王新宇

[內(nèi)容提要] 在交互式計算機音樂的實現(xiàn)中，采樣是一種運用非常普遍的通用技術(shù)。然而，對于交互計算機音樂中基本的采樣技術(shù)模式、特性，現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究有所不足。本文首先對交互計算機音樂中的兩種不同采樣模式：預(yù)置采樣與實時采樣模式進(jìn)行區(qū)分與論述，之后結(jié)合兩部中國交互計算機音樂作品案例，歸納、比較兩種采樣技術(shù)模式的不同特性。

計算機音樂可泛指一切采用計算機系統(tǒng)作為主要或輔助手段創(chuàng)作而成的音樂[2]付曉東.計算機音樂的歷史與審美特征(上)[J].新疆師范大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版),2004(01)：192-197.，是電子音樂發(fā)展歷程中誕生的一個重要分支類型。狹義的計算機音樂概則可概括為將計算機編程（Programming）[3]計算機音樂領(lǐng)域內(nèi)的基本編程技術(shù)包括圖形化編程與文本式編程兩類，前者的代表性實現(xiàn)環(huán)境包括Pure Data、Max、Open Music、Kyma 等，后者的代表包括Csound、Faust 等。作為重要的聲音合成、組織或處理手段的電子音樂[4]許鵬,張小夫等.新媒體藝術(shù)論[M].高等教育出版社,2006.，并且創(chuàng)作者在這類音樂中運用編程技術(shù)的重要目的和意義在于“發(fā)展與商業(yè)性作品有別的音樂概念，或者實現(xiàn)與當(dāng)前商業(yè)軟件的功能不同的音樂創(chuàng)作、制作方法[5]Bown,Oliver,Alice Eldridge,and Jon McCormack."Understanding interaction in contemporary digital music:from instruments to behavioural objects."[J].Organised Sound 14.2 (2009):188.”，因此，實驗性、探索性是這類音樂的常見價值與形式要素。在不作特別說明的情況下，本文所探討的計算機音樂都屬于這種相對狹義的范疇。

自貝爾實驗室的麥克斯·馬修斯（Max Mathews）于1957 年創(chuàng)造出世界上第一段數(shù)字化編程方式實現(xiàn)的音樂以來[1]Chowning,John."Turenas:the realization of a dream." [R]..Proc.of the 17es Journées d’ Informatique Musicale,Saint-Etienne,France (2011).，計算機音樂在前人的不懈努力與探索中形成了多領(lǐng)域、多層面的技術(shù)范式（Paradigm），最基本的代表可舉頻譜（Spectrum）的范式[2]Vaggione,Horacio."Articulating microtime."[J] .Computer Music Journal 20.2 (1996):33-38.、空間化（Spatilization）的范式[3]Peters,Nils,Georgios Marentakis,and Stephen McAdams."Current technologies and compositional practices for spatialization:A qualitative and quantitative analysis."[J].Computer Music Journal 35.1 (2011):10-27.、生成（Generation）的范式[4]Wessel,David,and Matthew Wright."Problems and prospects for intimate musical control of computers." [J].Computer Music Journal 26.3 (2002):11-22.以及交互（Interaction）的范式[5]Nakra,Teresa Marrin."Synthesizing expressive music through the language of conducting."[J].Journal of New Music Research 31.1(2002)：11-26.等。相比頻譜、空間化等問題，針對計算機音樂交互的較全面研究開展較晚，但它如今已成為國際學(xué)術(shù)界中最普遍、最熱門的研究問題之一。僅以計算機音樂領(lǐng)域最具世界影響的學(xué)術(shù)期刊《計算機音樂雜志》（Computer Music Journal）為例，在該刊2020 年度發(fā)布的最新4 期（卷43.1 至卷43.4）內(nèi)容中，與計算機交互問題相關(guān)的研究分布在數(shù)字設(shè)備交互、聲音合成、數(shù)字樂器、網(wǎng)絡(luò)音樂、述評、動作捕捉以及音樂機器人7 個不同的欄目當(dāng)中，比重達(dá)到年度總欄目數(shù)的60%以上。

