論計算機(jī)音樂制作樂隊聲場定位的設(shè)計及其在教學(xué)中的運(yùn)用

周天星

（韓山師范學(xué)院 音樂學(xué)院，廣東 潮州，521041)

論計算機(jī)音樂制作樂隊聲場定位的設(shè)計及其在教學(xué)中的運(yùn)用

周天星

（韓山師范學(xué)院 音樂學(xué)院，廣東 潮州，521041)

最近十年來，隨著計算機(jī)音樂采樣音源技術(shù)的不斷探索和進(jìn)步，誕生了各類基于真實樂器采樣的管弦樂軟件合成器音源。例如常用的“維也納管弦樂”、“白金管弦樂”、“好萊塢管弦樂”等音源，這些音源部分解決了硬件合成器音色不真實、演奏法過少以及力度分層欠缺等問題。因此，計算機(jī)MIDI音樂制作已不再滿足于制作簡單得流行音樂，而是逐漸向著模擬更加復(fù)雜的管弦樂隊的目標(biāo)而發(fā)展，并越來越接近真實樂隊的效果。

但是，計算機(jī)音樂制作若要模擬真實管弦樂隊，需要解決的不僅僅是音色還原、力度控制以及演奏法變換等問題，還要面臨一個很重要，但又容易被忽視的問題，那就是樂隊中樂器的聲場定位。

樂隊的諸多樂器同時演奏發(fā)聲，在真實環(huán)境下，總是占據(jù)一定的空間、按照一定的擺位來進(jìn)行的，例如音樂廳舞臺的演奏模式。同時，聲音在音樂廳內(nèi)傳播過程中會發(fā)生反射，形成混響。最終，聽眾聽到的不僅是真實的樂器音色、優(yōu)美的樂曲旋律以及和聲織體，同時還能感受到聲音在音樂廳中的空間方位感，具體來說，就是樂隊中不同樂器的聲場定位。

所以，計算機(jī)音樂制作技術(shù)，不僅僅是運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行編曲的技術(shù)，還需要盡力還原和模擬真實樂隊的聲場定位。這就需要計算機(jī)音樂制作者重視該問題，對其進(jìn)行有效的設(shè)計和控制。

一、計算機(jī)音樂制作中的虛擬樂隊與真實樂隊的聲場的區(qū)別

1.真實樂隊的聲場定位

當(dāng)一個聲源的聲音傳到人耳時，人就產(chǎn)生了距離、方向的感覺，就可以定位聲源的具體位置。聲音傳到兩耳的時間以及距離等都可以表達(dá)為數(shù)學(xué)概念，“‘定位’這個詞的含義代表了物理（聲源）空間中的點(diǎn)與相應(yīng)的聽覺空間中的點(diǎn)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系”。[1]

圖1 電聲樂隊虛擬聲場示意圖

我們不必去研究人耳與發(fā)聲體之間的這些數(shù)學(xué)關(guān)系的計算方法，但我們必須關(guān)注這些數(shù)學(xué)關(guān)系所產(chǎn)生結(jié)果。所以在看音樂會時，總希望坐在靠近舞臺的中間位置上，因為這樣可以聽到更準(zhǔn)確更真實的效果。

音樂中的樂器的發(fā)聲和生活中的聲源是有區(qū)別的，前者為了滿足欣賞音樂的需求，必須按照一定空間方位來擺放，從而達(dá)到更好的聽覺效果。真實的樂隊在音樂廳演奏時，作曲家、指揮家無需過多擔(dān)心樂隊聲場定位的問題，因為各類樂器只要按照樂隊編制的正常擺位，就會形成自然的聲音物理空間層次。作為舞臺下的觀眾或聽眾，由于雙耳對聲音發(fā)聲點(diǎn)的時間差以及方位差，會真實感受到各種樂器的空間位置以及音色的方位層次感，形成立體聲的聽覺感受。這種聲場是一種客觀的物理存在，使得人耳可以感知樂器的左右位置以及前后的縱深(遠(yuǎn)近）感，這種立體的聽覺感受對音樂的再現(xiàn)有著不可替代的作用。

