樂(lè)音音形的感知與諧和性分析

陸赫，孟子厚

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樂(lè)音音形的感知與諧和性分析

陸赫，孟子厚

(中國(guó)傳媒大學(xué)傳播聲學(xué)研究所，北京 100024)

針對(duì)樂(lè)音的諧和性問(wèn)題，以聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)之間的通感現(xiàn)象為基礎(chǔ)，從聽(tīng)音聯(lián)想的角度將“音形”定義為聽(tīng)到樂(lè)音時(shí)主觀聯(lián)想到的圖形。在保證樂(lè)音信號(hào)等聲壓級(jí)的前提下，通過(guò)樂(lè)音音形的感知實(shí)驗(yàn)和諧和性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，類(lèi)比視覺(jué)審美法則，探索感知音形與聽(tīng)覺(jué)諧和性之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)及分析結(jié)果顯示，樂(lè)音的感知音形呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，且感知音形與樂(lè)音諧和性評(píng)價(jià)之間相互關(guān)聯(lián)。樂(lè)器單音音形多被感知為單一圖形，音程的感知音形多由兩個(gè)圖形組成，且這兩個(gè)圖形分別對(duì)應(yīng)于構(gòu)成音程的兩個(gè)單音的感知音形。樂(lè)器單音及音程的感知音形與聽(tīng)感諧和性之間存在四種關(guān)系，分別是一致、比例、對(duì)稱(chēng)和對(duì)比融合。

通感；樂(lè)音；諧和性；感知音形；圖形

0 引言

對(duì)于樂(lè)音諧和性問(wèn)題的研究早在古希臘時(shí)期就已經(jīng)開(kāi)始，Helmholtz對(duì)純音音程和復(fù)合音音程定義了協(xié)和的概念，并提出用諧波之間及雙音之間基頻的頻率比來(lái)解釋聲音的協(xié)和性，這些構(gòu)成了西方音樂(lè)中諧波理論[1]。國(guó)內(nèi)對(duì)于“和”的研究也由來(lái)已久，但都是從民族文化審美角度進(jìn)行討論，對(duì)于民樂(lè)協(xié)和性的系統(tǒng)研究還較為薄弱。中國(guó)傳媒大學(xué)傳播聲學(xué)研究所以民族樂(lè)器合奏的配器及民樂(lè)交響性問(wèn)題為背景，通過(guò)主客觀相結(jié)合的方法，對(duì)民族彈撥樂(lè)單音、音程及旋律的諧和性聽(tīng)感問(wèn)題進(jìn)行了大量研究。其中，王鑫明確了單音諧和性與音程協(xié)和性的區(qū)分及定義[2]。

從民族心理學(xué)的研究來(lái)看，通感現(xiàn)象在音樂(lè)審美中非常豐富。佘亞明等人從器樂(lè)演奏和教學(xué)的角度談到“音形”的概念[3]；周海宏以通感為切入點(diǎn)，結(jié)合美學(xué)及心理學(xué)，對(duì)音樂(lè)與形式進(jìn)行了研究[4]；金秋亞從信號(hào)分析的角度研究了時(shí)域包絡(luò)與音形之間的關(guān)系[5]。不過(guò)對(duì)于“音形”的定義及其在聽(tīng)感上的表現(xiàn)并沒(méi)有得到細(xì)致明確的論證。

本文通過(guò)對(duì)通感現(xiàn)象心理和生理兩方面產(chǎn)生機(jī)理的分析，論證視聽(tīng)互通現(xiàn)象存在的真實(shí)性。選取實(shí)錄的琵琶、二胡和笙3種民族樂(lè)器的單音和音程，在保證樂(lè)音信號(hào)等聲壓級(jí)的前提下進(jìn)行樂(lè)音音形的感知及諧和性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。分析被試整體對(duì)于樂(lè)音音形的感知規(guī)律，并類(lèi)比視覺(jué)審美法則[6]，分析諧和性評(píng)價(jià)與感知音形之間的關(guān)系，希望能夠?yàn)闃?lè)音諧和性的分析有所啟發(fā)。

1 通感產(chǎn)生的基礎(chǔ)

