Voco: A Realization at IRCAM”, The Music Machine, 1992, P.92. ISBN 978-0-262-68078-3.。應時而生的創(chuàng)作有純電子媒介的如喬納森·哈維的《生者禱告，悼念亡者》[7]Jonathan Harvey, Mortuos Plango, Vivos Voco for eight-track tape (1980).；或純自然聲器樂和聲樂創(chuàng)作的、甚至數(shù)字合成樂隊的如溫蒂·卡洛絲的專輯《數(shù)字月景》[8]Wendy Carlos, Digital Moonscapes (1984) album for orchestra (or orchestra replica), 1985 CBS/Sony.；或是混合了電子和現(xiàn)場真實演奏（演唱）兩個技術(shù)領域的如特里斯坦·穆海依的《瓦解》[9]Tristan Murail, Désintégrations, for 17 musical instruments and computer generated tape (1982–83), Na?ve B0000AKOM5.等大量作品。

基于頻譜的聲音發(fā)現(xiàn)，從一開始就有一種“本聲”（轉(zhuǎn)用本真之義）觀念在里面。無論是從長號強力度的一個大字組E上展衍各個分音的次序和聲強上運用“快速傅里葉變換”[10]快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform, FFT）算法，廣泛應用于工程、科學和數(shù)學領域的算法。在聲頻分析中，F(xiàn)FT可以較為簡便地將時域中的振動功率變換為頻率信號。這個算法得自19世紀初，但20世紀60年代末才運用到聲音和音樂研究中。得到整個泛音列[1]這個例子指的是喬納森·哈維的作品《生者禱告，悼念亡者》，作曲家對作品的分析見前注Curtis Roads編寫的The Music Machine。，不管作曲家之后的創(chuàng)作中可以多么天馬行空地運用這個頻譜素材，這種創(chuàng)作構(gòu)思總歸是既來自聲音，而且“本于聲，本于自然”[2]這里以吉哈·格里塞的話作為注腳：“我們是音樂家，我們的模特兒是聲音而不是文學，是聲音而不是數(shù)學，不是戲劇、視覺藝術(shù)、量子物理、地質(zhì)學、天文學或針灸療法”（“We are musicians and our model is sound not literature, sound not mathematics, sound not theatre, visual arts, quantum physics, geology, astrology or acupuncture”）。這個言論被視為頻譜樂派和他本人創(chuàng)作觀念的宣言。見Joshua Fineberg, Classical Music, Why Bother?: Hearing the World of Contemporary Culture Through a Composer's Ears, P.105, Routledge; 1 edition (June 16, 2006)。這個觀念也被評論為“從聲本質(zhì)到聽本質(zhì)”，見Justyna Humie，cka-Jakubowska, The spectralism of Gérard Grisey: from the nature of the sound to the nature of listening, Res Facta Nova 11/20 (2010), in press.地將某種已存在的自然聲作為源頭。從歷史的時間順序我們能知道，這個“本聲”，比前述斯托克豪森等基于早期“聲音合成”的聲音觀念更為晚近。但此兩種追尋新聲音的途徑并未“新桃換舊符”，它們與濾波技術(shù)[3]濾波是一個非常古老的技術(shù)，目的在于改變一個已存在的聲音。筆者認同史密斯（Julius O. Smith）的觀點：“從振動著的小提琴琴馬到嗡嗡作響的揚聲器再到帶有不均勻聲染色的房間，濾波無處不在，萬物皆可為濾器”（Julius O. Smith, Fundamentals of Digital Filter Theory, Computer Music Journal, Vol. 9, No. 3 (Autumn, 1985), P. 13, the MIT Press）。濾波技術(shù)同樣能幫助尋獲一個新的聲音。出于三點本文討論“新聲音的尋求”時不專門談論濾波理論和各類濾波技術(shù)。一，音樂家尋求新聲音的思維和觀念中，濾波技術(shù)常作為輔助手段運用，重要的輔助；二，本文討論的重點是21世紀電子音樂領域思維和觀念推動的技術(shù)新發(fā)展，而經(jīng)典的、專門的濾波技術(shù)和理論在1980年代已非常成熟了，可參見Julius O. Smith, Introduction to Digital Filters: with Audio Applications, W3K Publishing, October 8th, 2007；三，在21世紀，新的濾波技術(shù)與新的聲音分析/合成技術(shù)常常是“一體之兩面”。比如說圖像合成（graphic synthesis）與基于聲譜圖像的濾波組（a bank of filters based on the sonogram），后者是前者得以實現(xiàn)的主要技術(shù)過程（可參見Curtis Roads, Microsound, P. 158, The MIT Press, August 20th, 2004）。一起，共存并發(fā)展出新的途徑。