交互計算機音樂在中國的發(fā)展起步比西方晚了數(shù)十年之久，藝術(shù)領(lǐng)域最早有關(guān)計算機交互的成果首先是一些探索性的作品。1998 年，作曲家金平的《被施魔法的鼓》成為我國第一首交互計算機音樂[6]陸敏捷.美國作曲家Jeffrey Stolet 的互動音樂創(chuàng)作訪談——新媒體時代音樂語言探索(二)[J].音樂探索,2015(04)：66-72.。21 世紀(jì)的第一個十年中，劉健是交互計算機音樂領(lǐng)域內(nèi)最活躍、最重要的中國作曲家之一，先后創(chuàng)作為竹笛、小堂鼓與四個音箱的六重奏——《半坡的月圓之夜》，為藏鈴與Max/MSP 的《觸動》，為大提琴與Max/MSP 的《奉獻(xiàn)》等[7]李鵬云,張映蘭.“越界飛行”：劉健交互式電子音樂創(chuàng)作研究[J].南京藝術(shù)學(xué)院學(xué)報(音樂與表演版),2013(03)：71-79.；同期還可舉作曲家吳粵北為電子京胡、長笛、數(shù)碼康茄與Audio Mulch 而作的《變形I》[8]鄧懿.試論中國當(dāng)代電子音樂的藝術(shù)創(chuàng)新[J].黃河之聲,2008(07)：82-84.。這些不同形式的作品不僅包含將中國文化、音樂的元素與交互技術(shù)相結(jié)合的第一批實踐，同時也顯著推動了中國學(xué)界對于交互音樂的了解與認(rèn)識。2010 年，王鉉的《藝術(shù)與技術(shù)的交互》[9]王鉉.藝術(shù)與技術(shù)的交互(之一)——互動音樂創(chuàng)作中的藝術(shù)表現(xiàn)與技術(shù)實現(xiàn)[J].樂府新聲(沈陽音樂學(xué)院學(xué)報),2010,28(02)：108-111.一文代表了我國音樂領(lǐng)域內(nèi)最早探討交互音樂問題的較全面研究。至今，交互音樂相關(guān)的研究成果主要集中在6 個分支領(lǐng)域：第一是有關(guān)交互音樂基本概念、模式、分類、歷史的基礎(chǔ)性研究，如班文林“電子音樂中的交互式音樂潮流[10]班文林.電子音樂中的交互式音樂潮流——術(shù)語、概念及相關(guān)問題的討論[J].音樂傳播,2016(03)：49-56.”、范翎“關(guān)于交互式電子音樂分類方法的思考[11]范翎.關(guān)于交互式電子音樂分類方法的思考[J].南京藝術(shù)學(xué)院學(xué)報(音樂與表演),2020(02)：108-115.”；第二是具體交互作品的音樂本體分析、實現(xiàn)研究，如李鵬云“劉健交互式電子音樂《奉獻(xiàn)》中的創(chuàng)作思維與技術(shù)[1]李鵬云.劉健交互式電子音樂《奉獻(xiàn)》中的創(chuàng)作思維與技術(shù)[J].黃鐘(武漢音樂學(xué)院學(xué)報),2012(02)：48-55.”、范翎“多重交互的簡約呈現(xiàn)——多媒體電子音樂作品《小青》的創(chuàng)作特征解析[2]范翎.多重交互的簡約呈現(xiàn)——多媒體電子音樂作品《小青》的創(chuàng)作特征解析[J].音樂傳播,2014(04)：104-109.”；第三是交互多媒體作品、裝置的研究，如馬仕驊“交互式多媒體作品創(chuàng)作中的音視互控策略研究[3]馬仕驊.交互式多媒體作品創(chuàng)作中的音視互控策略研究[D].中央音樂學(xué)院,2017.”、莊曉霓“交互多媒體電子音樂裝置表達(dá)藝術(shù)的全新語境[4]莊曉霓.交互多媒體電子音樂裝置表達(dá)藝術(shù)的全新語境[J].音樂創(chuàng)作,2020(02)：159-168.”；第四是以交互樂器技術(shù)為主題的研究，如馮金碩“2000-2015 年間交互音樂控制器創(chuàng)新路徑與應(yīng)用實踐研究[5]馮金碩.2000-2015 年間交互音樂控制器創(chuàng)新路徑與應(yīng)用實踐研究[D].中央音樂學(xué)院,2017.”；第五是計算機空間化交互的研究，如秦毅等人的“《城市迷陣》：‘虛擬-現(xiàn)實’聲空間的設(shè)計與塑造[6]秦毅,周東,翁若倫.《城市迷陣》：“虛擬-現(xiàn)實”聲空間的設(shè)計與塑造[J].復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版),2017,56(02)：206-210+214.”；最后還有針對交互音樂領(lǐng)域中代表性藝術(shù)家的專門研究，如王鶴霏“聲音的思考與呈現(xiàn)[7]王鶴霏.聲音的思考與呈現(xiàn)——杰弗瑞·斯托萊特交互電子音樂創(chuàng)作的設(shè)計思維與表現(xiàn)特征[D].中央音樂學(xué)院,2016.”、陸敏捷“美國作曲家Jeffrey Stolet 的互動音樂創(chuàng)作訪談[8]陸敏捷.美國作曲家Jeffrey Stolet的互動音樂創(chuàng)作訪談——新媒體時代音樂語言探索(二)[J].音樂探索,2015(04)：66-72.”?？傊?，在比西方后發(fā)數(shù)十年而發(fā)展的條件下，中國交互計算機音樂的研究已取得很多寶貴的成果，并持續(xù)縮小與國際一流水平的差距。在積累相對更久的實踐方面，幾年來新涌現(xiàn)一批在技術(shù)規(guī)格、藝術(shù)水準(zhǔn)方面接軌國際一流的中國作品，使得基于交互技術(shù)的各類作品成為近年來中國電子音樂表演、呈現(xiàn)中最吸引眼球的亮點[9]趙曉雨.藝術(shù)理念與技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動下的中國電子音樂發(fā)展[J].中央音樂學(xué)院學(xué)報,2019(04)：83-90+114.。

在交互計算機音樂的實現(xiàn)中，采樣是一種運用非常普遍的通用技術(shù)途徑。然而，目前文獻(xiàn)中對以下兩點有關(guān)采樣運用的問題討論不足：第一是交互音樂中采樣運用的基本技術(shù)模式總結(jié)，第二是不同采樣技術(shù)模式在交互計算機音樂中的特性、對比。因此，筆者首先對交互計算機音樂中的兩種不同采樣運用模式：預(yù)置采樣與實時采樣模式進(jìn)行區(qū)分與論述，之后結(jié)合兩部中國交互計算機音樂作品案例，歸納、比較兩種采樣技術(shù)模式的不同特性。

一、交互式計算機音樂的預(yù)置與實時采樣模式

（一）幾個必要的概念簡述

交互式計算機音樂具有非常豐富的內(nèi)涵，已有許多對其概念進(jìn)行闡釋的國際、國內(nèi)文獻(xiàn)。其中，即時響應(yīng)、反饋是交互音樂實現(xiàn)的核心條件之一[10]王鉉.藝術(shù)與技術(shù)的交互(之一)—— 互動音樂創(chuàng)作中的藝術(shù)表現(xiàn)與技術(shù)實現(xiàn)[J].樂府新聲(沈陽音樂學(xué)院學(xué)報),2010,28(02)：108-111.，這種條件在技術(shù)層面的支撐就是實時運算（RTC），即“任務(wù)請求后，計算機能在一些固定的時限內(nèi)完成任務(wù)的運算方式。[11]Liu,Chung Laung,and James W.Layland."Scheduling algorithms for multiprogramming in a hard-real-time environment."[J].Journal of the ACM (JACM) 20.1 (1973):46-61.”對于交互計算機音樂所屬的數(shù)字音頻系統(tǒng)而言，實時運算的時限，或者說系統(tǒng)輸入輸出時間的總延遲一般要求在100 毫秒[1]在采樣率為常用的44.1kHz 前提下，ASIO 系統(tǒng)中允許設(shè)置的最大工作延遲一般就為100 毫秒左右。以內(nèi)，高于這種水平的延遲會對人的節(jié)奏、節(jié)拍感產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，很難正常執(zhí)行音樂的演奏與實時交互。所以，計算機在實時運算期間的有限資源，決定了交互音樂的藝術(shù)家、工程師必須謹(jǐn)慎地選擇和取舍實時運算期間的任務(wù)目標(biāo)與內(nèi)容，這一認(rèn)識是區(qū)別討論預(yù)置采樣與實時采樣技術(shù)的一個基本前提。