聲場定位的例子如常見的混聲四部合唱。隨著人數(shù)的增多，他們在舞臺上的排列的寬度會逐漸增大，聽眾在現(xiàn)場能明確感受到四個聲部在舞臺上的左右位置以及前后的距離。倘若把四個聲部發(fā)出的聲音的空間方位去除掉。那么聽眾感受到的是，所有人都站在正前方相同的距離處發(fā)聲，沒有左右前后的區(qū)別。結(jié)果是和聲效果變得渾濁不堪，由于空間方位感的消失，將會使人產(chǎn)生一種壓抑的感受。當(dāng)然這種情況在現(xiàn)實中是不會發(fā)生的，然而卻可以在計算機(jī)音樂制作中出現(xiàn)。

2.計算機(jī)音樂編曲中的聲場定位

計算機(jī)音樂制作的內(nèi)容從廣義上來說，部分屬于作曲技術(shù)或指揮技術(shù)的范疇，而一部分則屬于錄音、混音工程技術(shù)范疇。就前者來說，計算機(jī)音樂制作首先是通過計算機(jī)進(jìn)行音樂創(chuàng)作的思維過程，然后是附加對作曲作品常見的表現(xiàn)形式的控制，如聲音的強(qiáng)弱、快慢，以及各類表情控制器的應(yīng)用，就像是對該作品進(jìn)行藝術(shù)處理的總指揮。就后者來說，則屬于錄音師或混音師的思維過程。

然而，計算機(jī)音樂編曲使用的是軟件（或硬件）合成器音源，故而發(fā)聲的是虛擬樂器。這些聲音有些是經(jīng)過真實樂器采樣或部分采樣而來，而有些則是經(jīng)過計算，生成的純合成聲音。就前者來說，樂器在采樣時如果是在隔音的錄音棚、單個麥克風(fēng)（非立體聲）采的干聲（無混響），則可斷定該樂器采樣無聲場定位，在使用時需要加入空間混響以及左右相位等設(shè)計。如某些獨(dú)奏小提琴音色多采用此類采樣。而有些音源的采樣則是在真實的音樂廳按照樂器的擺位進(jìn)行的雙麥克風(fēng)立體聲采樣（模擬雙耳聽到的聲音），例如某些管弦樂類的音源。這些音源的樂器本身帶有原始的空間定位。

對于純粹的計算合成的聲音，其聲音空間特性基本不存在。生產(chǎn)商可能會為其附加一些常見的空間效果，如混響，延遲等增加其空間感，但此類音色一般多用于流行音樂或電子類舞曲音樂，對其聲場定位沒有太多要求。

所以計算機(jī)音樂制作面對的是各廠商各種理念設(shè)計的音源，在編曲時若不對對使用的各類音源以及各類樂器進(jìn)行準(zhǔn)確的聲場定位設(shè)計，是無法進(jìn)行正確的混音制作工作的。

二、計算機(jī)音樂制作中虛擬聲場定位的設(shè)計

圖2 弦樂隊虛擬聲場示意圖

1.根據(jù)音源風(fēng)格特點(diǎn)來設(shè)計

音源樂器的原始采樣有兩種風(fēng)格，一種是模糊樂器的聲場，采用干聲(錄音棚模式)的方式采樣。二是在特定的環(huán)境中采樣，如音樂廳。在使用前者類別的音源時，需要加入空間效果器進(jìn)行聲場調(diào)節(jié)，而后者一般僅作部分修飾。

（1）干聲采樣音源

此類采樣樂器一般為獨(dú)奏樂器音色，適合小樂隊編配。首先要根據(jù)樂隊的規(guī)模和風(fēng)格進(jìn)行相位的設(shè)計，主要體現(xiàn)樂器發(fā)聲時的左右位置。如果樂隊編制簡單，只有少數(shù)幾件樂器，那么樂器僅作左右相位設(shè)計即可，然后在總線上加入混響效果器作空間距離的模擬調(diào)節(jié)即可。

例如下例電聲伴奏樂隊（不包括演唱者）的相位排列，各樂器處在同一縱深，只是相位不同。需要注意的是，低音樂器發(fā)聲一般處在中間。這是由于低音比較容易散射的原因，人耳對低音相位不太敏感。同時低音樂器負(fù)責(zé)整個樂隊和聲的低聲部，所以在中間比較合理。