三、物理模式合成

如何創(chuàng)造出一個從未被人聽到過的聲音？這是一個讓作曲家像騎士追尋圣杯一樣不息的念頭。“倘若既不從一個已存在的聲音而來，也不從一個描述聲音的數(shù)學公式而來，那還有什么可循的途徑”[4]Joel Chadabe, Electric Sound: The Past and Promise of Electronic Music, P.253, Prentice-Hall, 1997.？就像查德勃引用戴維·杰斐（David Jaffe）談及相同話題時說的：“我們也可以從已知開始，然后從一些方向上拓展開去”。第三種方式是從學習自然界中聲源的振動發(fā)聲方式而來。于是80-90年代就有了一系列“軟件樂器”的新發(fā)明，以斯坦福大學CCRMA中心的朱利葉斯·史密斯（Julius O. Smith）、裴瑞·庫克（Perry Cook）等為代表。

這些樂器并非如“給木吉他通上電”，而是在近似樂器形態(tài)的物體上“演奏”，激發(fā)計算機內(nèi)的物理模式合成來發(fā)聲。所以第三種尋覓新聲音的途徑，其核心是物理模式合成（Physical modelling synthesis），這是用數(shù)學模型——一組算法和等式來模擬一個發(fā)聲源的物理振動。得益于材料科學中積累的大量數(shù)據(jù)分析，20世紀90年代用計算機建模來模擬真實振動并生成聲音的方法已能解決“加法、減法、頻率調(diào)制或采樣所不能、不易的聲音合成”[5]Richard Dudas, An Introduction to Modalys, Modalys Introduction, Third Edition, March 1997, Département de la Valorisation Ircam, 1 Place Stravinsky, F-75004 Paris.?？梢钥闯觯骸拔锢砟Ｊ胶铣伞比纭奥曇舴治觥币粯訌淖匀恢袑W習，但又像“聲音合成”一樣運用數(shù)學算法生成聲音而非改變聲音。

但上世紀最后十年的這個新方法，問世時也面臨兩個方面的問題。其一：技術(shù)上有不同的振動方式算法對應于不同的振動類別，就像膜振動對應于定音鼓而弦振動對應于中提琴一樣。但當時的物理模式合成技術(shù)，無法將幾種不同的算法共同作用于一個聲音的生成，更不能實現(xiàn)不同算法之間的交叉漸變（當然，自然樂器的振動也不能如此）。其二：從創(chuàng)新觀念上，頗有一些有份量的意見，比如大衛(wèi)·韋塞爾（David Wessel）和讓——克婁德·黎塞（Jean-Claude Risset）認為，物理模式合成只是對自然的簡化模仿，里面沒有巧奪天工的藝術(shù)新意，操控起來還很麻煩。因此以加州大學伯克利分校CNMAT中心為大本營的音樂家和科學家們，以韋塞爾為首，轉(zhuǎn)頭專攻“聲音合成”中的“加法合成”（additive synthesis）[1]加法合成，一種僅僅用疊加不同頻率的正弦波來合成聲音的聲音合成技術(shù)。方法簡單，結(jié)果可以無限復雜。但越復雜的聲音需要越多的正弦波構(gòu)成。每個正弦波都有頻率、時間和振幅等8個參量。。并在朱利葉斯·史密斯等譏為“千足蟲才能操控那百多種變量”的笑聲中，發(fā)展出類似飛行自動化駕駛系統(tǒng)（fly-by-wire）那種基于傳感器和身體形態(tài)動作的，相對簡潔有效的多變量電子樂器（Multivariable electronic musical instrument）。甚而，樂器的技術(shù)底層上有一個人工神經(jīng)網(wǎng)絡被用來自動適應和調(diào)整各種合成聲音的參數(shù)[2]Joel Chadabe, Electric Sound: The Past and Promise of Electronic Music, P.255, Prentice-Hall, 1997.。

然而新千年之后，物理模式合成技術(shù)又有了長足的進步。由于音樂數(shù)學的發(fā)展和計算機運行速度的飛躍，越來越復雜的算法被流暢運用于模擬復雜的、非周期的或受干擾的振動。而且運算的過程可視可控，并非初創(chuàng)時期不知內(nèi)里乾坤的“黑箱”[3]Dan Trueman et al., PeRColate — A Collection of Synthesis, Signal Processing, and Image Processing Objects for Max, MSP, and Nato, 2000-2002, http://music.columbia.edu/percolate/percolate_manual.pdf技術(shù)狀態(tài)。例Ⅰ-1展示了2014年筆者用物理模式合成軟件之一GENESIS[4]GENESIS軟件由法國格諾伯勒市ACROE－ICA實驗室出品，有約10年的歷史。它基于Cordis-Anima模式，針對聲學和音樂需求從用戶體驗和互動環(huán)境的角度設計。正在生成一個聲音的過程：設定參數(shù)(①)，讓一根“弦”上“綁”了不同質(zhì)地重量的物體。當運行這個“弦”的算法，就不僅能看到實際速度或放慢的振動(②)，聽到同步產(chǎn)生的聲音，而且聲音也被實時記錄下來(③)。

