关于编磬音源设计相关问题的研究

关于编磬音源设计相关问题的研究

胡壮利 王南南 殷瑰姣

文章结合编磬音源研发，分析了编磬音源样本录制中的力度分层与演奏精度，样本编辑中的力度划分、音色修整，编磬音源测试中音色统一、力度衔接和软件稳定性等三方面的问题，并在理论分析的基础上提出了解决的方案。同时，文章还从历史发展和社会价值角度，对编磬演奏技法、作品创作、民族音源研发进行了思考。

编磬；中国民族乐器音色库；民族音源

计算机音源技术的高速发展，给音乐的创作开拓了一个新的空间。计算机音源由于技术的优势，它不仅仅在游戏音乐、电子音乐、流行音乐、影视音乐，同时也在传统音乐的创作中得到广泛采用，从某种意义上说计算机音源已经成为当代音乐艺术的新核心。在数以万计的计算机音源中，采样音源以虚拟乐器音色真实度高，音质品质高，表现力细腻等优势而成为当代音乐创作的主要技术手段，因而国外研究者对计算机音源的研发备受关注，技术领域不断取得突破，发展到如今基本上解决了常规乐器音色的虚拟。但在我国，由于起步晚，发展时间短，以及技术落后等原因，这些方面一直比较薄弱。在承担了中国古乐器音色集成——编磬音色库制作的研究课题的契机下，笔者就编磬音源设计与制作中的相关问题进行了研讨。

一、音源音色样本录制

采样音源设计的第一步工作是音色样本录制，即对选定的乐器做演奏音色录制，获得音色样本。它主要分为两个部分，即音色样本录制和样本选定。音源采样录制，采样对象为荆州博物馆演奏编磬，使用立体声录音方式，录音地点为编磬的演奏大厅，系统平台为Miccrosoft Windows，录音力求音色样本的高品质与自然性。

采样音源与传统录音的要求虽然基本一至，如录音声源、录音环境、录音格式、录音方式和录音软件平台等，但对录音样本在力度上有特殊的要求，即要按照预先设定的力度分层录音，它是音源成败的重要环节之一。基于如此，项目组不仅在录音前期与录音师拟定了录音方案，同时特别就演奏力度分层上的要求与演奏家做了充分的准备。演奏家通常是随着音乐主题发展的需要而灵活使用不同的力度，而在音色样本录制中力度不能随意，要求用设定的力度演奏。因而不仅在录音前期与演奏家做了沟通，同时指导其按照规定的力度分层进行试录，为提高后期录音工作的效率积累经验。

在录制力度分层上遇到的最大问题是演奏家的演奏精度，它受多方面的影响。其一是演奏力度的最小精度，即演奏家演奏力度的最小误差，它与演奏者水平有一定的关系。经多次实验测试的结果，最小精度约为2db的误差值比较容易获得，于是它成为在一个力度层中容许的误差范围。二是受编磬材质、大小的影响。编磬材质的软硬程度影响编磬力度的灵敏度，硬材质者力度变化反应灵敏，软者反之。编磬尺寸的大小对力度范围有一定的影响，尺寸小的编磬力度下限高，上限低，因而动态小，而尺寸大的编磬，上限能够提高，因而动态有所扩大。在综合多方面的原因之后，笔者认为采用如下方案可行：即五个力度分层，相邻力度层相差3～6db左右的间隔标准，同一个力度层容许2db的误差。

采样样本选定是样本录制的第二项工作，工作重要与繁琐，影响音源音色的统一性与均衡性。为此，项目组根据编磬音色的特点，首先制定了选定的客观标准，即制定五个力度分层，每个分层挑选三个样本。除此之外，样本挑选员还需要结合自己的主观判断，对存在缺陷的录音提出修改意见甚至重录，直至达到样本标准要求。最后完成选定的样本的标记与导出。

采样样本录制是音源制作的基础，除在力度分层有特殊的要求与演奏家的素质有关之外，其它的工作规范性很强，因而偶尔遇到的问题，利用正确的理论知识都能顺利解决。

二、音源样本编辑

音源样本编辑是把按照力度和音高分类的样本，在音源框架中做键位映射，并对音色进行参数修整。音源样本编辑属于音源主体工作，它涉及到对样本的设置与修正，对音源品质的优劣有着很大的影响。