采樣（Sample）是電子、計算機音樂創(chuàng)作中最基本的材料來源之一。最寬泛意義的采樣也可以代指任意的數(shù)字音頻片段，而與這段音頻是否屬于通常意義上的采樣過程（Sampling），或者說模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）過程的產(chǎn)物無關(guān)，例如：一段由數(shù)字合成器生成的鋸齒波文件也可以被稱為采樣。不過，本文所討論的采樣限定在專業(yè)音頻領(lǐng)域內(nèi)普遍采用的內(nèi)涵，即“模擬音頻信號經(jīng)過編碼后得到的數(shù)字音頻信號、文件[2]Russ,Martin.Sound Synthesis and Sampling.[M].Oxfordshire United Kingdom:Taylor &Francis,2004,pp.47.”，并且這里的模擬信號排除所有經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）過程輸出的信號類型。對于當(dāng)今的計算機音樂實踐而言，模擬音頻信號的最普遍來源就是話筒，所以我們可以在大部分時候?qū)⒉蓸拥韧瑸橛稍捦彩耙舻玫降臄?shù)字化聲音。如果從在交互音樂的實現(xiàn)過程中所屬的不同時間階段進(jìn)行劃分，采樣則可以被區(qū)分為預(yù)置采樣與實時采樣兩大類，在本文中，我們將預(yù)置采樣的概念范圍限定于所有在音樂的呈現(xiàn)階段之前（或者說前期創(chuàng)作階段）完成的采樣，而用實時采樣代指在交互音樂的現(xiàn)場呈現(xiàn)過程中完成的采樣。

交互音樂的計算機能夠?qū)Σ蓸訄?zhí)行的基本任務(wù)可以概括為讀?。≧eading）、處理（Processing）與時間計劃（Scheduling）三大類：第一，讀取在這里統(tǒng)稱一切不對聲音的性質(zhì)作任何改變的運算，例如讀取、存儲、回放、信號比例運算（Scaling）等，在采用常規(guī)數(shù)字音頻精度時，這類任務(wù)對運算資源的需求不高，在絕大部分場景中都可實時完成；第二，處理即對采樣執(zhí)行各類引發(fā)聲音性質(zhì)改變的運算。其中一類運算可以在有限的條件下實時完成，簡單的可舉能夠形成采樣混合的疊加運算，相對復(fù)雜的例如能夠?qū)崿F(xiàn)采樣變形的調(diào)頻運算。另一類運算則由于算力要求很高，目前尚無法在實時條件下執(zhí)行，例如一些極高精度的傅里葉分析、頻譜處理、移調(diào)等；第三，時間計劃任務(wù)的核心是決定所有采樣讀取、處理的起止時間，它關(guān)乎音樂的時值與節(jié)奏，并且無需以采樣速度工作，因此在運算資源的需求方面一般是三類任務(wù)中最低的。

（二）預(yù)置與實時采樣模式的流程

根據(jù)上述相關(guān)概念的簡述，可以歸納總結(jié)出交互式計算機音樂中兩種不同的采樣運用模式——預(yù)置采樣模式與實時采樣模式，以及兩種模式的流程圖示。預(yù)置采樣的運用是兩種模式中情況更為復(fù)雜的一種，其流程如圖1 所示。第一，預(yù)置采樣模式之下可以進(jìn)一步區(qū)分兩類不同的分支模式，一類是在交互作品的呈現(xiàn)階段強調(diào)預(yù)置采樣讀取的類型，例如交互計算機音樂的經(jīng)典作品杰弗里·斯圖萊特（Jeffrey Stoet）的《東京余跡》（Tokyo Lick）就是這種模式的代表[3]王鶴霏.聲音的思考與呈現(xiàn)——杰弗瑞·斯托萊特交互電子音樂創(chuàng)作的設(shè)計思維與表現(xiàn)特征[D].中央音樂學(xué)院,2016.，其交互過程是對Yamaha Disklavier 設(shè)備中的采樣進(jìn)行交互映射與時間計劃。另一類是在作品的呈現(xiàn)階段進(jìn)一步對預(yù)置采樣實施變形或各類混合，例如近年來中國交互計算機音樂的優(yōu)秀作品馮金碩《繩索與聲線之歌》、馬仕驊《幻影》[1]趙曉雨.藝術(shù)理念與技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動下的中國電子音樂發(fā)展[J].中央音樂學(xué)院學(xué)報,2019(04)：83-90+114.都屬于這類分支模式。第二，在采樣變形環(huán)節(jié)的內(nèi)部可以進(jìn)一步嵌套多級變形，或者不同類型的混合，這種情況在作品的前期創(chuàng)作階段更為普遍；第三，雖然預(yù)置采樣的技術(shù)模式可能高度繁雜，但在這種模式中同樣存在極簡的流程結(jié)構(gòu)——作品的創(chuàng)作與呈現(xiàn)階段都可以不包括任何的采樣處理類運算，而只需要在呈現(xiàn)階段內(nèi)完成前期采樣原形的交互性時間計劃。第四，作品的前期創(chuàng)作階段內(nèi)部也可以劃分出兩個層次，一個是時間更加自由的“工作室創(chuàng)作階段”，另一個是強調(diào)實時運算的“現(xiàn)場模擬創(chuàng)作階段”。在工作室創(chuàng)作階段，各類交互界面可以作用于這一階段中涉及的所有環(huán)節(jié)，出于簡潔的需要，這部分關(guān)系被從圖示中略去?？傮w而言，預(yù)置模式的重要技術(shù)特征是其中允許“非限制采樣”與“非實時運算”。由于采樣的過程并不是在作品的呈現(xiàn)過程中完成，因此作品采樣的來源、場所、設(shè)備、對象等并無限制，同時，工作室創(chuàng)作階段中的各類采樣變形、混合環(huán)節(jié)并無實時運算條件的制約，擁有極高的自由度。在音樂的交互形式方面，這類模式的最普遍特征都是采用非傳統(tǒng)界面實現(xiàn)音樂的演奏或控制，探索更加前衛(wèi)的音樂表達(dá)與呈現(xiàn)形式，例如《東京余跡》采用了紅外距離感應(yīng)設(shè)備與MIDI 踏板的結(jié)合、《繩索與聲線之歌》主要采用了Gametrak 3D 控制器。