例Ⅰ- 1.GENESIS可視化地合成聲音

例Ⅰ-2a.Modalys三維建構(gòu)一個虛擬樂器

如今像Modalys[1]Modalys是Ircam的旗艦軟件，是一個基于物理模式的聲音合成平臺，由Ircam下屬的樂器聲學研究組自1990年代開發(fā)并不斷更新。Modalys的資源見http://support.ircam.fr/docs/Modalys/3.4.0/co/Introduction.html.這樣新的物理模式合成軟件已不是當年韋塞爾認識的吳下阿蒙。例Ⅰ-2a是筆者用它生成的一個虛擬的“鑼”的三維形態(tài)?！拌尅毙螤钌厦恳粋€細節(jié)都是由例Ⅰ-2b中的Lisp編程語言的(1)部分設定。如筆者愿意，可以做一個足球場一般大的鑼，或藏在一個中提琴共鳴箱里，用吹管振動的鑼。Modalys已完全突破上世紀90年代的技術(shù)限制，能結(jié)合不同振動模式，創(chuàng)造現(xiàn)實中不可能有的樂器形態(tài)；例Ⅰ-2b 圖中的(2)部分設定了這個“鑼”振動時的不動部位；(3)設定這個“鑼”的質(zhì)地。這里用到了一系列材料科學和力學中的專有名詞，如材料質(zhì)地的密度（density）、泊松（橫向變形系數(shù)，poisson）、楊氏模量（剛性，young）等等。因此只要作曲家試驗新聲音有需要，這個“鑼”完全可以設定成現(xiàn)實中不可能有的：比如絲綢般的質(zhì)地和橡膠般的彈性。這每一個參數(shù)的微調(diào)都會導致生成聲音的變化。材料參數(shù)搭配的可能性無窮，新聲音的可能也無窮。

例Ⅰ-2b.Modalys基于Lisp語言的編程

例Ⅰ-2c.用Max控制Modalys虛擬樂器

那曾被詬病的“操控繁瑣”問題呢？例Ⅰ-2c顯示了用互動音樂平臺Max/MSP輕易地實時操控這個“鑼”的數(shù)種方式。當“鑼”被圖中標(0)的這個部分自動搭載之后，可以用標(1)的部分——MIDI鍵盤來奏出音高，這就好像擁有了一整套幾十件高低不同的鑼。或索性用圖中標(2)的部分，連接傳感器來自由變化音高也行；敲擊的輕響可由部分(3)控制；而經(jīng)由預置的音頻播放(4)，或?qū)崟r話筒傳入的聲音(5)，可以激發(fā)起這個虛擬鑼的共振。換句話說，如果現(xiàn)場交響樂隊的聲音傳入(5)這里再被同步回放出來，聽眾就聽不到任何鑼的敲擊，卻實時聽到音樂廳成了一個應和著樂隊聲音而變化共鳴著的“鑼”，余音裊裊。更多的控制也都能很方便地實現(xiàn)，比如說若做成了一個單弦振動的虛擬樂器，可以在弦的不同位置拉奏、撥奏，可以隨時調(diào)整f孔的大小、共鳴箱的大小、弦的粗細長短張力質(zhì)地、琴馬的位置和樂器的朝向等等。除了例Ⅰ-2c呈現(xiàn)的實時交互式運用以外，Modalys也能被掛載在OpenMusic平臺作為作曲家案頭創(chuàng)作的輔助，或者作為聲學家、樂器學家的實驗模型，再或是作為供聲音藝術(shù)家直接制作聲音的工具。

四、顆粒合成

代表當代物理模式合成的Modalys已經(jīng)盡善盡美了嗎？顯然，世間只有人們對盡善盡美的渴望是盡善盡美的。例Ⅰ-2b，Modalys核心的Lisp語句就能成功嚇到90%的音樂家，剩下的當中又有90%得在工程師的協(xié)助下接觸它。這個“不易用”的缺點相信會隨時間而改善，雖然“易用”本身也是有爭議的：在許多先鋒音樂家看來，易用同時意味著標準化、缺乏個性與創(chuàng)造[1]瓦雷茲（Edgard Varèse）說：“我需要全新的表達媒介：一個聲音制造機器，而不是一個聲音再造機器”。讓 –克婁德·黎塞（Jean-Claude Risset）說：“系統(tǒng)越是易用，可能性越是受限”。杜亞士（Barry Truax）說：“除了我自己做的，我從不用任何軟件。但今天，我猜大多數(shù)人和我正相反，他們從不自己做工具——我不認為大多數(shù)人意識到商業(yè)軟件是如何涂抹歪曲他們的音樂并使之標準化的”。施耐勒（Oliver Schneller）：“我要出去透透氣，整場每個曲子都是一股GRM– Tools味兒”。前三個見[Chadabe, 1997 P. 258]，最后一個是與筆者的對話。。但另一個更關(guān)鍵的問題：音樂家發(fā)現(xiàn)Modalys這樣強大的工具，要做不同聲音的瞬時淡變依然很困難。這不由得促使他們尋找新途徑來實現(xiàn)這類一直夢想的聲音。

