数字技术为民族乐器、音乐带来的变革和挑战_风闻
有朋自远方来-05-19 16:54
数字乐器的研究从1990年代开始在欧美兴起，2006年法国发布了世界第一个（物理建模）数字钢琴软件。虽然其多年来并未掀起波澜，距离优质原声钢琴仍有巨大差距，但乐器数字化的历史趋势不会改变。
本人经过多年研发，设计出了超越原声钢琴的数字钢琴。为向世人展示其实际效果、获取听众反应，近期发布了用两种风格钢琴基于数字乐谱制作的几百首古典钢琴乐曲，可在QQ、酷狗、酷我以及华为、vivo、魅族音乐中搜索“韶音悦耳”创作者免费收听。两个钢琴调配基于本人对音乐的感知、理解，水平有限，在不长的发布时间内，已经进行了2、3次改进。另外出于多种考虑，目前发布的音频质量不高（或许专业人员能够辨识）。
钢琴是表现力最强、也是科学性最高的乐器，从研究开发中能发现许多乐器、音乐的规律。原声钢琴受限于物质材料，即使最顶级的钢琴也有无法克服的声音缺陷。本人的分析软件可以辨识乐器的音质，可以分辨2万、10万和百万元钢琴。数字钢琴仅从声音质量上超越原声钢琴意义有限-这很容易被感知为只是风格不同。音质只是音乐效果的基础条件。人耳听觉到的乐音，是乐器声音经过空间传播、处理后的结果。室内乐不仅排除了环境噪音的干扰，更重要的是通过室内空间音效改变了乐器声音的特征，使其具有更加精准、丰富的表现能力，产生高水平的音乐表演。目前的音频处理技术可以产生很多音效，但一方面其无法改变乐音的一些基本特性，另一方面在增加一些音效的同时也会改变一些音乐基本特征，有很大局限。而数字钢琴可以在声音产生过程实现听觉需要的音效，突破室内乐的局限，带来更好的音乐感受。我发布的钢琴乐曲就具有室内音效的特点。
钢琴声音的最大缺陷是由其物理特性产生的失谐，在高音键区非常明显。这导致两个结果。首先，钢琴虽然每个键对应一个音，但只能采用12平均律，不能自由（或者说非常难以）选择其他。第二，通常大钢琴的最低音低于音律约10音分，最高音高于音律50音分，这增加了与其他乐器协奏、合奏的障碍，对钢琴应用有所限制。当然数字乐器可以设置没有失谐，任意采用音律。
在这些研发基础上，本人对民族乐器进行了一些初步探索，发现其数字化带来的挑战、变革远超已经历工业化的西洋乐器、西方音乐。
乐器是音乐艺术的基础，但也离不开后者的推动，二者相辅相成。西洋乐器在工业化过程中与西方音乐艺术发展相互促进，经过持续改革、改良，形成了更多、更全面的规范。目前的数字钢琴，只是填补了原声钢琴的缺陷，并没有对其基本声音特征做出明显改变。实际上由于其已具备较高的科学性、合理性，也无需改变其基本音乐特性。这使得数字钢琴只是对已有钢琴的改进，可以与已有的音乐艺术很好结合。
而民族乐器在数字化过程中引入更多科学因素后，不仅使演奏具有更高精确度、复杂性，也会导致音乐效果发生明显、较大改变。这都需要音乐艺术的改变和支持，不仅要重复类似欧洲古典音乐变革的过程，而且还要适应数字时代的挑战，使得民族乐器的数字化不仅是个器物品质提升的技术问题，而是要产生一次音乐艺术的大变革。比较乐观的一点是，钢琴从拨弦变革到击弦，虽然音效变化很大，但用后者却能够很好、甚至更好表现基于前者创作的作品。也就是说，民族乐器数字化后，或许仍然能够很好表现已有的民族音乐作品，与其很好融合而不产生脱离、冲突。
在此本人试图回答一个问题：既然音乐无国界，“好声音”有客观标准，很多歌手能够被全世界各地人们认可、喜爱，为何西洋乐器没有广泛用于表演民族音乐？我认为主要的客观原因是音律的制约，而不是音色、风格。除了弓弦乐器，钢琴和很多西洋管乐器等都不能改变音律，都不能很好、甚至无法表现民族音乐。新中国成立后，在民族音乐中采用了小提琴，京剧表演产生了更好的效果，但其他西洋乐器却很少被采用。也就是说，数字乐器消除采用音律的制约，可以实现“无国界”。