圖中的樂器實際上并不存在，而是依靠對聲音左右相位以及距離的設(shè)置并最終依靠監(jiān)聽音箱回放模擬來實現(xiàn)。

通過調(diào)整樂器在左右之間的相位，來模擬真實環(huán)境中人耳聽到的樂器的位置，實際上是靠改變兩個音箱中聲音的比例來實現(xiàn)的，監(jiān)聽音箱發(fā)出的立體聲可模擬實際樂器發(fā)聲的定位。此時監(jiān)聽者能感知到一個虛擬樂器處在前方的某個位置，產(chǎn)生左右空間的定位。

例如，當(dāng)左側(cè)樂器發(fā)聲時，其傳到兩個耳朵的距離有微小的區(qū)別，從而產(chǎn)生時間差。同時，由于聲音傳到右耳時，不但距離大于左耳，并且由于頭顱的阻隔，聲音的高頻也受到一定的影響。同理右側(cè)樂器也以相同的模式傳輸?shù)絻啥?，這樣就產(chǎn)生了左右相位的區(qū)別。

以吉他1為例，由于左音箱的聲音比例較多，故左耳聽到更多直達(dá)聲（無頭顱阻隔），而右側(cè)音箱比例較少，故右耳聽到較少的直達(dá)聲。當(dāng)監(jiān)聽回放時，編曲者的位置必須是兩個音箱的四十五度的等腰三角形的交匯處，才能正確感知樂器的相位，若監(jiān)聽位置不合理，導(dǎo)致傳入兩只耳朵的聲音比例發(fā)生錯位，依然會影響相位的判斷。

另外需要注意的是，鋼琴如果采用立體聲采樣（兩個麥克風(fēng)），其聲像并非一個點(diǎn)，隨著音區(qū)的變化，每個鍵位的移動都會形成相位的左右移動。例如一個從低音區(qū)到高音區(qū)的刮奏，聽眾會感受到聲音從左至右的移動。這種移動有時是以演奏者的角度來采樣的，但也可能是按照聽眾的角度來采樣，二者高音與低音相位的方向相反。

例如，如果是多層次復(fù)雜樂隊編制，則需要在上述基礎(chǔ)上對不同縱深的樂器進(jìn)行混響調(diào)節(jié)。如果想讓整個樂隊層次更加豐富，還可以加入弦樂背景，當(dāng)然其混響縱深要大于上述樂器。相反，若希望弦樂（如小提琴）作為獨(dú)唱的副旋律，也可以將其縱深減少（減小混響早期反射），如人聲一樣使其產(chǎn)生更靠近聽眾的感覺。

（2）實際環(huán)境方位采樣音源

有些音源采樣采用實際環(huán)境采樣或兼顧干聲采樣，其變化主要運(yùn)用麥克風(fēng)擺位距離來實現(xiàn)。通常近距離采樣得到更加原始的直達(dá)聲音，而拉遠(yuǎn)麥克風(fēng)距離，則可以獲得更多環(huán)境聲。所以一些音源公司在錄制采樣時，采用多種麥克風(fēng)擺位，然后將多種聲音編輯到一個音源軟件中，通過各類旋鈕或選項組合實現(xiàn)樂器方位和縱深的變化，方便編曲者對其縱深進(jìn)行調(diào)解。如美國著名音源廠商East West公司生產(chǎn)的“白金管弦樂”，就是采用“近場”、“舞臺”、“大廳”模式同時進(jìn)行麥克風(fēng)擺位來進(jìn)行錄音采樣的音源，同時該產(chǎn)品采提供16比特與24比特的兩種精度的采樣模式，后者在聲音細(xì)節(jié)的再現(xiàn)方面更勝一籌，對聲音的定位以及結(jié)像更有幫助。①

近場采樣更接近直達(dá)聲，其采樣相位聲較?。欢枧_采樣則顯示了相位的變化，但缺乏縱深感；大廳擺位采樣實際表達(dá)了聲音的縱深感，將會聽到更多的環(huán)境聲，包括早期反射和實際混響，旨在模擬聽眾處在音樂廳的觀眾席位置的實際聽覺感受。