在心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、生理學(xué)等領(lǐng)域的研究中都是使用Synesthesia一詞來(lái)描述通感現(xiàn)象。韋氏大學(xué)詞典(第11版)中對(duì)于Synesthesia一詞的解釋為：通感(心理學(xué))——同時(shí)出現(xiàn)的不同感覺(jué)，例如聽(tīng)到某個(gè)聲音時(shí)就像是看到了某種特有的顏色。

在生理方面，科學(xué)家們通過(guò)“倒帶眼鏡”實(shí)驗(yàn)證明了感官互通的真實(shí)性和普遍性，通過(guò)腦科學(xué)分析發(fā)現(xiàn)人們從外界接收到的感覺(jué)信息是傳輸?shù)角鹉X來(lái)進(jìn)行處理的，它會(huì)把各條信息以纖維的形式都傳送給大腦表面[1,7]。生理解剖學(xué)家們通過(guò)研究證明，各感覺(jué)器官之間確實(shí)在很大程度上存在著關(guān)聯(lián)性，這種關(guān)聯(lián)情況主要發(fā)生在人腦中的前額葉?？茖W(xué)家利用核磁共振成像等技術(shù)也證明在出現(xiàn)通感現(xiàn)象的時(shí)候，大腦中分管各感覺(jué)器官的區(qū)域會(huì)發(fā)生一定的重疊。

感覺(jué)里面存在著心理活動(dòng)，屬于審美的研究范疇。通感是一種心理現(xiàn)象，是建立在生理基礎(chǔ)之上的。從民族心理學(xué)的研究結(jié)果中可以看出，中華民族一直以來(lái)都以審美中的豐富通感而著稱(chēng)，在音樂(lè)審美中表現(xiàn)得更加突出，古代文學(xué)作品中就都有體現(xiàn)。施詠詳細(xì)探討了建立在中國(guó)音樂(lè)審美觀念基礎(chǔ)上的通感心理現(xiàn)象及其出現(xiàn)的原因[8]。周海宏結(jié)合音樂(lè)美學(xué)及音樂(lè)心理學(xué)，對(duì)音樂(lè)屬性和它所表現(xiàn)對(duì)象之間的對(duì)應(yīng)規(guī)律做了較為深入的心理學(xué)研究[4]。生理和心理兩方面的研究表明，通感現(xiàn)象真實(shí)存在于人們的感知之中。

2 樂(lè)音音形的感知及規(guī)律分析

2.1 樂(lè)音信號(hào)的等響及測(cè)量

選取民樂(lè)中吹、拉、彈三類(lèi)9種樂(lè)器音域內(nèi)的所有a音高(包括a、a1、a2和a3)進(jìn)行等響實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)采用平均差誤法[9]，信號(hào)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)重放給被試。被試單人獨(dú)立完成單次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)自主調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)信號(hào)的電平值，使其與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(二胡a1單音)等響。被試共23人，其中男生9人，女生14人，均為聲頻技術(shù)專(zhuān)業(yè)在校研究生。所有被試均無(wú)聽(tīng)力障礙，且都有聽(tīng)音實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。對(duì)通過(guò)主觀實(shí)驗(yàn)得到的等響信號(hào)進(jìn)行聲壓級(jí)測(cè)量，其中，等響信號(hào)為被試實(shí)驗(yàn)結(jié)果的均值。聲壓級(jí)的測(cè)量使用聲級(jí)計(jì)，用耳罩式監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)罩在人工耳上進(jìn)行。本文的工作均是在確保樂(lè)音信號(hào)的Aeq測(cè)量值一致的前提下進(jìn)行的。

2.2 樂(lè)音“音形”的定義

佘亞明等人從器樂(lè)演奏及教學(xué)的角度提出“音形”由音頭和音延兩部分組成，金秋亞從信號(hào)特征分析的角度研究了時(shí)域包絡(luò)與音形的關(guān)系。但都未明確提出“音形”的概念。本文通過(guò)對(duì)通感現(xiàn)象及圖形分類(lèi)體系等內(nèi)容的分析，將樂(lè)音“音形”定義為人們?cè)诼?tīng)到單音或音程時(shí)主觀聯(lián)想到的圖形。

