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(dāng)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(jì)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(jì)電子音樂技術(shù)手段的革新，第二個(gè)在此涉及的領(lǐng)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(dá)的新意，擺脫陳詞濫調(diào)帶給感受的無意識(shí)性[2]關(guān)于感受的無意識(shí)（unconsciously）和自動(dòng)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(diǎn)。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(diǎn)認(rèn)為[3]弗蘭德：“歐洲新藝術(shù)時(shí)期后六百年的音樂歷史，是以創(chuàng)新為第一驅(qū)動(dòng)力的”。引自萊納·弗蘭德（Reinhard Flender），《傳統(tǒng)在當(dāng)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(xué)院作曲理論研討會(huì)”上的專題發(fā)言，2014年11月14日德國漢堡音樂戲劇大學(xué)。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(rèn)為體現(xiàn)音樂材料的歷史演進(jìn)之外，也體現(xiàn)在這個(gè)時(shí)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(jì)的實(shí)驗(yàn)音樂階段，斯托克豪森對新聲音的理解是：要為每個(gè)新的作品構(gòu)建一個(gè)本體內(nèi)在的聲音世界。他認(rèn)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(shí)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(jìn)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(fù)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(jì)60年代末成為理論現(xiàn)實(shí)，70年代初在實(shí)驗(yàn)室可行，并在80年代中期由商業(yè)推動(dòng)，從實(shí)驗(yàn)室走向電子音樂產(chǎn)業(yè)[2]“20萬臺(tái)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(lǐng)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(rèn)[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(lǐng)域試了試水，做了些手指練習(xí)。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(duì)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(huì)存在”。渡過自己的Ircam時(shí)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(jì)算機(jī)拓展了自己的器樂寫作：當(dāng)她“做聲音合成時(shí)，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(jìn)行頻譜分析的科學(xué)方法、工具儀器以及頻譜樂派的創(chuàng)作實(shí)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(yùn)用計(jì)算機(jī)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(yīng)時(shí)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(duì)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(shí)演奏（演唱）兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)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(hào)強(qiáng)力度的一個(gè)大字組E上展衍各個(gè)分音的次序和聲強(qiáng)上運(yùn)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(yīng)用于工程、科學(xué)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的算法。在聲頻分析中，F(xiàn)FT可以較為簡便地將時(shí)域中的振動(dòng)功率變換為頻率信號(hào)。這個(gè)算法得自19世紀(jì)初，但20世紀(jì)60年代末才運(yùn)用到聲音和音樂研究中。得到整個(gè)泛音列[1]這個(gè)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(yùn)用這個(gè)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(xué)，是聲音而不是數(shù)學(xué)，不是戲劇、視覺藝術(shù)、量子物理、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)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(gè)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(gè)觀念也被評(píng)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(shí)間順序我們能知道，這個(gè)“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(gè)非常古老的技術(shù)，目的在于改變一個(gè)已存在的聲音。筆者認(rèn)同史密斯（Julius O. Smith）的觀點(diǎn)：“從振動(dòng)著的小提琴琴馬到嗡嗡作響的揚(yáng)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(gè)新的聲音。出于三點(diǎn)本文討論“新聲音的尋求”時(shí)不專門談?wù)摓V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(yùn)用，重要的輔助；二，本文討論的重點(diǎn)是21世紀(jì)電子音樂領(lǐng)域思維和觀念推動(dòng)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(jì)，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(shí)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(gè)從未被人聽到過的聲音？這是一個(gè)讓作曲家像騎士追尋圣杯一樣不息的念頭?！疤热艏炔粡囊粋€(gè)已存在的聲音而來，也不從一個(gè)描述聲音的數(shù)學(xué)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(shí)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(xué)習(xí)自然界中聲源的振動(dòng)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(xué)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(jì)算機(jī)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(xué)模型——一組算法和等式來模擬一個(gè)發(fā)聲源的物理振動(dòng)。得益于材料科學(xué)中積累的大量數(shù)據(jù)分析，20世紀(jì)90年代用計(jì)算機(jī)建模來模擬真實(shí)振動(dòng)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.。可以看出：“物理模式合成”如“聲音分析”一樣從自然中學(xué)習(xí)，但又像“聲音合成”一樣運(yùn)用數(shù)學(xué)算法生成聲音而非改變聲音。