在使用管弦樂類群奏音色時，要充分利用音源自身的特點(diǎn)。群奏音色的一個特點(diǎn)是在左右相位上不是一個點(diǎn)，而是一個面。當(dāng)然這個面不是無限寬，只占據(jù)相位的一定的范圍角度。作為聽者，與圖1音源發(fā)聲相比，感覺到發(fā)聲源是從一個面發(fā)出的，有一定的體積感，所謂聲音的“結(jié)像”，這個聲音的像包含了左右位置以及縱深聚焦的結(jié)合。

管弦樂群奏音色另一個特點(diǎn)是，帶有原始的聲像感。例如第一組小提琴和第二組小提琴相比，前者聽起來更近一些，但是在相位上比較靠左邊，而后者則更靠近中間位置，但在距離上卻更遠(yuǎn)一些。二者在左右相位上的差別以及前后的縱深感的差別是完全不同的，這就產(chǎn)生了聲場定位的效果。

編曲者通過計算機(jī)音樂制作軟件設(shè)計的樂器擺位在監(jiān)聽音箱上獲得的聲場定位，應(yīng)與實際樂隊的演奏效果接近。“有些管弦樂音色庫已經(jīng)根據(jù)真實的樂隊中的每個樂器組都進(jìn)行了聲像設(shè)置。這樣做的好處是節(jié)省了時間，因為你就不再需要手工為每件樂器或樂器組調(diào)整聲像了。不過，為了根據(jù)你的需要微調(diào)聲像位置，預(yù)置的聲像設(shè)置總是可以改變的?！盵2]

所以這種帶有原始環(huán)境采樣的音源，通常不宜對其相位作較大的改動。例如以免破壞其原有的真實相位感。

2.根據(jù)樂隊風(fēng)格來設(shè)計

同樣是四個聲部，既可以是四個獨(dú)奏的音色，也可以是四個群奏的音色，

兩者的聲相定位顯然是有區(qū)別的。前者是四個點(diǎn)，而后者應(yīng)該是四個面。請看下圖：

在左側(cè)圖a中，四個聲部均為單人音色。以女低聲部為例，當(dāng)其發(fā)聲時，聲音傳到兩個耳朵的聲音如圖所示，灰色區(qū)域為傳到右耳的聲音，而白色區(qū)域為傳到左耳的聲音。這個聲音由于是從一個點(diǎn)發(fā)出的（相對于合唱隊而言），所以其結(jié)像也應(yīng)該是一個點(diǎn)，也就是說，從監(jiān)聽回放后，監(jiān)聽者能感受到這個人的具體位置和距離。

而在圖b中，女低聲部并非一個人一個點(diǎn)，而是數(shù)個人站成的一個面。所以當(dāng)這個面發(fā)聲時，在人耳中也應(yīng)該表現(xiàn)出一個面的聲源效果。這就是合唱合奏與獨(dú)唱獨(dú)奏的結(jié)像區(qū)別。

左側(cè)獨(dú)唱的女低聲部，作為聽者，它發(fā)出的聲音分別傳入兩耳，如前文所述，兩耳聽到的聲音不但有時間差，另外音色也有區(qū)別。通過調(diào)整左右相位，使得兩個音箱包含的聲音信號比例恰好能模擬實際的發(fā)聲位置。

但對于群奏音色來說，其聲場位置并非一個點(diǎn)。如第二種情況中的女低聲部。她們的發(fā)聲有空間深度（距離感），同時也有空間的廣度（左右寬度）。而對于男高音與男低音聲部（或類似位置的樂器）來說，他們的距離與聽眾之間更遠(yuǎn)，所以在聽感上要讓聽眾感覺到這種深度，就必須加大其混響，減少直達(dá)聲的比例。