2.3 樂(lè)音音形的感知

實(shí)驗(yàn)信號(hào)包括單音、同一樂(lè)器音程組合、不同樂(lè)器音程組合三部分，演奏樂(lè)器選取民樂(lè)中的笙、二胡和琵琶，單音音高選取C大調(diào)d1~d2八度音區(qū)內(nèi)的13個(gè)半音，如表1所示，均為消聲室內(nèi)實(shí)際錄制的單音信號(hào)，實(shí)驗(yàn)前將所有樂(lè)器單音的客觀聲壓級(jí)調(diào)整到80 dBA。音程構(gòu)成如表2和表3所示，均由實(shí)際演奏的單音混縮而成，混縮前各單音的聲壓級(jí)均調(diào)整到80 dBA，混縮后再次調(diào)整到80 dBA。

表1 各樂(lè)器演奏的單音

表2 單個(gè)樂(lè)器的音程組成

表3 不同樂(lè)器間音程組成

被試共20人，其中男生7人，女生13人，均為聲頻技術(shù)專(zhuān)業(yè)在校研究生。所有被試均無(wú)聽(tīng)力障礙，且都有聽(tīng)音實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中要求被試在聽(tīng)到單音或音程時(shí)在坐標(biāo)紙中繪制出所感知到的簡(jiǎn)單圖形，可以是單對(duì)圖形也可以是多對(duì)圖形。三種樂(lè)器的39個(gè)單音信號(hào)、48個(gè)音程信號(hào)，共87個(gè)樂(lè)音信號(hào)隨機(jī)播放，每個(gè)信號(hào)播放兩遍，繪制完成后播放下一個(gè)信號(hào)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前被試先進(jìn)行一組練習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)流程和方法，準(zhǔn)確掌握后再開(kāi)始正式實(shí)驗(yàn)。

2.4 感知規(guī)律分析

感知實(shí)驗(yàn)中被試?yán)L制音形示例如圖1所示。

繪制的音形總數(shù)如表4所示，其中，回收音形繪制表20份，回收音形總數(shù)1740個(gè)，立體及抽象圖形被視為無(wú)效圖形，有效音形數(shù)1697個(gè)，數(shù)據(jù)有效率94.5%。使用其中一組實(shí)驗(yàn)共30個(gè)樂(lè)音信號(hào)對(duì)20名被試進(jìn)行重測(cè)信度檢驗(yàn)，比較被試對(duì)于同一樂(lè)音信號(hào)前后兩次的感知，音形類(lèi)型相同的概率為83%，說(shuō)明所有被試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均可信。

表4 實(shí)驗(yàn)繪制音形數(shù)量

對(duì)于樂(lè)器單音而言，分析20名被試根據(jù)每種樂(lè)器的13個(gè)音高單音繪制出二百余個(gè)有效的感知音形，發(fā)現(xiàn)不同樂(lè)器感知的音形有所不同，且與演奏的樂(lè)器琴體某部分呈現(xiàn)一定的相似性。各樂(lè)器的感知音形分布的統(tǒng)計(jì)如圖2所示。

從圖2中可以看出，琵琶的單音音形主要被感知為圓形、水滴形和三角形，與琵琶背板的形狀接近；笙的音形主要被感知為扁平狀的長(zhǎng)方形、三角形及線(xiàn)型，與笙苗的形狀相類(lèi)似；二胡的音形則主要被感知為與琴桿和弓子相似的線(xiàn)型。以琵琶為例，如圖3所示。

對(duì)于樂(lè)音的音程組合，20名被試?yán)L制了三種樂(lè)器的各13個(gè)音程，外加不同樂(lè)器間的同度和八度音程的感知音形，共計(jì)898個(gè)有效音形。去除同一樂(lè)器的同度音程，在844個(gè)有效的音程感知音形中，86%的音形是由兩個(gè)圖形組合而成，且這些圖形都對(duì)應(yīng)于單音音形感知時(shí)出現(xiàn)的圖形，如圖4所示。

