电子音乐技术提升中国民族管弦乐队音响效果研究

吴宗谕

【摘   要】长久以来，国内外学界以及音乐家不断运用各种手段研究与提升中国民族管弦乐队的音响效果。过去改善中国民族管弦乐队音响效果的方式，主要依靠作曲家、指挥家等艺术工作者的经验来发现乐队在音响效果方面的问题。本文主要运用电子音乐技术中的频谱分析方法来分析中国民族管弦乐队演奏曲目选段的音响效果，最终以分析结果为依据，制定提升中国民族管弦乐队演奏音响效果的方法。

【关键词】电子音乐技术  中国民族管弦乐队  频谱分析

中图分类号：J605 文献标识码：A 文章编号：1008-3359（2023）19-0001－06

20世纪以来，随着西洋音乐传入中国，一部分国乐界人士试图借鉴西洋乐队的经验探索中国民族管弦乐队的新形式，创建中国的民族管弦乐队。由于中国民族管弦乐队发展的历程较短，因而对于中国民族管弦乐队音响效果的研究相对于西洋管弦乐队还不够充分，相关的研究文献相对西洋管弦乐队也较少。音响效果是衡量音乐质量的重要指标之一，它对评价中国民族管弦乐队的演出效果也有着重要的作用。因此，研究如何提升中国民族管弦队的音响效果具有很高的研究价值。

一、电子音乐技术与中国民族管弦乐队音响效果

（一）关于电子音乐技术

伴随着科学技术的进步，一种全新的音乐类型——电子音乐也随之诞生。电子音乐将现代科学技术与音乐紧密联系在了一起，为音乐发展开拓了全新的发展方向。电子音乐的理念让音乐的音色成为音乐创作的重心，电子音乐技术也极大加强了作曲家对音乐的音色与整体音响效果的控制能力。运用电子音乐的技术手段，可以直观地观察各种声音素材的音响特性，总结不同声音素材的音响效果特征，甚至做到客观上量化分析一部音乐作品的音响效果。这对音乐的创作、制作和表演等过程都产生了重要的影响。

（二）关于中国民族管弦乐队音响效果

中国民族管弦乐队具有极富个性的音响、极为丰富的音乐语言，在世界音乐中占据着重要的地位。同时，中国民族管弦乐队配器方式多达几十种，艺术表现形式相当多样。近现代的中国民族管弦乐队，是近百年来一部分国乐界人士试图借鉴西洋管弦乐队的经验，探索中国民族管弦乐队的新形式而发展来的。由于近现代的中国民族管弦乐队发展历程较短，中国传统音乐体系与西方传统音乐体系有所区别，中国民族管弦乐队在演奏以西方传统音乐体系为基础的部分音乐作品时，它的音响效果可能还有一定的提升空间。具体来说，大多数中国民族乐器的声音强调个性，音色婉转动听，声音具有丰富的高频成分，但是在低频和中频的成分上有一定的不足。因此，中国民族管弦乐队在演奏部分作品时，音响效果上可能会缺乏融合度。这也是历史上中国民乐只有合奏概念没有交响音乐概念的原因之一。中国民族管弦乐队仍处在循序渐进的发展过程中，编制尚不统一。虽然在艺术家的努力下，中国民族管弦乐队已经在世界音乐范围内取得了非常显著的成就，但是具体到中国民族管弦乐队在演奏部分作品时，仍可能存在着一些音响效果上的问题，如一些乐队常会出现因中音低音乐器不足、高音乐器过多而导致的一系列音响效果问题，这都需要人们能够及时地发现并加以改善。

（三）电子音乐技术与提升中国民族管弦乐队音响效果

过去改善中国民族管弦乐队音响效果的方式，主要依靠作曲家、指挥家等艺术家的经验来发现乐队在音响效果方面的问题。这种方式极其依赖艺术家的经验，也需要耗费较多的时间来反复试听。随着科学技术的进步以及电子音乐技术的发展，解决以上问题有了新的方法。运用电子音乐技术中的频谱分析等方法可以更加直观地观察、总结各种乐器的音响效果特征。从客观上量化分析中国民族管弦乐队在演奏时的音响效果，方便艺术家发现和解决乐队中存在的音响效果问题。例如，可以运用频谱分析的方法，对中国民族管弦乐队演奏的曲目进行音响效果分析，评估曲目的音响效果是否均衡。然后，根据分析的结果，对乐队演奏时的音量平衡以及乐器的组合编配等方面进行改进，就能够做到提升乐队在演奏时的音响效果。