其實這個夢想由來已久。據(jù)羅伊（Gareth Loy）說[2]Gareth Loy, Musimathics: The Mathematical Foundations of Music, Volume 1, P.333, The MIT Press; Reprint edition (August 19, 2011).，1971年澤納基斯反擊序列主義，并將自己與正發(fā)展的量子力學物理世界觀相聯(lián)系時，澤納基斯就呈述自己的觀點為[3]Iannis Xenakis, Formalized Music: Thought and Mathematics in Music, P.43. New York, Pendragon Press (Revised Edition), 1992.：“所有聲音都是顆粒的集成，基本聲音微粒的集成，聲音量子的集成。這些基本顆粒中的每一顆都有三重的本質(zhì)：時長、頻率、強度。所有聲音，甚至所有連續(xù)的聲音變化，都被考慮為大量‘被適當?shù)刂糜跁r間中的基本顆粒’的集合體”。羅茲（Curtis Roads）說[4]Curtis Roads, "The Computer Music Tutorial". Cambridge and London: The MIT Press, 1996.，澤納基斯的觀點其實1959年就形成了，1971是寫進書里的年份。澤納基斯自己說他這個觀點的淵源，受到了物理學家加博爾·德奈什（Gábor Dénes）1947年“量子化信息”講座的直接影響。這個后來被稱為“顆粒合成”（granular synthesis）的理論，在澤納基斯的作品《模擬信號》[5]澤納基斯的《模擬信號》（Analogique A et B, for 9 string instruments and tape, 1958-59），作曲家在這部作品中標志性地運用了他的“形式化作曲過程”技術(shù)（formalized compositional process）。在同一部作品中，澤納基斯還嘗試了在時間中安排數(shù)不清的聲音量子來創(chuàng)造他所謂的“聲云”（clouds of sounds）。這在今天被認為是顆粒合成技術(shù)在音樂作品中的第一次成果。這成果雖然技術(shù)問題多多但仍相當成功。對這部作品的理論和技術(shù)的分析可見澤納基斯的著作Musiques Formelles (Formalized Music，見前注) 的第二章和第三章。以及Agostino Di Scipio, formalization and intuition in analogique a et b, A. Georgaki, M. Solomos (éd.), International Symposium Iannis Xenakis. Conference Proceedings, Athens, May 2005, p. 95-108.中就運用上了，但他自己并未有效地發(fā)展它。后來者布侖（Herbert Brun），羅茲等都投身于“顆粒技術(shù)”，但真正在聲音生成算法上建功的要屬杜亞士（Barry Truax）。他在上世紀70-90年代的系列研究和創(chuàng)作實踐中完善了整體實時的顆粒合成技術(shù)。電子音樂家們發(fā)現(xiàn)，顆粒合成技術(shù)就像布侖說的，“能和波形中最小的部分打交道，將它們鏈接、混合、合并……成品與任何已有的聲音或聲音生成方法的結(jié)果都不同”。這種最小聲音單位的混合和鏈接實現(xiàn)了他們聽覺上需要的瞬時變化。不同的樂音、語音、甚至噪聲都被無縫地“拼接”起來了。特別當合成聲音帶有一定的速度感時，其中微小的顆?；煸谝黄穑拖顸c彩派畫作上的色點在幾步開外就難以分辨一樣。如今，顆粒合成的原理已廣為人知，中文文獻中肖武雄的論述就十分詳細[6]肖武雄，頻譜音樂的基本原理，文化藝術(shù)出版社，2014年第一版，第299頁。。