3 樂(lè)音音形的諧和性分析

3.1 視覺(jué)形式美法則

形式美原理是美學(xué)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的組成部分。在古希臘時(shí)期，Pythagoras提出了美是數(shù)的和諧這一美學(xué)命題，德國(guó)心理學(xué)家Fechner指出美是復(fù)雜中的秩序，美學(xué)家Herbert Read則主張美是五官的感知關(guān)系在形式上的統(tǒng)一[10]。人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)生活中不斷地創(chuàng)造美，將點(diǎn)、線(xiàn)、面、體、顏色、肌理、聲音等要素經(jīng)過(guò)一定的結(jié)合，從而塑造出人們的審美對(duì)象，這樣就產(chǎn)生了美的形式[11]。形式美其實(shí)是一種抽象美的概念，人們將那些能夠使自己產(chǎn)生美感、擁有審美體驗(yàn)的物體歸納整理后，提煉出一些規(guī)則性，也就是所謂的形式美原則。常用的形式美的原理主要包括六個(gè)方面，分別是整齊一律、對(duì)稱(chēng)均衡、比例、節(jié)奏韻律、對(duì)比調(diào)和及多樣統(tǒng)一[12-13]。

3.2 音形的諧和性分析

進(jìn)行諧和性評(píng)價(jià)的樂(lè)器及音高與樂(lè)音的音形感知實(shí)驗(yàn)相同，被試也為相同的20名研究生。實(shí)驗(yàn)采用對(duì)偶比較法[9]，分別對(duì)同一樂(lè)器的13個(gè)單音、13個(gè)音程及不同樂(lè)器間的12個(gè)音程(包括3個(gè)相同樂(lè)器的同度音程)進(jìn)行諧(協(xié))和性評(píng)價(jià)。隨機(jī)播放的每對(duì)信號(hào)中包括序號(hào)提示音及兩個(gè)相互比較的樂(lè)音信號(hào)，要求被試在隨機(jī)出現(xiàn)的一對(duì)信號(hào)中挑選出諧(協(xié))和性較好的信號(hào)。其中，單音的諧和性被解釋為音色悅耳、圓潤(rùn)，聽(tīng)感舒適；音程的協(xié)和性解釋為音色的平衡、穩(wěn)定、融合、協(xié)調(diào)、聽(tīng)感舒適。

將每個(gè)被試所繪制的單音和音程感知音形按照其個(gè)人的諧和性評(píng)價(jià)排序后分析，類(lèi)比視覺(jué)審美法則，從一致、比例、對(duì)稱(chēng)和對(duì)比融合四個(gè)方面進(jìn)行討論，其中，一致和比例適用于單音，對(duì)稱(chēng)和對(duì)比融合適用于音程。

3.2.1 一 致

被試對(duì)于每個(gè)樂(lè)器的不同音高單音的諧和性評(píng)價(jià)比較穩(wěn)定，在音形的感知也呈現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性，與音高的變化無(wú)明顯關(guān)系。觀察按照每個(gè)被試諧和性評(píng)價(jià)排序的單音感知音形可以發(fā)現(xiàn)，僅當(dāng)單音諧和性評(píng)價(jià)很差時(shí)，被試才會(huì)將其音形繪制的與其他單音有所不同，這就是感知音形的一致性。以某被試對(duì)琵琶單音的感知音形為例，按照諧和性降序排列的感知音形如圖5所示。

3.2.2 比 例

琵琶單音音形中的三角形部分的底邊與高之比從接近黃金比值開(kāi)始，隨著協(xié)和性評(píng)價(jià)的降低，感知音形比例先升高后降低，如圖6(a)所示。笙單音音形中短長(zhǎng)軸之比隨著諧和性的下降呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，如圖6(b)所示。

(a) 琵琶單音

(b) 笙單音

圖6 單音諧和性與音形比例的關(guān)系

Fig.6 The relationship between single tone's harmony and auditory-image's proportion

二胡單音的音形與諧和性評(píng)價(jià)之間的關(guān)系有兩種，對(duì)于線(xiàn)型類(lèi)音形來(lái)說(shuō)，隨著單音的諧和性下降，線(xiàn)條的波動(dòng)度有所增大，此處的波動(dòng)度根據(jù)坐標(biāo)紙中曲線(xiàn)的方差來(lái)衡量；對(duì)于其他音形而言，與笙的單音音形規(guī)律類(lèi)似，其短長(zhǎng)軸之比隨著諧和性下降而下降。