运用电子音乐技术手段提升中国民族管弦乐队的音响效果，比过去单纯依靠艺术家经验要更加高效与便捷。目前国内外学界较少有人在这个方向上进行研究，这是一个较有前景的研究与应用方向。

二、电子音乐技术与中国民族管弦乐队音响效果分析

查阅关于中国民族管弦乐队音响的文献，发现文献对于乐器音色、乐队整体音响特征的描述往往是相对主观的。不同艺术家对它们的解释都不尽相同，这对研究并改进中国民族管弦乐队的音响效果造成了一定的困难。

音響效果是一个广泛的多元化指标，不能用一个单一指标来衡量。在研究中国民族管弦乐队演奏的音响效果中，主要会涉及以下几个问题：一是如何确定中国民族管弦乐队演奏的音响效果品质。二是明确中国民族管弦乐队演奏的音响效果与传统均衡音响观有何区别，以及采用何种方法来改进中国民族管弦乐队演奏的音响效果。

应对以上问题，本章节主要运用电子音乐技术中的频谱分析方法来分析中国民族管弦乐队演奏曲目选段的音响效果，最终以分析结果为依据，制定提升乐队演奏音响效果的方法。

值得注意的是，音乐是听觉的艺术，最终是以人耳的判断为主。因此在改善乐队演奏的音响效果时一定要实事求是，不能完全依赖电子音乐技术的分析结果而忽视人耳的判断。

（一）电子音乐技术——频谱分析方法

声音是由许许多多不同频率、不同强度的纯音组合而成。一个声源发出的声音，对其频率成分和强度的分析，叫作频谱分析。频谱分析是一种常用的声学信号分析方法，它能将原始的时域信号转换为频域信号，揭示出信号在不同频率上的能量分布和频率成分。频谱分析广泛应用于声音信号处理、音频编码、音乐分析等领域。作为一种常见的声学分析方法，频谱分析常被用于分析乐队演出的音响效果。

频谱分析的基本原理是傅里叶变换。傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学方法，它的本质是将信号拆分为一系列不同频率的正弦波，每个正弦波的振幅和相位组成了信号在不同频率上的频谱信息。傅里叶变换公式如下：

频谱分析的输出通常是一个频谱图，其横轴表示频率，纵轴表示信号在对应频率处的幅度或功率谱密度，它能够直观地显示信号在不同频率上的能量分布情况以及信号的频率成分特征。例如，在中国民族管弦乐队演奏中，可以用来反映这段演奏音乐的能量分布情况与频率均衡情况，进而揭示出这一段演奏的音响效果是否均衡，是否存在某些频段能量过于突出的情况，从而发现乐队演出的音响效果问题，为提升音响效果指明方向。

总之，频谱分析是一种强大的电子音乐分析方法，通过它可以深入了解信号在不同频率上的特征和能量分布，为研究中国民族管弦乐队演出的音响效果提供了有力的方法与工具。

（二）运用电子音乐技术分析中国民族管弦乐队音响效果——以琵琶协奏曲《春秋》为例

琵琶协奏曲《春秋》是作曲家唐建平先生于1994年为纪念孔子诞辰2545周年而作。这部作品不仅是20世纪90年代以来琵琶协奏曲中的经典之作，还是中国当代民族器乐协奏曲创作领域中的一个十分重要的成果。本章节对浙江音乐学院民族乐队学院演奏的琵琶协奏曲《春秋》录音资料进行研究。通过运用电子音乐技术——频谱分析方法，将该场演奏的音频转化为频谱，通过观察、记录频谱与谐波分布，同时结合经验与主观的听觉判断，对该曲目演奏的音响效果进行分析。下面是对《春秋》部分节选段落的分析。

1.《春秋》引子散板段落（第24～25小节）分析

节选演奏段落选自浙江音乐学院民族乐队学院（下简称“民族乐队”）演奏的琵琶协奏曲《春秋》第24～25小节。在节选段落中，先是一段气势激昂的引子，主要由定音鼓、大鼓、军鼓等打击乐器演奏。之后打击乐器搭配乐队进入主题。在该段落中，低频60Hz—300Hz的能量主要是来自打击乐器的定音鼓。通过频谱分析可得知这一节选段落中60Hz—300Hz的低频能量相较于其他频段显得尤为突出，频率上并不均衡。从主观听觉来分析，这一节选段落中定音鼓音量显得过大，盖住了乐队其他乐器的声音，整体音响效果由于低频过多而显得轰鸣臃肿。这个问题在全曲演奏中或多或少都有出现，在整个引子段落中尤为明显，这方面的音响效果需要改善。