圖1.交互計算機音樂預(yù)置采樣模式示意圖

交互計算機音樂的實時采樣模式則如圖2 所示。由于采樣是在作品的現(xiàn)場呈現(xiàn)階段才完成，所以對于這種模式下潛在的采樣變形、混合任務(wù)，理論上可依照不同的時間要求劃分出兩種分支類型：第一類就是要求各類采樣的處理任務(wù)在實時運算條件下完成。在當(dāng)前的交互音樂實踐中，這種分支類型幾乎可以直接代表整個實時采樣的模式，例如皮埃爾·布列茲（Pierre Boulez）的《贊美詩主題》（Anthemes II）采用了交互計算機音樂發(fā)展史中的重要專用系統(tǒng)ISPW 對小提琴的實時采樣進(jìn)行處理[2]Vinet,Hugues."Recent research and development at ircam."[J].Computer Music Journal 23.3 (1999):9-17.，瑪麗·木村（Mari Kimura）的著名作品《本征空間》（Eigensapce）[1]Kimura,Mari,et al."Extracting human expression for interactive composition with the augmented violin."[C].International Conference on New Interfaces for Musical Expression (NIME 2012).2012.以及中國作曲家劉健的《奉獻(xiàn)》[2]李鵬云.劉健交互式電子音樂《奉獻(xiàn)》中的創(chuàng)作思維與技術(shù)[J].黃鐘(武漢音樂學(xué)院學(xué)報),2012(02)：48-55.都是運用常規(guī)的個人電腦系統(tǒng)（PC）實現(xiàn)這種模式的例子。值得補充的是，這類實時處理運算的起始時間可能服從時間計劃程序的支配，而并不一定總是與實時采樣過程同步進(jìn)行。第二類實時采樣的模式是允許實時采樣在作品呈現(xiàn)的有限時間內(nèi)進(jìn)行一些非實時運算與處理，這種方式在理論上具備可行性，但目前暫未見到有關(guān)這種模式類型的研究或知名的案例。總之，實時運算始終是所有實時采樣模式的核心技術(shù)特征，作曲家、工程師需要在這種模式中平衡好音樂呈現(xiàn)過程中音樂任務(wù)內(nèi)容、數(shù)量與運算資源之間的關(guān)系。同時，在作品呈現(xiàn)的過程中實施采樣，使得這種模式有可能將傳統(tǒng)的器樂或聲樂表演形式直接納入交互計算機音樂，而無需任何額外的傳感交互界裝置，例如上述《贊美詩主題》、《奉獻(xiàn)》就屬于這類形式。此外，實時采樣模式的作品也可在傳統(tǒng)器樂演奏形式的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定“改裝”，例如《本征空間》就通過加裝在演奏家手臂上的姿態(tài)傳感裝置為作品的音樂程序提供交互控制數(shù)據(jù)。這些形式特征使得實時采樣模式成為一種經(jīng)典與現(xiàn)代形式之間對話、融合的橋梁。

圖2.交互計算機音樂實時采樣模式示意圖

二、預(yù)置與實時采樣模式的作品案例分析

基于兩種不同采樣模式的論述，筆者進(jìn)一步通過兩部作品對其中的采樣技術(shù)進(jìn)行具體的案例分析。選取這兩部作品的原因首先在于它們分屬不同的采樣模式：《暗渡陳倉》屬于預(yù)置采樣模式的作品，《小青》屬于實時采樣模式。其次，這兩部作品的創(chuàng)作年代接近，并且核心交互程序環(huán)境均采用Max，這使得它們在交互技術(shù)方面更具可比較性。

（一）《暗渡陳倉》中預(yù)置采樣模式的運用分析

《暗渡陳倉》是由作曲家李鵬云[1]李鵬云現(xiàn)任武漢音樂學(xué)院計算機音樂作曲方向副教授、碩士生導(dǎo)師、中國音協(xié)電子音樂學(xué)會會員，是中國當(dāng)代優(yōu)秀的電子音樂作曲家與研究者。他的作品在北京國際電子音樂節(jié)、上海音樂學(xué)院電子音樂周、ICMC 國際計算機音樂會議等音樂節(jié)中演出，多篇電子音樂的研究論文發(fā)表于《中央音樂學(xué)院學(xué)報》等刊物。創(chuàng)作的一部作品，題材源自《史記·高祖本紀(jì)》中我國歷史上經(jīng)典的同名戰(zhàn)例。作品是由2013 第4 屆上海國際電子音樂周（EMW-Shanghai）委約創(chuàng)作并世界首演，后來也在第14 屆北京國際電子音樂節(jié)（Musicacoustica-Beijing）等重要藝術(shù)活動中上演。作品并沒有使用諸如影像、舞蹈等表現(xiàn)手段，而是專注于交互計算機音樂部分的設(shè)計與演出效果，以簡潔交互形式與豐富音樂表現(xiàn)的統(tǒng)一收獲廣泛肯定與認(rèn)可。

在《暗渡陳倉》中，作曲家自己構(gòu)建了一個基于預(yù)置采樣模式的交互樂器，并且樂曲的演奏、程序的控制與觸發(fā)可以全部由演奏者一人完成，增加了音樂的即興空間與彈性。該作品的交互系統(tǒng)如圖3 所示，由5 個主要部分組成：