但上世紀(jì)最后十年的這個(gè)新方法，問世時(shí)也面臨兩個(gè)方面的問題。其一：技術(shù)上有不同的振動(dòng)方式算法對應(yīng)于不同的振動(dòng)類別，就像膜振動(dòng)對應(yīng)于定音鼓而弦振動(dòng)對應(yīng)于中提琴一樣。但當(dāng)時(shí)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(gè)聲音的生成，更不能實(shí)現(xiàn)不同算法之間的交叉漸變（當(dāng)然，自然樂器的振動(dòng)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(rèn)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(xué)伯克利分校CNMAT中心為大本營的音樂家和科學(xué)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(fù)雜。但越復(fù)雜的聲音需要越多的正弦波構(gòu)成。每個(gè)正弦波都有頻率、時(shí)間和振幅等8個(gè)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(dòng)化駕駛系統(tǒng)（fly-by-wire）那種基于傳感器和身體形態(tài)動(dòng)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(gè)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用來自動(dòng)適應(yīng)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(jìn)步。由于音樂數(shù)學(xué)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的飛躍，越來越復(fù)雜的算法被流暢運(yùn)用于模擬復(fù)雜的、非周期的或受干擾的振動(dòng)。而且運(yùn)算的過程可視可控，并非初創(chuàng)時(shí)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(shí)驗(yàn)室出品，有約10年的歷史。它基于Cordis-Anima模式，針對聲學(xué)和音樂需求從用戶體驗(yàn)和互動(dòng)環(huán)境的角度設(shè)計(jì)。正在生成一個(gè)聲音的過程：設(shè)定參數(shù)(①)，讓一根“弦”上“綁”了不同質(zhì)地重量的物體。當(dāng)運(yùn)行這個(gè)“弦”的算法，就不僅能看到實(shí)際速度或放慢的振動(dòng)(②)，聽到同步產(chǎn)生的聲音，而且聲音也被實(shí)時(shí)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(gè)虛擬樂器

如今像Modalys[1]Modalys是Ircam的旗艦軟件，是一個(gè)基于物理模式的聲音合成平臺(tái)，由Ircam下屬的樂器聲學(xué)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(dāng)年韋塞爾認(rèn)識(shí)的吳下阿蒙。例Ⅰ-2a是筆者用它生成的一個(gè)虛擬的“鑼”的三維形態(tài)?！拌尅毙螤钌厦恳粋€(gè)細(xì)節(jié)都是由例Ⅰ-2b中的Lisp編程語言的(1)部分設(shè)定。如筆者愿意，可以做一個(gè)足球場一般大的鑼，或藏在一個(gè)中提琴共鳴箱里，用吹管振動(dòng)的鑼。Modalys已完全突破上世紀(jì)90年代的技術(shù)限制，能結(jié)合不同振動(dòng)模式，創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)中不可能有的樂器形態(tài)；例Ⅰ-2b 圖中的(2)部分設(shè)定了這個(gè)“鑼”振動(dòng)時(shí)的不動(dòng)部位；(3)設(shè)定這個(gè)“鑼”的質(zhì)地。這里用到了一系列材料科學(xué)和力學(xué)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(yàn)新聲音有需要，這個(gè)“鑼”完全可以設(shè)定成現(xiàn)實(shí)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(gè)參數(shù)的微調(diào)都會(huì)導(dǎo)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(dòng)音樂平臺(tái)Max/MSP輕易地實(shí)時(shí)操控這個(gè)“鑼”的數(shù)種方式。當(dāng)“鑼”被圖中標(biāo)(0)的這個(gè)部分自動(dòng)搭載之后，可以用標(biāo)(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(biāo)(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(yù)置的音頻播放(4)，或?qū)崟r(shí)話筒傳入的聲音(5)，可以激發(fā)起這個(gè)虛擬鑼的共振。換句話說，如果現(xiàn)場交響樂隊(duì)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(shí)時(shí)聽到音樂廳成了一個(gè)應(yīng)和著樂隊(duì)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(shí)現(xiàn)，比如說若做成了一個(gè)單弦振動(dòng)的虛擬樂器，可以在弦的不同位置拉奏、撥奏，可以隨時(shí)調(diào)整f孔的大小、共鳴箱的大小、弦的粗細(xì)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(shí)時(shí)交互式運(yùn)用以外，Modalys也能被掛載在OpenMusic平臺(tái)作為作曲家案頭創(chuàng)作的輔助，或者作為聲學(xué)家、樂器學(xué)家的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停倩蚴亲鳛楣┞曇羲囆g(shù)家直接制作聲音的工具。

四、顆粒合成

代表當(dāng)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(dāng)中又有90%得在工程師的協(xié)助下接觸它。這個(gè)“不易用”的缺點(diǎn)相信會(huì)隨時(shí)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(shí)意味著標(biāo)準(zhǔn)化、缺乏個(gè)性與創(chuàng)造[1]瓦雷茲（Edgard Varèse）說：“我需要全新的表達(dá)媒介：一個(gè)聲音制造機(jī)器，而不是一個(gè)聲音再造機(jī)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(rèn)為大多數(shù)人意識(shí)到商業(yè)軟件是如何涂抹歪曲他們的音樂并使之標(biāo)準(zhǔn)化的”。施耐勒（Oliver Schneller）：“我要出去透透氣，整場每個(gè)曲子都是一股GRM– Tools味兒”。前三個(gè)見[Chadabe, 1997 P. 258]，最后一個(gè)是與筆者的對話。。但另一個(gè)更關(guān)鍵的問題：音樂家發(fā)現(xiàn)Modalys這樣強(qiáng)大的工具，要做不同聲音的瞬時(shí)淡變依然很困難。這不由得促使他們尋找新途徑來實(shí)現(xiàn)這類一直夢想的聲音。