2.《春秋》展开性陈述的快板段落（第119～122小节）分析

节选演奏段落选自民族乐队演奏的琵琶协奏曲《春秋》快板第119～122小节，节选的是一段情绪热烈的快板，合奏乐器较多。通过频谱分析可得知，该段落在3kHz左右与8kHz左右频率上的谐波与能量分布相对较为密集，这表明频率能量集中在3kHz左右与8kHz左右的乐器是较多的。但是在3kHz左右与8kHz左右的频率中，笛子、二胡与打击乐器铃鼓的能量相对较为突出，致使这个频段中的其他乐器，如琵琶、中阮等弹拨乐器被埋没在其中，从听觉上无法清晰地分辨出来。另外，由于该选段在3kHz左右与8kHz左右的频段相对较为突出，而中低频段的乐器仅有定音鼓与大鼓较为明显，缺乏中低频段的弹拨乐器、拉弦乐器或吹管乐器与中高频乐器衬托呼应，因此在音响上略显得有些尖啸。从主观听觉来分析，这一节选段落中笛子、二胡与打击乐器铃鼓的音量过大，致使领奏乐器琵琶从听觉上难以分辨出来。节选段落在主观听觉上虽然也符合情绪热烈的快板的特征，但它的音响效果显得比较单薄、尖锐。这与节选段落中大提琴、倍大提琴等低音拉弦乐器音量相对不足，与频率在3kHz左右与8kHz左右的乐器音量不相匹配有關。这个音响效果问题在演奏的整个快板段落中均较为明显，这方面的音响效果需要改善。

3.《春秋》再现性陈述急板段落（第402～405小节）分析

节选演奏段落选自民族乐队演奏的琵琶协奏曲《春秋》快板第402～405小节，节选的是一段再现性陈述中的急板，情绪欢快，合奏乐器较多。通过频谱分析可得知这一节选段落的60Hz—300Hz的低频能量较为突出，这主要是因为定音鼓与大鼓声音过大导致。除继续分析，节选段落在1.6kHz左右与2kHz左右的频率上也相当突出，说明这两个频段上存在音量过大的乐器声部破坏了整体乐队的音量平衡。从主观听觉上分析，节选段落中的吹管乐器组，尤其是笛子、唢呐等吹管乐器声音非常突出，遮盖了拉弦乐器组与弹拨乐器组乐器的声音。由于定音鼓和大鼓的音量突出，使得节选段落的音响效果在低频上非常轰鸣臃肿，同时笛子和唢呐等乐器在1.6kHz左右与2kHz左右的频率上音量过大而显得中高频相对尖锐。这几个方面的音响效果问题需要改善。

4.《春秋》尾声段落（第644～647小节）分析

节选演奏段落选自民族乐队演奏的琵琶协奏曲《春秋》尾声第644～647小节，节选段落是一段辉煌的结尾，情绪热烈，合奏乐器较多。通过频谱分析可得知这一节选段落的低频能量与高频、极高频能量都较多，除去低频之外的频谱曲线有些接近白噪声，这样的频谱曲线在听觉上会感觉到刺耳。这与前文所分析段落的频谱曲线都不一致，说明低频与高频都存在着音量过大而破坏乐队整体音量平衡的乐器。一般这种情况是由于打击乐器音量过大，同时其他乐器的声部如拉弦组、弹拨组、吹管组等的中低频乐器能量相对不足造成的。从主观听觉上分析，节选段落中的低频的打击乐器，如定音鼓、大鼓等音量过大；高频的打击乐器，如云锣、中国大锣等音量也非常突出，使得这段音乐在音响效果上有一些太过于“热烈”而有些刺耳了。此外，云锣、中国大锣等高频打击乐器抢占了大部分的6kHz以上的频率空间，使得其他的一些乐器，如编钟、琵琶等乐器在6kHz频率以上的部分变得十分模糊。这直接导致琵琶、编钟等乐器音色上的“颗粒感”与“音头”消失，极大影响了这些乐器的音响效果。再者，这段演奏中拉弦组、弹拨组、吹管组的中低频乐器的能量是不够的，中低频能量空间实际上也完全被定音鼓等低频打击乐器所占据了，使得这段音乐在音响效果上还存在一个问题：在定音鼓演奏时，音响中的低频能量显得异常充足，而定音鼓不演奏时，低频能量又相对较少，音响效果因低频不足显得较为单薄。这几个方面的音响效果问题都需要改善。