3.2.3 對(duì) 稱(chēng)

被試對(duì)于音程的協(xié)和性評(píng)價(jià)與感知音形的對(duì)稱(chēng)性和對(duì)稱(chēng)軸條數(shù)有關(guān)。當(dāng)協(xié)和性評(píng)價(jià)較好時(shí)，感知音形呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)性，其中存在一條或多條對(duì)稱(chēng)軸；而協(xié)和性評(píng)價(jià)較差時(shí)，音形中的兩個(gè)圖形則不再對(duì)稱(chēng)。以琵琶為例，其感知音形與協(xié)和性評(píng)價(jià)之間的關(guān)系如圖7所示，其中音程的協(xié)和性評(píng)價(jià)按a、b、c的順序逐漸下降。

3.2.4 對(duì)比融合

相同樂(lè)器的同度音程用一個(gè)圖形來(lái)表示，八度音程用兩個(gè)相同或相似的圖形表示；兩個(gè)樂(lè)器組合的音程就用兩個(gè)不同類(lèi)型的圖形表示，且這些圖形都與該樂(lè)器單音的音形感知相一致。

協(xié)和性評(píng)價(jià)最好的是同一樂(lè)器的同度音程，其感知音形為一個(gè)軸對(duì)稱(chēng)圖形，如圖8(a)所示；協(xié)和性評(píng)價(jià)較好的，其感知音形多為兩個(gè)相同形狀的對(duì)稱(chēng)排列或是兩個(gè)不同形狀的相互疊加，如如圖8(b)所示；協(xié)和性評(píng)價(jià)最差的音程音形多是由兩個(gè)不同的形狀排列組合而成，如圖8(c)所示。

4 結(jié)論

本文在論證了視聽(tīng)通感現(xiàn)象存在的可能性基礎(chǔ)上，將人們聽(tīng)到樂(lè)音時(shí)聯(lián)想到的圖形定義為“音形”，對(duì)等聲壓級(jí)下琵琶、二胡和笙的單音和音程進(jìn)行音形感知及諧和性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。類(lèi)比視覺(jué)審美法則，得到樂(lè)音音形的感知規(guī)律，以及音形與諧和性評(píng)價(jià)之間的關(guān)系。初步得到樂(lè)音音形的感知規(guī)律：

(1) 單音的感知音形為單一圖形，圖形的形狀與演奏樂(lè)器音色有關(guān)，且與琴體某部分呈現(xiàn)一定的相似性；音程的感知音形多為兩個(gè)圖形的組合，且這兩圖形分別與構(gòu)成音程的兩個(gè)單音的音形相符。

(2) 主觀感知到的樂(lè)音音形與聽(tīng)感的諧和性之間存在一致、比例、對(duì)稱(chēng)及對(duì)比融合四種關(guān)系。其中，一致和比例適用于單音，對(duì)稱(chēng)及對(duì)比融合適用于音程。

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Perception and harmonic analysis of musical auditory-image

LU He, MENG Zi-hou

(10024)

Based on the synesthesiabetween perceptions of auditory and visual, the 'auditory-image' is defined as the perceived figures by people who are hearing the musical tone from the point of association. The auditory pressure level of music signals are set to the same before the subjective experiment. Single tones and intervals played by three kinds of the Chinese instruments are chosen to carry out the perception experiment of auditory-image and the evaluation of harmony. According to visual aesthetic rules, the relationships between acoustic harmony and perception of musical auditory-image are found. The results of experiment and analysis show that the perception of musical auditory-images has regularities. Perceptive auditory-images and evaluation of harmony are related to each other. A single tone is usually perceived as one figure. The auditory-image of interval is the combination of two figures which correspond to two perceived tones respectively. There are four relationships between the acoustic harmony and the perception of musical auditory-images: uniform, proportion, symmetry and contrast fusion.

synesthesia; musical tone, harmony; perceptive auditory-image; figure

B845.2

A

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