脈沖感應(yīng)設(shè)備：該設(shè)備是專用的接觸式脈沖感應(yīng)話換能器，可以將收到的振動信號通過分析程序轉(zhuǎn)換為MIDI 信號，演出使用時用膠帶粘貼于桌子表面。

腳踏板：為USB 端口的按鍵式事件觸發(fā)設(shè)備。

桌子：在系統(tǒng)中用于提供脈沖信號生成的振源。對于作品中的鼓聲來說，桌子的作用類似“鼓面”。但更有特點的是，曲中所有彈撥性的聲音同樣都是以打擊樂的演奏方式演奏。為了使得脈沖傳感設(shè)備在演奏中獲得正確的響應(yīng)，作曲家對演出所用的桌子也有一些要求：如桌面的長度需為60-80 厘米、寬度為40-60 厘米、厚度為0.5 厘米左右；桌子不能包含任何抽屜；在演奏過程中，除演奏者的雙手接觸桌面外，桌子的任何部分不能受到震動等。

計算機：其中的核心就是對預(yù)置采樣進(jìn)行讀取、混合、處理及交互控制的Max 音頻程序。脈沖傳感設(shè)備生成的演奏信息，USB 腳踏板生成的程序控制信息輸入計算機后，觸發(fā)和控制預(yù)置的不同聲音材料與效果。

8 聲道音頻接口及回放系統(tǒng)：該作品中的空間組織主要以預(yù)置采樣在8 個聲道中的定點布局以及混響效果為主。

圖3.《暗渡陳倉》音樂交互系統(tǒng)連接示意圖

作品的所有聲源材料均在前期的創(chuàng)作階段進(jìn)行預(yù)置，之后通過桌子、脈沖傳感器、腳踏板以及音樂程序的共同作用實現(xiàn)組織與處理。在聲源類型上，作品總體采用了帶有彈撥樂色彩，和帶有打擊樂色彩的兩大類音響，分別具有“暗渡陳倉”和“明修棧道”的象征意味。同時，每一類音響之下進(jìn)一步劃分出發(fā)音原理、音響質(zhì)地不同的細(xì)分類型，并結(jié)合不同的效果處理變形進(jìn)一步豐富音響的變化。

在預(yù)制采樣的結(jié)構(gòu)思維方面，相對宏觀的五個段落變化，以及段落內(nèi)部“樂句”、樂節(jié)的變化是由USB 踏板主導(dǎo)的，作曲家在音樂程序中對踏板每次踩下的含義進(jìn)行了精確設(shè)計與編程，并要求演奏者在表演中嚴(yán)格按照譜面標(biāo)記完成踏板的切換。不過，每個踏板的具體時間則采用了非計劃的彈性設(shè)計，由表演者較為自由地掌控。在整個作品的演出中，采樣的組合與處理方式需要通過USB 踏板總計切換62 次。

譜例1 節(jié)選了作品踏板標(biāo)記的P21 至P32，其中包含展開性C 段“不安地”開頭部分，以及B 段末尾向C 段的推進(jìn)和引入，“暗渡陳倉”的緊張情緒在這里開始逐漸推向高潮。踏板在其中主要起到兩類功能：第一是實現(xiàn)豐富采樣類型的交替、對話。例如P21、P22 之間是琵琶噪音化擊弦與類似花盆鼓采樣變化的交替，P25、P26 之間則是琵琶樂音掃弦與經(jīng)過輕微調(diào)制的花盆鼓聲音之間的對話；第二類功能是實現(xiàn)不同采樣類型的同時結(jié)合。例如P23 是噪音化擊弦與花盆鼓采樣的結(jié)合，P27、P28 與P31 是多種特殊演奏法的采樣以三種不同方式進(jìn)行的組合，P27 以琵琶特殊撥弦的高頻采樣變形為主，P28 為特殊撥弦的采樣變形與掃弦采樣變形的結(jié)合，P31 為鼓聲采樣變形與特殊撥弦聲音變形的結(jié)合。

例1.《暗渡陳倉》USB 踏板標(biāo)記P21-P32

作品相對“微觀”的結(jié)構(gòu)——每個具體音符的采樣組織、處理，則是由脈沖感應(yīng)器主導(dǎo)控制。演奏者的敲擊動作先形成模擬的脈沖信息，再經(jīng)數(shù)字編碼形成MIDI 格式的音調(diào)與力度信息，最后以Max 的notein 對象為中介輸入到交互音樂程序中。圖4 是作品音樂程序中脈沖信號映射模塊的局部，可以看到作品中的所有預(yù)置采樣被分配在10 個不同的MIDI 邏輯通道中，同時，在一些邏輯通道之下還包含多樣的預(yù)置采樣內(nèi)容。其中橢圓形線條圈出的區(qū)域是USB 踏板對預(yù)置采樣的相對宏觀控制，決定了10 個采樣通道在樂曲各層次結(jié)構(gòu)中的不同排列組合方式。而在踏板通道排列組合的基礎(chǔ)之上，脈沖信號進(jìn)一步通過音調(diào)、力度數(shù)據(jù)的映射讓各種預(yù)置采樣的發(fā)音、組織、處理方式產(chǎn)生細(xì)致、多樣的變化。例如，作品的踏板P62 是一個節(jié)奏密度從慢板逐漸增加到急板狀態(tài)的長漸快樂句，其中的預(yù)置采樣主要以金屬敲擊、噪音擊弦、鼓敲擊三種演奏方式為基礎(chǔ)。在脈沖信號與采樣處理程序的共同作用下，這一樂句中沒有任何一個單獨的音響是其他音響的原樣重復(fù)，而是在程序?qū)ρ葑鄤幼鞯捻憫?yīng)之下讓采樣組合的方式、采樣的音調(diào)、力度，以及在8 只音箱中的定點位置等持續(xù)變化。這種由脈沖感應(yīng)裝置所帶來的人性化與不確定性貫穿樂曲中的大部分段落，形成豐富多樣的音響表現(xiàn)。