新千年后，作曲家們主要考慮如何在交互和實時環(huán)境中便利地運用顆粒合成這個已經(jīng)成熟的技術(shù)，這里面有新近在互動電子音樂領域運用很多的CataRT[7]獨立運行版的CataRT程序是一個實時聲音拼接合成的系統(tǒng)。它由鼠標或外部設備控制，從一個龐大的碎片化的、參數(shù)分析化的聲音語料庫中，按參數(shù)空間中目標位置的臨近度播放聲音顆粒。這種直接控制特定聲音屬性的方式可以被視為顆粒合成技術(shù)基于內(nèi)容的延伸。參見Diemo Schwarz, CataRT App Documentation, Sound Music Movement Interaction Team, Ircam 2005-2010.和MuBu[8]MuBu多重緩存是一個儲存聲音描述和動作捕捉數(shù)據(jù)的多軌容器。一系列圍繞MuBu容器的，基于實時交互音頻處理的Max/MSP外掛正在近期開發(fā)中。參見Jules Fran?oise et al., Probabilistic Models for Designing Motion and Sound Relationships.In Proceedings of the 2014 International Conference on New Interfaces for Musical Expression, NIME’14, London, UK, 2014.。前者創(chuàng)造性地運用一個二維的界面，多個聲音分解為不同色彩的微粒，在這個界面上可以按響度、頻率能量、采樣時間位置等25個標準聚合離散。當由外部MIDI、程序或傳感控制的綠圈在這個界面上游移時，綠圈籠罩的聲音顆粒就能組合成新聲音。后者MuBu作為加入到Max/MSP平臺中近三年最活躍的聲音和運動數(shù)據(jù)容器，包含了“mubu. granular～”對象[1]MuBu的顆粒合成模塊基于ZsaZsa疊加合成引擎。模塊對儲存在buffer～或polybuffer～對象中與MuBu容器命名對應的聲音進行處理?？蓞⒖磘he mubu.granular～ Reference, http://imtr.ircam.fr/imtr/images/Mubu. granular.maxref.pdf.來運用顆粒合成的功能。運用這些工具的作品有：喬德羅夫斯基（Pierre Jodlowski）與Ircam的SAME項目組2009年呈現(xiàn)在阿貢納藝術(shù)節(jié)的互動裝置作品《Grainstick》[2]參見作品技術(shù)合作者的分析，Grace Leslie, Grainstick: A Collaborative, Iiteractive Sound Installation, Proceedings of the International Computer Music Conference (ICMC) June 1–5, 2010, New York.；由芭比歐勒（Cécile Babiole）創(chuàng)作，新聲藝術(shù)探索（NAISA）2014年6月呈現(xiàn)于多倫多的裝置作品《Xe-Rocks》；由雅克曼（Christian Jacquemin）和法國國立設計學校等合作的裝置作品《Plumage》；以及由爵瓦索尼（Stefano Gervasoni）與格約菲（Thomas Goepfer）合作的中提琴與電子音樂作品《Whisper Not》等。

例Ⅱ-1.CataRT將聲音分解為各色顆粒

例Ⅱ-2.MuBu在互動音樂中運用顆粒合成

聽覺的追求是無止境的。就顆粒合成目前最新的技術(shù)水平而言，迅疾切變處理得比交融淡變要好；混合性頻譜和噪聲頻譜比樂音、語音頻譜處理得自然。因此，阿帕基斯（Georges Aperghis）和合作者貝勒爾（Grégory Beller）選擇實時語音合成（Real-time Speech Synthesis）和Ircam的TTS合成來呈現(xiàn)2011年阿貢納音樂節(jié)首演的《月公園》[1]作品和技術(shù)詳解參見Grégory Beller，Georges Aperghis, Gestural Control of Real-Time Concatenative Synthesis in Luna Park, SMC Conference 2011.。這個作品中，打擊樂家達貝爾斯基（Richard Dubelsky）居然“真”地用手勢來“說話”，像在表演一個空氣中無形的語音打擊樂器。哈維的《說》——為實時電子音樂和大型樂隊的作品，由BBC蘇格蘭管弦樂團和Ircam首演于2008年BBC逍遙音樂節(jié)。這個作品用實時語音合成（realistic speech synthesis），實時分析／再合成技術(shù)（real-time analysis/resynthesis techniques），將管弦樂隊的音頻信號改造為語音結(jié)構(gòu)，再配合Orchidée軟件實現(xiàn)讓管弦樂隊通過計算機音樂程序來“說”的目的[2]作品和技術(shù)詳解參見Gilbert Nouno, Jonathan Harvey, et al., MAKING AN ORCHESTRA SPEAK, Proceedings of the SMC 2009 - 6th Sound and Music Computing Conference, 23-25 July 2009, Porto - Portugal.。著迷于嗓音、歌聲及語言的元音、輔音的碎片化和再組織，薩利亞藿Ircam時期的三部作品《神秘花園I》、《神秘花園II》和《睡蓮》都在CHANT這個基于共振峰合成（FOF Synthesis）的軟件[3]Xavier Rodet, et al., The CHANT Project: From the Synthesis of the Singing Voice to Synthesis in General, Computer Music Journal, Vol. 8, No. 3 (Autumn, 1984), p.15-31. The MIT Press.上工作和完成[4]“我在Ircam的研修班上學得非常好，我尤其感興趣于CHANT這個人聲合成軟件”。P.10；“薩利亞藿認識到在她的《神秘花園I》中用的CHANT程序，原本就是為人的嗓音合成而設計的。CHANT的特點之一在于FOF合成的運用，這能用來模擬語音”。P.163；引自Jon Hargreaves (Author), Tim Howell (Editor), Kaija Saariaho: Visions, Narratives, Dialogues; Routledge, New edition, September 28, 2011.。