音源样本键位映射，即按照乐器音高和力度的规律依次把样本放置到相应的键位，形成一个横轴是音高变化，纵轴是力度变化的二维结构，这样的二维结构保证了音源基本功能的实现，编磬样本完成键位映射的效果如图1所示。

音色修整是指对样本的音头、音尾、音高等参数进行修正。据专家研究实验的结果，经粗磨的磐块受激后，起振时程仅有0.03秒①冯光生：《战国曾侯乙编磐的复原及相关问题的研究》，《文物》1984第5期，第62页。，经过精细研磨后的磐块受激更加敏锐，参考此经验笔者对音头做了修正。如图2所示，是一个编磬待修正的音源样本。图3所示，是已经做了音头修正的编磬音源样本。

在图3所示的样本中，测试得知该磐块的起振快，时间不足于0.01秒。笔者认为在做样本音头修正时，距音头波形起始约10毫秒左右的位置标记样本的开始较为合适，这样既保证了编磬的音色特征，获得了最小的演奏延时，又能够剔除掉不需要的环境噪音，修正后的结果如图3所示。

音头修正是音色修整的必要工作，除此之外，在Kontakt音源平台中，提供了其它控制参数，如Sample Loop（样本循环）、Sync（同步）、Zone Envelopes（范围包络）、设定等等，通过这些参数的修正能完善样本达到音源制作的要求。由于本次编磬音源特殊性的要求，样本不做部分参数处理，如音量Normalize（标准化）、DC Rem（移除DC直流偏移）、Fade In（淡入）、Fade Out（淡出）和（Revers）反转等。最终修整的结果为，采用四个力度分层，无Loop（循环）设定，One shot的设计方案。

图1 编磬音源样本键位映射效果图

图2 待修正的音源样本

图3 修正后的音源样本

三、编磬音源调试

音源调试是音源设计的最后环节，包括实验室修正与试用测试两个阶段。实验室修正是在模拟正常使用的情况下测试音源的性能，根据测试的结果做音源调试。测试音源的内容主要涉及到音色的统一性、力度的衔接度和软件的稳定性。

音色的统一性主要体现在横向与纵向两个方面。由于磬体材质的差异而形成磬体间共振峰的不同，形成横向上的不同，这种不同是音色横向统一性首先要解决的问题。笔者研究结果显示，在编磬材质不能改变的情况下，通过寻找不同的激发点，可获得音色在共振峰、明亮与暗淡、余音长与短、响度等方面的改变，满足音色横向上统一性的要求。这种方法同时结合音色参数的调整会获得更满意的效果。

音色纵向的统一性与编磬被激发的力度有密切关系。磬体由于敲击力度的不同，音色上会发生改变，但这种改变在纵向上有时不具有一致性与均衡性，也就是磬不按照力度的依次变化而音色随之发生变化。如在音高为C4的编磬中，实验发现第一样本和第三样本，第二样本和第四样本力度层音色接近，而相邻力度层之间的音色差异大。针对这样的情况，笔者主要用如下几个方式来解决：1.改变激发点位置；2.调整音色参数；3.修改力度层。后两种办法虽然是一个折中方案，但不能不说在编磬制造还不十分成熟的情况下，不是一个可行的最佳方案。

力度的衔接度也主要体现在横向与纵向两个方面，即相邻的两个音在横向上，同音在纵向上要具有很好的衔接度。力度的衔接度与音色和力度分层有密切的关系，其处理方法借鉴音色统一性的解决方案。

音色的统一性和力度的衔接度主要影响编磬艺术表现的细腻度与流畅性。如在颤音特殊演奏时，如果相邻两个音的力度响度差异大，非常不利于音乐的表现。同样，力度的衔接度也影响音乐强弱的处理，特别是在渐强的表现中影响更大。基于这些问题，课题组提出了音色样本交叉淡化的方案，提高音色的适应度。

图4 音源样本交叉淡化

如图4所示，在音色样本中，b3泛音多，音色欠明亮；C4泛音少，音色明亮，偏薄，两个音色在一起演奏相差很大，为了达到横向的统一性，笔者在两者音色样本之间做了交叉淡化处理，缩小两者音色的差距，图4是做了交叉淡化之后的结果图。基于同理，也可以用它解决纵向的统一性的问题。