圖4.《暗渡陳倉》脈沖感應(yīng)信號對多通道預(yù)置采樣的映射控制

（二）《小青》中實時采樣模式的運用分析

《小青》是一個集現(xiàn)代舞、器樂演奏與計算機音視頻交互的綜合舞臺作品，由作曲家金平[1]金平是一位創(chuàng)作同時涵蓋計算機音樂以及原聲器（聲）樂領(lǐng)域的作曲家。他曾任美國新音樂協(xié)會主席（1998-2002），美國紐約州立大學(xué)終身教授、作曲和音樂理論學(xué)科主任，國際計算機音樂協(xié)會（ICMC）2017 音樂主席?，F(xiàn)任中國音樂學(xué)院作曲系教授，博士生導(dǎo)師，中國樂派高精尖創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)帶頭人，美國作曲家、作家和出版家協(xié)會（ASCAP）會員，北京國際電子音樂節(jié)音樂總監(jiān)。擔(dān)任總體藝術(shù)創(chuàng)意、作曲與團隊創(chuàng)作統(tǒng)籌。其他主要團隊成員包括新媒體技術(shù)指導(dǎo)孫效華、編舞及舞蹈表演史晶歆、交互視頻程序編程及現(xiàn)場操作馬仕驊、小提琴家吳淑萍與安娜·澤林斯卡[2]其中吳淑萍擔(dān)任上海音樂廳首演的弦樂演奏，安娜·澤林斯卡在北京國際電子音樂節(jié)演出時擔(dān)任演奏。，并由筆者擔(dān)任交互音頻程序部分的編程及現(xiàn)場操作。該作品以中國歷史上具有傳奇色彩的女詩人——馮小青的生平故事為基礎(chǔ)，同樣由上海國際電子音樂周委約。除在2013 第4 屆上海國際電子音樂周“委約作品世界首演音樂會”演出外，也在第14 屆北京國際電子音樂節(jié)閉幕式音樂會上演出。作品“以成熟的創(chuàng)作理念、完備的多媒交互技術(shù)構(gòu)架與簡約唯美的舞臺表現(xiàn)而成為中國多媒體電子音樂發(fā)展歷程中的一部標(biāo)志性作品[3]范翎.多重交互的簡約呈現(xiàn)——多媒體電子音樂作品《小青》的創(chuàng)作特征解析[J].音樂傳播,2014(04)：104-109.”。

圖5 為《小青》的交互系統(tǒng)示意圖。在這部作品中，現(xiàn)場演奏的實時采樣具有三種重要功能：第一，實時采樣構(gòu)成了作品全部的原始聲音材料，是作品中所有音響織體、變形的基礎(chǔ)。第二，不僅作為聲源，實時采樣還同時輸入到專門的分析與映射模塊，運算形成音樂交互控制的信號。其中包括實時的頻率控制類信息、振幅包絡(luò)控制信息、MIDI 格式的音高參數(shù)和力度信息，以及分音振幅與序列指數(shù)信息等。第三，實時采樣分析模塊輸出的部分參數(shù)，以及實時采樣處理產(chǎn)生的音頻流所具有的振幅參數(shù)，以無線網(wǎng)絡(luò)的途徑傳輸?shù)綄崟r視頻處理的計算機中。這些數(shù)據(jù)被用于實時音頻與實時視頻之間的同步，并被交互影像的計算機用于一些音頻信號的可視化（Visualization）運算。

圖5.《小青》音樂交互系統(tǒng)連接示意圖

在整體結(jié)構(gòu)上，《小青》可劃分為包含引子、尾聲在內(nèi)的七個部分，各部分在情節(jié)與情緒表現(xiàn)上的目的各不相同。因此作品設(shè)計了一個專門的控制矩陣（Matrix）對實時采樣在作品不同段落中的組織、處理方式進(jìn)行調(diào)度。這一調(diào)度模塊在范翎的研究中已有較詳細(xì)分析[1]范翎.多重交互的簡約呈現(xiàn)——多媒體電子音樂作品《小青》的創(chuàng)作特征解析[J].音樂傳播,2014(04)：104-109.，此處不再贅述。在控制矩陣的12個不同的模塊中，可以從功能上劃分為在橫向的時間維度上進(jìn)行組織處理的模塊，以及在縱向的頻率維度上對采樣進(jìn)行重組或處理的模塊兩類，同時，兩類模塊中都整合了在空間上擁有不同聲像組織模式的單元。

在作品第二部分中，小提琴以#g 羽調(diào)式第一次呈示悠長、如歌的主題旋律。此段實時采樣主要應(yīng)用了延時與混響處理，其中，不同的延時成為貫穿整個作品的基本采樣處理形式，各類延遲聲部幾乎形成音樂的“第二聲源”，在這一基礎(chǔ)上實現(xiàn)進(jìn)一步的變化。本段中的延時程序是從一個時間上帶有指數(shù)分布規(guī)律特點的延遲處理序列（如圖6 所示）中選取一定數(shù)量的延遲點，并且所有延遲點的振幅均可獨立控制，讓延遲生成的聲部在節(jié)奏律動上既有一定的規(guī)律性，又具有一定的不穩(wěn)定性。同時，各延遲聲部主要采用了圖7 中的第一種聲像控制模式，通過不同層次的音量分離，以及空間定位的設(shè)計，使響度不同、有遠(yuǎn)有近的各個回響從聲場四周的靜態(tài)方位傳來，形成比較悠遠(yuǎn)、神秘的氛圍。