另外，例Ⅲ展現(xiàn)了筆者完成的一個聲音合成案例。首先，筆者選了三種異質(zhì)音色關(guān)系的樂器：小號、長笛和單簧管分別獨奏《哥德堡變奏曲》主題的首句各一遍；然后，這三遍一樣的旋律錄成音頻，藉由Diphone Studio[5]Diphone Studio由Ircam的分析／合成研究組開發(fā)。它運用于處理聲音的變幻（morphing）。經(jīng)過分析后，一個樂句或音組的聲音打碎為小塊（Diphones），這些聲音的碎塊被編碼到一個聲音字典中。然后，就可以從“字典”中選取所需的聲音塊，安放在完全自定的時間順序上。Diphone Studio可被用作控制不同聲音合成插件的編輯器：加法合成及其分析包，歌聲（聲源過濾）合成與共鳴模式分析，人聲分析的頻譜包絡等等。革命性的特點在于加法合成中，隱馬可夫模式在非諧波聲音分析中的運用?？蓞⒁奙arc Battier, Diphone Studio (v. 2.8) User Manual & tutorial, First edition of the fourth version of the Diphone manual, November 1999, Ircam, Département de la Valorisation, 1 Place Stravinsky, F-75004 Paris；或參考其聲音合成的基礎：頻譜包絡與和聲/噪聲激發(fā)函數(shù)的論文X. Rodet, Ph. Depalle, G. Poirot, Diphone Sound Synthesis based on Spectral Envelopes and Harmonic/Noise Excitation Functions, ICMC, Kohln, Germany, Sept. 1988.這個整合了多種分析和合成方法（共振峰合成，語音合成等）為一體的工具來打碎分割，將之拆成數(shù)十個聲音碎塊（例Ⅲ-1）；再后，筆者隨心所欲地從中選取12個碎塊（例Ⅲ-2），把這些來自不同樂器的碎塊重新拼成完整的《哥德堡變奏曲》主題的首句（例Ⅲ-3）。其結(jié)果，旋律還是那個旋律，音高節(jié)奏都不變，但里面包含了三個樂器，五次的音色偷換。如果說真樂隊的配器法，只有近似音色才能做音色偷換處理的話，Diphone的這個結(jié)果就好比“2.0版的音色旋律”，小號與長笛，單簧管與小號這樣差別很大的音色居然也能轉(zhuǎn)接成水乳交融的漸變轉(zhuǎn)換。特別是那些同一個音上的偷換，完全聽不到后入樂器的音頭，只有音色迅速地、像旋轉(zhuǎn)的光譜一樣變幻著。所以顆粒合成雖有其它優(yōu)勢，但僅就“交融淡變”這一個目的來說，不如非實時的Diphone Studio的多重分析/合成，也及不上前述三個作曲家作品中的合成技術(shù)。

例Ⅲ-1.Diphone Studio上的交融淡變

例Ⅲ-2.V-1結(jié)果的樂譜化示意

追尋新聲音的道路發(fā)展到今天，已然是縱橫交織的一張巨大的路網(wǎng)。各種分析和合成技術(shù)的研究，由作曲家獨特的聲音追求而促發(fā)，針對不同的需要和問題，各顯所長。無怪乎羅茲（Curtis Roads）的《計算機音樂教程》用了洋洋灑灑265頁來介紹各類聲音合成技術(shù)，又用了120頁來談聲音分析方法。但羅茲寫書的1996年到今天，又有了上述很多新創(chuàng)的發(fā)現(xiàn)。20年前談到的技術(shù)，也并沒有哪類真正退出了歷史舞臺，像“物理模式合成”、“顆粒合成”都有了新的發(fā)展。特別是綜合了“聲音分析”與“聲音合成”這兩個大體系的工具越來越多，本文的最后一個例子旨在說明這種分析與合成的綜合完全突破了前人的想象。