其實(shí)這個(gè)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(xué)物理世界觀相聯(lián)系時(shí)，澤納基斯就呈述自己的觀點(diǎn)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(shí)長、頻率、強(qiáng)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(dāng)?shù)刂糜跁r(shí)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(diǎn)其實(shí)1959年就形成了，1971是寫進(jìn)書里的年份。澤納基斯自己說他這個(gè)觀點(diǎn)的淵源，受到了物理學(xué)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(gè)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(hào)》[5]澤納基斯的《模擬信號(hào)》（Analogique A et B, for 9 string instruments and tape, 1958-59），作曲家在這部作品中標(biāo)志性地運(yùn)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(shí)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(rèn)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(dāng)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(yùn)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(jì)70-90年代的系列研究和創(chuàng)作實(shí)踐中完善了整體實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)了他們聽覺上需要的瞬時(shí)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(dāng)合成聲音帶有一定的速度感時(shí)，其中微小的顆?；煸谝黄?，就像點(diǎn)彩派畫作上的色點(diǎn)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(xiàn)中肖武雄的論述就十分詳細(xì)[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(shí)時(shí)環(huán)境中便利地運(yùn)用顆粒合成這個(gè)已經(jīng)成熟的技術(shù)，這里面有新近在互動(dòng)電子音樂領(lǐng)域運(yùn)用很多的CataRT[7]獨(dú)立運(yùn)行版的CataRT程序是一個(gè)實(shí)時(shí)聲音拼接合成的系統(tǒng)。它由鼠標(biāo)或外部設(shè)備控制，從一個(gè)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(biāo)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(gè)儲(chǔ)存聲音描述和動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)的多軌容器。一系列圍繞MuBu容器的，基于實(shí)時(shí)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(yùn)用一個(gè)二維的界面，多個(gè)聲音分解為不同色彩的微粒，在這個(gè)界面上可以按響度、頻率能量、采樣時(shí)間位置等25個(gè)標(biāo)準(zhǔn)聚合離散。當(dāng)由外部MIDI、程序或傳感控制的綠圈在這個(gè)界面上游移時(shí)，綠圈籠罩的聲音顆粒就能組合成新聲音。后者M(jìn)uBu作為加入到Max/MSP平臺(tái)中近三年最活躍的聲音和運(yùn)動(dòng)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(chǔ)存在buffer～或polybuffer～對象中與MuBu容器命名對應(yīng)的聲音進(jìn)行處理?？蓞⒖磘he mubu.granular～ Reference, http://imtr.ircam.fr/imtr/images/Mubu. granular.maxref.pdf.來運(yùn)用顆粒合成的功能。運(yùn)用這些工具的作品有：喬德羅夫斯基（Pierre Jodlowski）與Ircam的SAME項(xiàng)目組2009年呈現(xiàn)在阿貢納藝術(shù)節(jié)的互動(dòng)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(shè)計(jì)學(xué)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(dòng)音樂中運(yùn)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(shí)時(shí)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(gè)作品中，打擊樂家達(dá)貝爾斯基（Richard Dubelsky）居然“真”地用手勢來“說話”，像在表演一個(gè)空氣中無形的語音打擊樂器。哈維的《說》——為實(shí)時(shí)電子音樂和大型樂隊(duì)的作品，由BBC蘇格蘭管弦樂團(tuán)和Ircam首演于2008年BBC逍遙音樂節(jié)。這個(gè)作品用實(shí)時(shí)語音合成（realistic speech synthesis），實(shí)時(shí)分析／再合成技術(shù)（real-time analysis/resynthesis techniques），將管弦樂隊(duì)的音頻信號(hào)改造為語音結(jié)構(gòu)，再配合Orchidée軟件實(shí)現(xiàn)讓管弦樂隊(duì)通過計(jì)算機(jī)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(shí)期的三部作品《神秘花園I》、《神秘花園II》和《睡蓮》都在CHANT這個(gè)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(xué)得非常好，我尤其感興趣于CHANT這個(gè)人聲合成軟件”。P.10；“薩利亞藿認(rèn)識(shí)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(shè)計(jì)的。CHANT的特點(diǎn)之一在于FOF合成的運(yùn)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(gè)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(hào)、長笛和單簧管分別獨(dú)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(yùn)用于處理聲音的變幻（morphing）。經(jīng)過分析后，一個(gè)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(gè)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(shí)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(luò)等等。革命性的特點(diǎn)在于加法合成中，隱馬可夫模式在非諧波聲音分析中的運(yùn)用。可參見Marc 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(chǔ)：頻譜包絡(luò)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(gè)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(gè)聲音碎塊（例Ⅲ-1）；再后，筆者隨心所欲地從中選取12個(gè)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(gè)旋律，音高節(jié)奏都不變，但里面包含了三個(gè)樂器，五次的音色偷換。如果說真樂隊(duì)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(gè)結(jié)果就好比“2.0版的音色旋律”，小號(hào)與長笛，單簧管與小號(hào)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(gè)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(gè)目的來說，不如非實(shí)時(shí)的Diphone Studio的多重分析/合成，也及不上前述三個(gè)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(dú)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(jì)算機(jī)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(tái)，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(gè)大體系的工具越來越多，本文的最后一個(gè)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(fù)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(gè)音高、一道聲波或特定的一個(gè)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(duì)演奏錄音中要想僅僅挑出長號(hào)的聲部，干干凈凈地除去所有其它樂器的聲音，這一直被認(rèn)為是一個(gè)不可能的任務(wù)。常見的濾波、均衡等技術(shù)選擇的頻帶總帶有坡度；這個(gè)選擇的頻帶也無法從時(shí)間上和頻譜中一個(gè)單一頻率的起振消失、持續(xù)和波動(dòng)完全同步。因此“過濾不干凈”或“濾波導(dǎo)致音色失真”的問題很普遍。