圖6.《小青》采樣延遲處理序列示例

圖7.《小青》三種聲像控制模式示意圖

作品的第三部分源于小青喜歡和自己的鏡像對話的傳說。因此，該段實時采樣的原形具有小青本人的象征意義，而經(jīng)過不同組織、處理生成的聲部隱喻小青的鏡像。本段一方面繼續(xù)了實時采樣的延遲類處理，讓部分演奏片段形成比較細(xì)碎的音型，另一方面在第一段的基礎(chǔ)上加入了頻率范疇的控制與處理。例如，音樂程序利用演奏音高的實時分析數(shù)據(jù)，隨機生成經(jīng)過移調(diào)重組的和聲聲部。在圖8 所示的模塊中，當(dāng)實時采樣分析程序偵測到音符的起始點時，程序會按照MIDI 音程格式從有限的音程序列中隨機選取6個參數(shù)，并讓這些參數(shù)驅(qū)動音頻移調(diào)器，讓實時采樣在一定的時間內(nèi)滑動到不同的音高位置，形成有限隨機的和聲音響。這種持續(xù)和聲生成的方式也被運用于作品之后的第五部分及尾聲，只是在音高隨機的范圍方面產(chǎn)生了變化。同時，本段采樣聲像方面的處理同樣包含對鏡像的表現(xiàn)：如圖7 中的模式2 所示，小提琴演奏的直達(dá)聲和由計算機處理后生成的聲部保持在聲場中的“對影”位置，象征鏡像的聲音對應(yīng)代表小青的小提琴演奏在聲場中游移。

圖8.《小青》有限隨機的采樣音高處理示例

在作品的兩個高潮性段落中，噪音采樣為主的輸入在第四段中將音樂推向高度的緊張與不協(xié)和，樂音主導(dǎo)的采樣則在第六段帶來光明、溫暖的色調(diào)，使兩個段落分別象征小青的死亡與升華。第四段中，作為基礎(chǔ)的延遲效果主要產(chǎn)生兩種新的組織方式：第一是更不規(guī)則的延遲時間安排。音樂程序中延遲時間選擇的任意性與隨機性被加強，部分采樣聲源被施加密集、微小的延遲，突出音響的失控與不穩(wěn)定性。第二是給延遲后的聲音加入不協(xié)和的共鳴調(diào)制以及移頻效果，特別是形成一些存在微小頻率差異的密集音響，進(jìn)一步加劇音樂的“撕裂感”。第六段中的采樣處理技術(shù)則與第四段形成鮮明的差異，本段主要的原始音高材料是向上三度疊置形成的一個以e 為主音的音階：e-#f-g-b-d，表現(xiàn)主人公靈魂的“升華”。延遲效果產(chǎn)生了兩種重要變化：第一，所有不規(guī)則、隨機化的延遲點都被終止，取而代之的是多個固定拍速、層層遞進(jìn)的延遲時間線，讓音樂形成穩(wěn)定的節(jié)奏律動；第二，所有不協(xié)和的移頻與共鳴關(guān)系都被協(xié)和的關(guān)系所替代，隨著音樂的推進(jìn)，移調(diào)延時的層次逐漸增加，并且通過兩個八度以上的大幅移調(diào)處理，極大加寬現(xiàn)場小提琴演奏的音域，獲得一種群奏的、樂隊化音響效果。在聲像控制方面，兩個段落加入了圖7 中的第3 種模式：持續(xù)螺旋運動軌跡。其中最鮮明的體現(xiàn)是在第四段的結(jié)尾，伴隨著由現(xiàn)場演奏與計算機生成聲部共同構(gòu)成的一個長時間的下滑音，之前分布在聲場不同方位的聲像匯集到一點進(jìn)行環(huán)繞運動，并逐漸減弱，烘托一種消散之感。

三、聲音的聚合與分裂——預(yù)置與實時采樣模式的比較

通過上文兩種采樣技術(shù)模式的論述及具體案例的分析，筆者對兩種模式在音樂結(jié)構(gòu)方面的不同特點作出歸納與比較。

在創(chuàng)作的音響來源方面，無需在音樂呈現(xiàn)的過程中進(jìn)行采樣的預(yù)置模式，在聲音來源方面擁有極高的自由度，尤其當(dāng)作者想運用諸如珍貴樂器、特定聲景的采樣時，使用預(yù)置采樣往往是唯一選擇。而實時采樣模式在聲源多樣性方面的局限則遠(yuǎn)大于預(yù)置模式，因為在實時模式中，“一人樂隊（One man Band）[1]Whittam,Julian."Music,Multimedia and Spectacle:The one-man band and audience relationships in the digital age."[J]Organised Sound 20.3 (2015):349.”或幾人以內(nèi)的小編制形式是迄今最普遍的實踐。即便真的設(shè)法在現(xiàn)場對大編制進(jìn)行采樣，實時模式的聲源多樣性和自由度依然無法與預(yù)置方式相比。兩部作品的實例也充分體現(xiàn)了這一差異：《暗渡陳倉》的10 個預(yù)置采樣通道中包含了打擊、彈撥兩類豐富的采樣聲源，打擊樂類型之下包含革質(zhì)、金屬質(zhì)地的不同聲源，彈撥類型下則涵蓋琵琶的多種特殊演奏方式，這兩類采樣所涉及的樂器、奏法、人物、設(shè)備、空間、時間等因素都是自由的，而《小青》全部音響的來源則只有現(xiàn)場小提琴的演奏。不過，實時模式在聲源方面的特色則在于，聲源的產(chǎn)生在作品的呈現(xiàn)過程中是直接可視的。這增加了聲源的具象程度，讓音樂中采樣原形、變形之間的關(guān)系更容易被聽眾感知和理解。與之相對的是，預(yù)置模式中的許多聲源往往是不確切甚至未知的，例如《暗渡陳倉》中，許多聽者或許可以判斷出一些采樣所屬的大致音響類別，但卻無從知曉這些音響的確切發(fā)音方式與過程。這種聲音“已知”與“未知”間的關(guān)系也是電子音樂的一個重要美學(xué)問題。