五、“聲音分析”與“聲音合成”的綜合

從復雜多端的聲音集合體中精確地、不失真不走樣地提取僅僅一個音高、一道聲波或特定的一個泛音，而且不摻雜質(zhì)沒有干擾，這種對聲音的追求在電子音樂發(fā)展的幾十年來都是音樂家的夢想。好比說在錄制好的樂隊演奏錄音中要想僅僅挑出長號的聲部，干干凈凈地除去所有其它樂器的聲音，這一直被認為是一個不可能的任務。常見的濾波、均衡等技術(shù)選擇的頻帶總帶有坡度；這個選擇的頻帶也無法從時間上和頻譜中一個單一頻率的起振消失、持續(xù)和波動完全同步。因此“過濾不干凈”或“濾波導致音色失真”的問題很普遍。

但例Ⅳ中展現(xiàn)的一種獨特的“分析/再合成”技術(shù)卻可以做到這一點。所用的AudioSculpt（AS）程序在本文上篇介紹微速度分析時曾提到。此處AS程序打開一個女高音演唱樂句的音頻并生成頻譜圖（例Ⅳ-1）。圖上色譜顯示的頻率，越接近紅色代表越響，越靠近藍黑色代表越輕。圖縱向的高低來區(qū)分頻率的高低；圖橫向的左右，代表聲音從開始（左）向結(jié)束（右）延伸。為了展現(xiàn)這個“分析/再合成”技術(shù)的“能人所不能”，筆者選擇的女高音唱段中有幅度明顯的顫吟。例Ⅳ-2樂譜記錄的強弱變化和顫吟幅度的增加，可以從例Ⅳ-1中線條的顏色和上下抖晃曲線看出來。

例IV-1.AudioSculpt對原頻譜作‘圖像’剪切

例IV-2.上例的樂譜

例IV-3.剪切后新建‘圖像’并藝術(shù)化地貼入，新頻譜圖還原合成為新的聲音

頻譜圖一直以來都是供分析觀察的。但例Ⅳ中令人驚訝的是：AudioSculpt的頻譜圖居然成了一張真正可以編輯的圖。筆者用AS中看起來和大名鼎鼎的圖像軟件——Photoshop如出一轍的“魔棒工具”以“力度點選”的方式，選擇了女高音頻譜中的第三分音。然后筆者用“自由選擇工具”在頻譜圖上隨意地畫了一個五瓣花型的選區(qū)。最后，新建一個空白的聲音文件，把剛才的選區(qū)復制進去，再把花朵選區(qū)隨意地在不同的音區(qū)和時間位置上多拷貝了五次。于是，當筆者在新文件上用SuperVP播放時，清晰地聽到了第三分音保真和未受干擾的持續(xù)變化，這就是一個高了12度的一模一樣的旋律；也聽到6個時間和音高不同的聲音，它們的形態(tài)特征始終保持如一。除此之外沒有任何可聽聞的其它頻率。

奧秘主要在于AudioSculpt中運用的SuperVP。這個被稱為超級相位聲碼器（法：Super Vocodeur de Phase）的技術(shù)，簡單說來，它的內(nèi)部對聲音運用了一種結(jié)構(gòu)化的時間－頻率呈現(xiàn)。SuperVP可以用極高的質(zhì)量轉(zhuǎn)化聲音。轉(zhuǎn)化的時候，時間尺度的縮放與聲音瞬態(tài)要素的變化[1]Axel R?bel, A NEW APPROACH TO TRANSIENT PROCESSING IN THE PHASE VOCODER, Proc. of the 6th Int. Conference on Digital Audio Effects (DAFx-03), London, UK, September 8-11, 2003.，頻譜包絡與音高[2]Axel R?bel, et al., Efficient Spectral Envelope Estimation and its application to pitch shifting and envelope preservation, International Conference on Digital Audio Effects. Madrid : Septembre 2005.，雜頻的剝離、過濾或再混合[3]Axel R?bel, et al., On Cepstral and All-Pole based Spectral Envelope Modeling with unknown Model order, Pattern Recognition Letters, Ao?t 2007, Vol. 28, n° 11.等等，這些因素都可以隨心所欲地獨立運作或關(guān)聯(lián)變化。這個“獨立或關(guān)聯(lián)”的運作，恰恰就是AS的SuperVP的創(chuàng)新之處。它解決了“從復雜多端的聲音集合體中精確地、不走樣地提取任何單一部分”的難題。因此超乎前人想象的聲音“雕刻”（Audio + Sculpt）就在新千年之后成了現(xiàn)實?；谶@個技術(shù)，劉易斯（Andrew Lewis）就能把馬勒《第九交響曲》第一樂章分解轉(zhuǎn)化為他自己2010年創(chuàng)作《第九號夢》[4]Andrew Lewis, Programme Note of Number Nine Dream (for large orchestra, 2009), premiered on 26 March 2010, Bangor, Wales (UK) BBC National Orchestra of Wales/Grant Llewellyn Bangor New Music Festival, Prichard Jones Hall, Bangor University.的原材料；也同樣運用AudioSculpt的SuperVP，沈葉2014年為《波動——夜樂》[5]Ye Shen, Programme Note of Ondulation – Night Music (for piano solo and electronics), commissioned by IRCAM Cursus I, premiered on April 5, 2014, Matthieu Acar (pianist), Espace de projection, Ircam - Centre Pompidou, 2014.創(chuàng)作電子音樂部分時，從日本鑼豐富的頻譜中像切生魚片或剝離石墨烯那樣，“片”出31層不同音高的泛音。這些源自同一個“聲材料”的泛音，成為了各自獨立的聲音素材，被17個不同方位和遠近的聲部此起彼伏地“吟唱”。由此構(gòu)成與實時鋼琴獨奏的線條和點描織體相對置的，約1分40秒類模仿復調(diào)織體的電子音樂開始部分。