综合以上节选片段的分析可以发现，运用电子音乐技术中频谱分析的方法，可以较为直观地发现乐队音响效果中存在的一些频率均衡问题。这些频率均衡的问题往往又反映了乐队存在的音量平衡问题与乐器搭配的问题。比起单纯依靠艺术家运用经验寻找音响效果问题而言，运用电子音乐技术辅助判断，显然具有更加经济、便捷和直观的优势，其可以成为艺术家分析中国民族管弦乐队音响效果问题的得力帮手。

三、电子音乐技术提升中国民族管弦乐队音响效果的方法

前文通过运用电子音乐技术——频谱分析方法，在一定程度上反映出中国民族管弦乐队演奏时在音响效果方面的一些问题。接下来将以分析结果为依据，明确采用何种方法来提升中国民族管弦乐队演奏的音响效果，以下方法能够解决发现的音响效果问题。

（一）调整演奏时的音量平衡

合理的音量平衡是确保中国民族管弦乐队演出的音响效果出色的关键。不同的乐器在音量和音色上存在差异，在频率分布上也存在高频乐器、中频乐器、低频乐器之分，因此，在乐队中需要细致调整不同乐器声部的音量平衡，以保持整个乐队的音响效果平衡稳定。

针对前文分析的民族乐队的演奏片段，在音量平衡调整方面有以下的重点应当注意：

1.强化主奏乐器

乐曲中一般都存在主奏乐器或声部，它们用于演奏樂曲的主题，在乐曲中往往扮演着领导性的角色。在琵琶协奏曲《春秋》的演奏中，领奏的琵琶无疑是重要的。演奏中应适当突出独奏琵琶的位置与音量。除非需要特定的演奏效果，否则应当尽量避免让其他乐器声部完全盖过领奏琵琶，也应当尽量避免其他乐器的频率干扰领奏琵琶的频率——这会导致领奏琵琶声音变模糊，这样领奏琵琶才能够在乐曲中清晰地表达主题。

2.控制乐队伴奏乐器音量

在乐队中，为主要的旋律声部起和声与伴奏作用的乐器是伴奏乐器。这些乐器起到衬托主旋律、丰富音乐层次和填充音乐空间的作用。在琵琶协奏曲《春秋》的演奏中，需要注意控制和平衡这些乐器的音量。一方面，不同伴奏乐器之间的音量需要平衡，让它们整体的音响效果平衡且丰满，避免在伴奏乐器齐奏时因某些声部音量过大或某些声部音量过小而导致整体音响效果不均衡、不丰满。另一方面，伴奏乐器与主奏乐器之间的音量也需要平衡，不要过度突出伴奏声部，以免掩盖主旋律的表现；也不要让伴奏声部音量过小，从而与主奏声部脱节。例如，《春秋》快板第119～122小节，由于伴奏声部的笛子、二胡与打击乐器铃鼓音量过大，不仅盖过了领奏琵琶，还导致这一段的音响效果整体显得有些单薄、尖锐，没有达到理想的音响效果。

3.平衡不同频率的乐器

中国民族管弦乐队涵盖了丰富的音域与频率，同时包含了高频、中频和低频乐器声部，要注意平衡不同频率的乐器声部之间的音量。在琵琶协奏曲《春秋》演奏中的第24～25小节，以定音鼓为主的低频乐器过于强势，在一定程度上掩盖了其他乐器的音响，导致这首乐曲的音响效果不平衡，低频过于轰鸣臃肿。这需要对乐队不同频率的乐器声部的演奏音量加以细致控制，来保持整个乐队的音响效果平衡稳定。

4.考虑演出场地的影响

不同的演出场地具有不同的声学环境。例如，不同的舞台大小和形状，不同的观众席布局等条件都会对演出的音响效果产生影响。因此，在演出前进行试奏、彩排来评估演出的音响效果是非常必要的。这需要艺术家在观众席反复试听，及时与音响工程师沟通，在必要时对乐队不同声部的音量平衡和不同演奏者的布局进行调整，这样才能够保证在不同的演出场地中得到一个相对平衡稳定的音响效果。

通过合理的音量平衡调整，可以优化中国民族管弦乐队的音响效果，使其在演奏中展现出更加出色的表现力。这些调整不仅仅是技术层面上的考量，更涉及对音乐作品和演奏表现的理解和艺术表达的追求。因此，需要在实践中不断地探索和总结，以逐步改善乐队演奏的音响效果。