但例Ⅳ中展現(xiàn)的一種獨(dú)特的“分析/再合成”技術(shù)卻可以做到這一點(diǎn)。所用的AudioSculpt（AS）程序在本文上篇介紹微速度分析時(shí)曾提到。此處AS程序打開一個(gè)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(lán)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(gè)“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(qiáng)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(diǎn)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(gè)五瓣花型的選區(qū)。最后，新建一個(gè)空白的聲音文件，把剛才的選區(qū)復(fù)制進(jìn)去，再把花朵選區(qū)隨意地在不同的音區(qū)和時(shí)間位置上多拷貝了五次。于是，當(dāng)筆者在新文件上用SuperVP播放時(shí)，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(gè)高了12度的一模一樣的旋律；也聽到6個(gè)時(shí)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(yùn)用的SuperVP。這個(gè)被稱為超級(jí)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(yùn)用了一種結(jié)構(gòu)化的時(shí)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(shí)候，時(shí)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(luò)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(dú)立運(yùn)作或關(guān)聯(lián)變化。這個(gè)“獨(dú)立或關(guān)聯(lián)”的運(yùn)作，恰恰就是AS的SuperVP的創(chuàng)新之處。它解決了“從復(fù)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(shí)。基于這個(gè)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(hào)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(yùn)用AudioSculpt的SuperVP，沈葉2014年為《波動(dòng)——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(shí)，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(gè)“聲材料”的泛音，成為了各自獨(dú)立的聲音素材，被17個(gè)不同方位和遠(yuǎn)近的聲部此起彼伏地“吟唱”。由此構(gòu)成與實(shí)時(shí)鋼琴獨(dú)奏的線條和點(diǎn)描織體相對置的，約1分40秒類模仿復(fù)調(diào)織體的電子音樂開始部分。

例IV-4.《波動(dòng)—夜樂》中對聲音作精細(xì)切片獲得“聲材料”同源的獨(dú)立聲音素材[1]例VII-1分析出了鑼的泛音，并將這70多個(gè)泛音在頻譜上用一條條細(xì)橫線標(biāo)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(gè)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(gè)鑼的頻譜約11700Hz以下作減弱116分貝的處理，唯獨(dú)留出2470－2520Hz的一條窄縫，只讓一個(gè)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(gè)干凈的小字四組升D泛音的切片。

回到21世紀(jì)“追尋新聲音的觀念及其技術(shù)發(fā)展”這個(gè)本文主題，其實(shí)，SuperVP的來源：聲碼器（Vocoder）就是相當(dāng)“有年紀(jì)”的技術(shù)，1940年由貝爾實(shí)驗(yàn)室的達(dá)德利實(shí)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(jī)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(gè)“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(dāng)年羅茲等電子音樂專家也未必能預(yù)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(dòng)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(gè)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(zé)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(xué)院作曲系副教授。

沈 葉(1977～)，上海音樂學(xué)院作曲系副教授。

感謝上海市教育委員會(huì)，霍英東教育基金會(huì)和上海音樂學(xué)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(huì)資助，以及上海音樂學(xué)院“音才輩出”項(xiàng)目的配套支持。