总之，课题组在最后的阶段，做了许多的尝试，如样本替换、力度分层调整、交叉淡化等，对音色的统一性和衔接度进行了反复的调试，达到问题的解决。

音源软件的稳定性主要是在不同的软件平台和不同的宿主平台下，对音源调用的稳定性与兼容性测试。本次在Cubase、Cakewalk Sonar、Ableton Live、Studio One、Pro Tools等宿主软件平台下做了测试。测试主要内容为，在不同宿主软件平台下和不同样本量的调用稳定性，与兼容性。根据多次测试的结果，其稳定性与兼容性达到了设计的要求。

图5 编磬音源第一版本

音源试用测试，包括在现场演奏、音乐制作、独奏以及合奏等不同条件下，检验音源音色统一性、音色融合度、艺术表现度、可控性、稳定性等方面的性能。测试完成之后，课题组根据使用者反馈的意见，做归类整理，并针对存在的问题提出解决办法。总之，经过了检验、试用与修正的反复过程，音源得到了优化，在功能与性能日渐完善，最终形成编磬音源的正式版本，编磬音源第一版本如图5所示。

四、编磬音源制作思考

本次编磬音源的制作是我国国内第一个软件编磬音源，它的完成填补了国内在此方面的空缺，研究具有独创性。笔者认为，编磬音源正式版的完成，并不意为着编磬音源研究工作的结束，相反，在回顾编磬音源研究的过程之后，又带来了许多新的思考。

1.编磬演奏技法的思考

磬因其音色明亮、清脆、悦耳，在我国虞、舜时期成为音乐演奏中的重要乐器之一。随着石磬制作工艺的不断完善，商代出现了按照音列组合起来的编磬，而后进入其鼎盛时期。但从出土的文物和史料的记载来看，不仅缺乏流传下来的古代编磬音乐作品，同时古代编磬的演奏方式与技法也不能详知。目前根据类似于编磬乐器所具有的共性，大家一直认为编磬常规的演奏法是用木质磬槌击鼓部面，且编磬的演奏方式与悬挂的形式有密切的关系。在我国古代，悬挂时，穿绳系磬挂于簨簴。磬挂于簨簴（梁柱）敲击时，簨簴也会随之振动而对磬的发音产生一定的影响②薛艺兵著：《中国乐器志--体鸣卷》，北京：人民音乐出版社2003年版，第76页。。我认为这影响主要体现在磬的演奏速度、力度与复杂演奏技法。由于穿绳索孔的绳系软物，难以固定其体态，首要影响磬连击的速度与力度。从史料来看，古人使用磬，经过了由一种响器，伴舞之协奏乐器，最后发展为一种礼乐之器几个阶段，它在音乐表现中的地位远不及其它乐器，较少作为独奏乐器使用，因而这种迫于生产科技水平的悬挂方式虽有不足，除演奏技法比较单一、难于演奏和声之外，其它无妨。

纵观其它乐器的发展历史，常规的演奏技法很难以满足现代音乐表现的需要，乐器的演奏技法越为复杂。如马林巴就经历了由简单性的乐器向复杂乐器的转化，在持槌上，不仅有双槌，还有四槌和六槌之区分，演奏技巧有单音的轮奏、滚奏，双音的击奏、滚奏（即颤音）等演奏，这些逐渐成为乐器的常规演奏技法。而我国的磬，由于受到多方面因素的影响，在持槌、演奏技巧等方面没有得到突破，甚为遗憾。如今，随着古乐器的发现与兴起，国内现代的乐器演奏家们结合乐器特点，在借鉴其它乐器演奏的基础上，对演奏技法做了一定的探索，创造性地发明了刮奏、颤槌、双槌等特殊奏法。

如在编磬独奏曲《流水》（刘民则曲）作品中，除常规奏法之外，又借鉴了扬琴、钢琴等乐器的奏法，在多处出现了大量的双槌、刮奏与颤槌的特殊奏法。特别是刮奏大量的使用，不仅增强了音乐生动的艺术表现力，同时也提高了编磬的演奏技巧。现代的编磬之所以能够有如此丰富的演奏技法与编磬的悬挂有着密切的关系。如湖北省歌舞剧院的演奏家们，为了适应现代乐器演奏的需要，采用了磬体侧面悬挂，钢丝扣式的固定方法，满足了刮奏、颤槌，以及双槌双音合奏演奏的要求。它不仅丰富编磬演奏技法，同时也促进了编磬演奏水平的提高。