在對采樣的組織、處理方面。實時采樣模式存在著運算時間與資源的更嚴(yán)格限制，因此，一些運算或操作復(fù)雜的材料處理方式、流程在實時模式下并不可行。預(yù)置采樣模式雖然并不必然意味著更低的實時運算負(fù)擔(dān)，而是要取決于具體作品的設(shè)計。但是，能夠通過工作室創(chuàng)作階段的一些處理規(guī)避實時運算的限制，始終是預(yù)置模式的獨有優(yōu)勢。例如作曲家或工程師可以針對單個采樣綜合運用大量不同的音頻處理效果與流程，這一方面實現(xiàn)了聲音的“精雕細(xì)琢”，同時又通過預(yù)處理為音樂的交互過程節(jié)省了大量系統(tǒng)資源。在作品分析的實例中，出于實時模式的資源限制，《小青》中多媒交互運算的任務(wù)被分配到3 臺計算機中。同時，作品的采樣處理手法以延遲、實時移頻及一些常規(guī)的調(diào)制、共鳴處理為核心，并無其他高運算需求的復(fù)雜處理方法或流程?！栋刀汝悅}》在音樂呈現(xiàn)的過程中通過交互音樂界面對預(yù)置采樣進(jìn)行了不同組織與變形，但也已經(jīng)在前期創(chuàng)作過程中對采樣進(jìn)行了許多預(yù)組合、預(yù)處理。通過合理發(fā)揮預(yù)置模式的優(yōu)勢，作曲家讓工作室階段與演出階段之間的處理任務(wù)實現(xiàn)合理平衡。

實時模式在采樣處理、變形方面的特色則在于獨特的現(xiàn)場性。盡管在預(yù)置模式的交互計算機音樂呈現(xiàn)中，預(yù)置采樣同樣可以進(jìn)行許多現(xiàn)場實時的處理與變形，但聲音的產(chǎn)生與聲源變形的過程始終是彼此分離的，屬于一種“過去”與“當(dāng)下”的混合。而實時采樣模式則能夠?qū)⒙曉吹陌l(fā)音過程與聲源的變形過程完全統(tǒng)一在一起，向聽者傳遞一個更為完整、純粹的聲音現(xiàn)場。在《小青》中，采樣變形聲部的所有變化、表情均直接取決于小提琴演奏者在現(xiàn)場情景中的輸入，采樣的原形、變形二者都是主動、能動的。而《暗渡陳倉》中，各種豐富的預(yù)置采樣在演出過程中則需要單方面、被動地接受來自交互系統(tǒng)的主動變形。兩種模式對于采樣空間參數(shù)的處理可能是一個較特殊的方面，當(dāng)前交互音樂實踐中大部分空間處理的運算都可在實時條件下運行，所以不同模式對聲音空間化處理的影響尚不明顯。不過，預(yù)置采樣模式始終具有在前期創(chuàng)作階段“記錄”更多空間參數(shù)的選擇。

在作品的表演形式上，由于預(yù)置采樣必須經(jīng)由數(shù)字化途徑才能在音樂呈現(xiàn)的過程中運用，所以預(yù)置采樣模式普遍通過新興的數(shù)字化交互界面，實現(xiàn)區(qū)別于傳統(tǒng)的音樂表演與呈現(xiàn)方式。與預(yù)置模式在表演形式上的更鮮明革新相比，實時采樣模式則體現(xiàn)出一定的“保守”或“折衷”特點，成為交互計算機音樂中一種平衡創(chuàng)新與傳承的途徑。在作品分析的實例中，《暗渡陳倉》通過脈沖感應(yīng)裝置與MIDI 踏板，讓桌子變成一件數(shù)字化打擊樂器，并利用預(yù)置采樣模式中表演界面與發(fā)聲體相“隔離”的屬性，讓琵琶的彈撥聲音通過打擊樂的演奏形態(tài)呈現(xiàn)?！缎∏唷穭t采用了大眾所熟悉的小提琴獨奏形式，同時這種形式使得表演者能夠?qū)⒆约壕?、熟練的技巧直接融入交互計算機音樂的形式中。

基于在采樣來源、采樣變形及表演形式三方面的探討，筆者通過表1 對預(yù)置與實時采樣模式間的特性比較作出總結(jié)：預(yù)置采樣模式允許自由、多樣的采樣來源，通過復(fù)雜的聲音變形方式與流程，以無形化的數(shù)字表演界面實現(xiàn)聲音“由多至少”的“聚合”。實時采樣模式則允許當(dāng)下、可視的有限采樣來源，通過現(xiàn)場的聲音變形，結(jié)合經(jīng)典的音樂表現(xiàn)形式而實現(xiàn)聲音“由少至多”的“分裂”。

表1.交互計算機音樂預(yù)置與實時采樣模式的比較總結(jié)

結(jié)語

對交互計算機音樂的兩種采樣模式而言，二者在技術(shù)、藝術(shù)方面各具特色與所長，并無任何高低優(yōu)劣之分，技術(shù)模式的選擇應(yīng)始終服務(wù)于作品具體的藝術(shù)表現(xiàn)目的。同時，雖然筆者出于案例分析的典型性需要選擇了兩部單一技術(shù)模式的作品，但兩種模式在實踐當(dāng)中并不存在非此即彼的限制，完全可以在同一作品中結(jié)合運用。如果從這一點出發(fā)，可以發(fā)現(xiàn)無論對于交互計算機音樂的實踐還是研究，很多情況下還是側(cè)重于其中一種模式，“混合采樣模式”的積累相對薄弱，值得未來進(jìn)一步探究。

預(yù)置與實時采樣模式的具體技術(shù)內(nèi)涵并不是靜態(tài)的，而是持續(xù)處于動態(tài)發(fā)展的進(jìn)程中。許多當(dāng)前實時采樣模式中能夠完成的采樣變形處理，曾經(jīng)都必須以預(yù)置方式才能實現(xiàn)。因此，可以預(yù)見未來計算機運算能力、采樣處理技術(shù)等方面的發(fā)展進(jìn)步，必然也會讓很多當(dāng)前預(yù)置模式下才能實現(xiàn)的技術(shù)轉(zhuǎn)化到實時模式中，并繼續(xù)在預(yù)置模式中加入新的技術(shù)方法與流程。這充分說明采樣技術(shù)在交互計算機音樂中的表現(xiàn)力依然存在很大的探索空間，等待跨學(xué)科領(lǐng)域中的不同研究者去發(fā)現(xiàn)尚未探索的天地，而計算機必將在未來不斷給采樣注入更高的音樂可塑性及展開潛力。最后，作曲家李鵬云為論文《暗渡陳倉》的案例分析提供了第一手資料，筆者在此表示誠摯的感謝。