总之，虽然民族乐器在数字变革中加入更多科学因素后会减少个性、多样性，但通过消除物质制约，不仅提高了声音质量、音乐效果，而且使其在实际应用中更加灵活、自由，为民族音乐艺术实现类似中文现代化改造提供坚实基础。这将产生远超工业革命带来的音乐全球化，产生一波全球范围的“书同文车同轨”的浪潮。基于本人对数字钢琴的研发和初步应用，对数字乐器的未来做些预测：
一、数字乐器不仅容易获得，同时也可以借助软件辅助，大大降低操控乐器、演奏乐曲的难度。这两点会让每个人都可以获得演奏音乐的物质条件和能力，极大超越当前乐器的普及率。数码相机不仅淘汰了胶圈相机，以及与其相关的产品、企业，但也创造了新的更大的机会。数字乐器也会类似，而且由于不依赖室内空间，会极大推动室外音乐表演。
苹果和华为应用商店的“人人演奏”App就是软件辅助演奏的一个尝试，演奏者通过控制每个音符和踏板的时间点、力度，演奏/播放乐谱产生音乐。从乐器产生音乐的本质看，该方式与人演奏钢琴没有区别-如果后者也无差错地演奏乐谱。
二、利用数字乐器、数字技术，音乐创作（乐谱）与音乐制作（音频录音）、发布更加容易结合到一起，创作者不仅创作乐谱，而且也可以提供音频。这将加强创作者与听众的关联，更好地体现创作者价值。另外，数字乐器消除了物质限制，可以任意设置音律，可以演奏世界各地的音乐作品，可以在协奏、交响等音乐中任意选择乐器，为创作、表演带来无限自由。音乐制作也将更加便利，可以灵活调配乐器、修改演奏过程，进行细致入微的改进，产生更高水平、更好效果的音乐。前述本人发布的钢琴乐曲，就是基于数字乐谱在电脑制作，非常容易调配演奏节奏、力度。数字乐器有些类似现今的数字绘画，可以将创作与制作过程有机、高效结合在一起，带来极大便利和良好效果。相比目前的音效技术，虽然在音乐领域广泛应用，但其类似在已有的图像上进行修改，治标不治本，效果有限。
数字技术为很多行业带来了巨大变革，有创新，也有淘汰。西洋乐器中的钢琴数字化已经走在前列，而其他西洋乐器在数字化过程中也具有一定优势，未来“书同文车同轨”中的“文”、“轨”是谁？民族乐器还有机会吗？也许这不是个问题-乐器只是一个器物，用公制或市制都可以做买卖。
本人目前对数字乐器的研发虽然还需要深入细致和不断完善，但已经在科学技术和音乐艺术之间基于乐器这个物质基础建立了有效的桥梁。希望有志者进入这个领域，创造人类音乐新篇章。也欢迎与本人深入探讨（电子邮件[email protected]）。
特别说明：数字乐器与当前的数码乐器不同。前者是采用数字计算产生声音；而后者本质是将原声乐器的声音记录后用数字编码保存、播放。
附一些有关数字乐器的资料：
1、世界第一个发布的数字钢琴软件的法国Modartt。
2、2007年IEEE发表的介绍第一个数字钢琴的论文 “Toward Next-Generation Digital Keyboard Instruments”。
3、2019年IEEE发表的介绍数字钢琴研究状况的论文 "Model-Based Digital Pianos: From Physics to Sound Synthesis" 。
5、美国斯坦福CCRMA（Center for Computer Research in Music and Acoustics）的 Julius O. Smith 的课程 “PHYSICAL AUDIO SIGNAL PROCESSING FOR VIRTUAL MUSICAL INSTRUMENTS AND AUDIO EFFECTS“。