尽管现代的艺术家在编磬演奏技法上做了许多的尝试，但与其它的乐器相比，其演奏技法的使用仍显不足，大量侧重于传统的技法，这还有待于音乐家在以后的演奏中进一步发挥丰富的想象，扩展编磬的演奏技法。

2.编磬作品创作的思考

在国内，一直存在为编磬创作的作品比较缺少的问题。当代虽然涌现了新作，如：《竹枝词》（湖北编钟乐团）、《屈原问渡》（湖北编钟乐团）、《春江花月夜》（湖北编钟乐团）、《楚商》（湖北编钟乐团）、《黄鸟》（湖北省歌舞剧院）、《荆楚雄风》（湖北省歌舞剧院）、《楚调》（湖北省歌舞剧院）、《迎神》（湖北省歌舞剧院）、《出征》（湖北省歌舞剧院）、《流水》（刘民则曲）、《天籁遥闻》（张福全编）、《梅花三弄》（古曲），但其地位与影响力远远不及其它乐器的作品。缺少的主要原因是由于人类社会科学技术的发展，推动了器乐的改良，在新乐器兴起之后，编磬这类的乐器逐渐受到冷落直至消亡。又因为编磬产生于人类社会的早期，许多古代编磬音乐作品更难以传承，形成历史的断层，因而曾经辉煌的编磬音乐没能留存下来一首完整的作品。此外，编磬从被发现到研究，时间不足一百年，虽倍受历史考古学家们所关注，但主要集中于乐器制造、音律及历史发展的研究，没有得到作曲家们足够的重视，这或许有演奏技法单一等原因，但创作作品确实不多，独奏的作品更少。在大力弘扬民族音乐历史文化，挽救人类口头和非物质遗产的今天，我们作为新一代的音乐工作者，创作更多、质量更好的编磬音乐，振兴与弘扬本民族的音乐文化有着责无旁贷的责任。

3.民族音源研发的思考

我国是一个历史悠久的文明古国，传统艺术博大精深。在科学技术发达的今天，把先进科技融入于本民族的灿烂文化之中是现实之需，在国外这方面的研究成果丰硕。如乐器音色库的数字化工作，国外不仅开发早，并且涉及面逐渐扩大。约在上个世纪末，亚洲乐器音色被罗兰公司完成数字化，发展到如今，音源产品成为计算机音乐重要的软件。EastWest公司、IK Multimedia公司、Best Service公司、Native Instruments公司、Steinberg公司等音源开发厂商，不仅开发了大量的流行、交响管弦乐音色库，同时也完成了世界民族乐器音色库的研发，它们在满足学术性研究和繁荣民族音乐的创作，都起到了积极的作用，产生了可观的经济效益。因而，在国内借助科学技术的手段开展编磬音色音源，以及其它民族乐器的研究具有重要的历史意义与社会价值。

另外，在这次编磬音源制作中，笔者基于传统的考虑，音源所录的编磬材质选用普遍的材质，即青色石灰石。然而，在研究中发现，我国历史上出现过用玉石、黄金和玻璃制造的编磬，近代也有双音编磬的成功研制，因此它们都可以作为音源制作的声源，这样不仅丰富了编磬的音色库，或许也为其它挑战性、创新性的研究工作带来新的锲机。

相信，编磬音源的研发成功，不仅对中国古乐器音源制作的研究和民族乐器音源的推广具有一定的参考价值，也会为民族灿烂的音乐文化增添绚丽的色彩！

作者附言：本文系教育部人文社会科学研究课题“中国古乐器音色集成——编磬音色库制作”研究成果，项目批准号：10YJC760030。

（责任编辑 刘 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

胡壮利，男，武汉大学艺术学系讲师（武汉43O072）；王南南，男，上海音乐学院讲师（上海20O031）；殷瑰姣（通讯作者），女，武汉大学戏剧影视文学在读博士，湖北科技大学音乐学院副教授（咸宁437100）。