例IV-4.《波動—夜樂》中對聲音作精細切片獲得“聲材料”同源的獨立聲音素材[1]例VII-1分析出了鑼的泛音，并將這70多個泛音在頻譜上用一條條細橫線標示了頻率位置。由此也按出現(xiàn)的先后次序轉(zhuǎn)化出前31個泛音，顯示為精確到1/8音的音高供創(chuàng)作參考。接著對這個鑼的頻譜約11700Hz以下作減弱116分貝的處理，唯獨留出2470－2520Hz的一條窄縫，只讓一個音高約為小字四組升D的泛音通過。于是在SuperVP處理后得到一個干凈的小字四組升D泛音的切片。

回到21世紀“追尋新聲音的觀念及其技術(shù)發(fā)展”這個本文主題，其實，SuperVP的來源：聲碼器（Vocoder）就是相當“有年紀”的技術(shù)，1940年由貝爾實驗室的達德利實現(xiàn)[2]Homer Dudley's Speech Synthesisers, “The Vocoder” (1940) & “Voder”(1939). Electronic Musical Instrument 1870–1990. 120 Years of Electronic Music (120years.net).。但旨在“不改變音頻速度的前提之下，調(diào)整音高”的相位聲碼器（Phase Vocoder）的技術(shù)難題直到1999年才由拉若徹和道爾森解決[3]Jean Laroche and Mark Dolson, NEW PHASE-VOCODER TECHNIQUES FOR PITCH-SHIFTING, HARMONIZING AND OTHER EXOTIC EFFECTS, Proc. 1999 IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics, New Paltz, New York, Oct. 17-20, 1999.。由此音樂家可以用Ircam的AudioSculpt，克林貝爾的Spear[4]Michael Klingbeil, Spectral Analysis, Editing, and Resynthesis: Methods and Applications, Submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Musical Arts in the Graduate School of Arts and Sciences, COLUMBIA UNIVERSITY 2009.和英國多機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的CDP[5]Trevor Wishart, Audible Design: A Plain and Easy Introduction to Sound Composition. Orpheus the Pantomime Ltd. 1994.等工具來完成有限度的聲音剝離和變換。而例VI中AudioSculpt所用的“拓展的相位聲碼器技術(shù)”（SuperVP），由德帕爾等開發(fā)[6]Ph. Depalle, G. Poirot, SVP: A Modular System for Analysis, Processing and Synthesis of Sound Signals, Proc. of the 1991 ICMC, ICMA, San Francisco 1991.于1991年，在儒貝爾等研究者10多年的努力下，2007年才終于各方面成熟。由此可見，一個“將聲音中的要素清晰剝離”的想法用到了持續(xù)發(fā)展近70年的技術(shù)。當年羅茲等電子音樂專家也未必能預見到這種“老樹發(fā)新枝”、并綜合各家各派頻譜分析與聲音合成算法的解決方案。

什么是電子音樂的眾多聲音技術(shù)和工具，持續(xù)幾十年創(chuàng)新和發(fā)展的根本動力？從本文所舉眾多案例可以看到：一代代音樂創(chuàng)作者不倦地追尋新聲音的欲望，以及思維和觀念在一個開放環(huán)境中縱橫聯(lián)結(jié)而產(chǎn)生的創(chuàng)造力，是這一切表層技術(shù)的根本。

(責任編輯 王 虎)

J614.8

A

1001-5736(2017)02-0068-13

[1]作者簡介: 周 倩（1977～）女，上海音樂學院作曲系副教授。

沈 葉(1977～)，上海音樂學院作曲系副教授。

感謝上海市教育委員會，霍英東教育基金會和上海音樂學院，該系列課題的研究獲得了上海市“創(chuàng)新課題”和霍英東教育基金會資助，以及上海音樂學院“音才輩出”項目的配套支持。