（二）优化乐器的组合与编制

乐器组合和编制是决定乐队整体音响效果的重要因素。乐曲采用不同的乐器组合与编制也会对音响效果产生很大影响，尤其是遇到仅通过调整音量平衡难以改善乐队演奏的音响效果的情况时，就需要对乐器的组合与编制进行优化。

针对前文分析的民族乐队的演奏片段，在优化乐器的组合与编制上有以下的重点应当注意：

1.了解乐器的特点

需要深入了解每个乐器的声学特性和音色特点。不同乐器在音色、音域和音量上存在差异，了解它们的特点有助于更好地优化乐器的组合与编制，使演奏具有更好的音响效果。还可以使用频谱分析等电子音乐技术手段帮助艺术家更直观地了解不同乐器的音色特点，在乐器的组合与编制上取得更佳的效果。

2.平衡不同频率的乐器组合

在乐队中，既有高频嘹亮的乐器，如唢呐、笛子等；也有中频相对饱满的乐器，如中阮、笙、高胡等。在优化乐器的组合与编制方面，需要平衡“吹，拉，弹，打”四个部分中各个频段的乐器种类与人数。如果某一组别中缺少了某个频段的乐器，那么乐队整体的音响效果也就会受到很大影响。在实际操作中，可以通过增加或减少某些乐器的数量或改变它们的组合来调整乐队演奏的音响效果。另外，在乐器的组合方面，也应该不局限于现阶段使用的民族乐器。如果仅使用民族乐器很容易在拉弦组中出现高音乐器过于强势而掩盖低音乐器的情况，这时乐队可以采用中西洋乐中的大提琴和倍大提琴来补足拉弦组的低音乐器部分。这样的做法能在保持中国民族管弦乐队原有声音特色的基础上，加强各个组别之间的音色融合度与统一性，对提升中国民族管弦乐队演奏的音响效果有一定的积极作用。

3.考虑作曲和编排

作曲和编排对于乐队演奏的音响效果有着重要的影响。作曲家根据乐队的配置和演奏特点，进行合理配器和编排，以充分发挥不同乐器的优势和特色。除此之外，也需要演奏者在演奏中准确地表达出作曲家的意图，做到音乐作品和乐队编制之间的有机结合，这样才能够达到更加优秀的、更接近作品原声的音响效果。

4.进行分析和反复试听

在优化乐器组合与编制时，需要不断地尝试不同的乐器组合与位置布局。运用本文所采用的电子音乐技术对配器的音响效果进行整体分析，可以提高优化乐器组合与编制的效率，更容易找到优秀的音响效果。反复试听、实事求是，才是验证音响效果是否出色的关键。音乐是声音的艺术、听觉的艺术，音响效果是否改善，还是要以艺术家反复试听和听众的反馈为准。

通过优化乐器组合和编制，可以改善中国民族管弦乐队演奏的音响效果，使音响效果在演奏中更加平衡稳定，这需要作曲、演奏等艺术工作者共同努力，共同追求音乐的卓越表现和艺术价值。

四、结语

長久以来，国内外学界以及音乐家不断运用各种手段研究与提升中国民族管弦乐队的音响效果，但较少有人尝试运用电子音乐技术来分析中国民族管弦乐队演奏的音响效果。现代电子音乐技术具有效果强大、处理便捷、成本低廉等优势，合理运用电子音乐技术辅助分析中国民族管弦乐队演奏的音响效果，能够很容易发现乐队演奏时在音响效果方面存在的问题。相较于过去仅靠艺术家的经验来提升中国民族管弦乐队音响效果的方式而言，运用电子音乐技术辅助提升乐队演奏的音响效果具有更加直观的优势。

由于中国民族管弦乐队的曲目种类众多，不同风格的曲目在演奏时音响上的差异相当明显。本文运用电子音乐技术中的频谱分析方法，研究民族乐队一首较有代表性的曲目的音响效果，展现出运用电子音乐技术在提升中国民族管弦乐队音响效果方面的前景。希望通过本文的研究，能为提升中国民族管弦乐队音响效果打开一些新的思路。

科技在不断发展，电子音乐技术渐渐在不同音乐领域中展现出了巨大的应用前景。在发展中国民族管弦乐队的过程中，不仅要继承中国民族管弦乐队的传统，还要积极运用新的技术与艺术手段发展中国民族管弦乐队。通过综合运用电子音乐技术，发现并改进中国民族管弦乐队音响效果上的一些不足，提升中国民族管弦乐队的音响效果，是一个非常有前景的研究方向。

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