圖3 獨(dú)奏（唱）音色與群奏（唱）音色聲音結(jié)像的區(qū)別示意圖

圖4 空間混響示意圖

需要強(qiáng)調(diào)的是，聲音“結(jié)像”并非真的形成具體的圖像，只是對感知聲音廣度和深度位置的一個比喻。畢竟，人耳聽到的普通聲波的方向性比超聲波弱很多，并不能精確形成所謂的圖像。但是聲音的頻率越高，其方向性越強(qiáng)，在后期混音中，要特便注意對高頻部分的保護(hù)，這些高頻雖不及真正的超聲波的方向感，但對刻畫聲音的細(xì)節(jié)和定位有著至關(guān)重要的作用。同時結(jié)像也有聲源（樂器體積）的一種量感，例如低音提琴和小提琴，二者產(chǎn)生的結(jié)像體積感是不同的。

3.計算機(jī)音樂制作聲場定位設(shè)計在教學(xué)中的運(yùn)用

（1）空間效果器的正確運(yùn)用

在后期處理中， 作為計算機(jī)音樂編曲與制作的初學(xué)者，往往會忽略各組樂器的聲場定位，或者只對左右相位有一定的認(rèn)識，對樂器縱深缺乏理解。

混響，作為環(huán)境空間效果器最重要的一種，對樂器的縱深感有著重要的表達(dá)作用。所以在設(shè)計完樂器的聲相擺位后，有必要對其縱深感進(jìn)行詳細(xì)的效果比對，設(shè)置合適的混響，直到建立清晰的縱深感為止。同時，混響本身也會建立環(huán)境結(jié)像，即整個聲音的空間感。茲根據(jù)混響原理制圖見圖4。

直達(dá)聲（粗線）是決定樂器擺位的最重要的原始聲音。但是在沒有混響的情況下，直達(dá)聲的聲音往往比較銳利生澀，人耳會產(chǎn)生疲勞感。當(dāng)聲音傳遞到墻壁（前幾次）再反射到人耳時，就產(chǎn)生了早期反射。早期反射的聲音（中粗線線）和直達(dá)聲有一定的時間差，產(chǎn)生一定的空間感?？臻g越大，早期反射聲到達(dá)耳朵的時間越長，例如音樂廳的混響感覺與小客廳的感覺是完全不同的。另外反射面越多，早期反射的密度越大，與直達(dá)聲混合，使聲音變得圓潤起來。后期反射（細(xì)線），則是聲音經(jīng)過多次反射傳遞到耳朵的一種聲音，早期反射與后期反射都不是一個點(diǎn)，而是占據(jù)一定時間的音群。

混響實際就是上述三種聲音混合的結(jié)果。早期反射會產(chǎn)生空間感，但加入過多比例會讓聲音產(chǎn)生變遠(yuǎn)的效果，甚至失去方位感而變得模糊起來；而后期反射，會讓聲音變得細(xì)膩甜美起來（聲波無數(shù)次疊加，密度變大），但太多也會影響聲音的清晰性。所以正確使用混響不但有助于產(chǎn)生寬闊的空間感，使音樂變得立體起來，而且可以美化聲音。

需要注意的是，自然界的聲音在反射過程中，由于高頻方向性較強(qiáng)，不容易散射，在反射一定次數(shù)后能量逐漸消耗減少，而低頻容易散射，反射次數(shù)比高頻多，所以后期反射的聲音會越來越模糊。但在軟件效果器中，這種現(xiàn)象是不存在的，二者可以進(jìn)行均等次數(shù)的混響。所以為了模擬自然的混響，要對高頻混響進(jìn)行衰減，即“高切 (high cut)”，適當(dāng)運(yùn)用可增強(qiáng)聲音的溫暖感?！暗颓?low cut)”，則可以減少低頻混響帶來的渾濁感，加強(qiáng)聲音的清晰感。

混響效果器恰當(dāng)運(yùn)用，可以加強(qiáng)聲音的層次以及空間感，但是不恰當(dāng)?shù)氖褂脮茐穆曇舻恼_定位以及結(jié)像。初學(xué)者容易犯的錯誤就是，對所有的聲部或樂器盲目添加混響效果。當(dāng)混響的早期反射或后期反射過大時，會使得樂器無限拉遠(yuǎn)，結(jié)像變得虛無發(fā)散，使聽者不能感受到樂器的具體位置，音樂的層次感受到削弱。

（2）根據(jù)樂器的音區(qū)、功能來設(shè)計

主奏樂器聲像一般比較靠近中間靠前的位置，在設(shè)計上要讓聽眾感覺距離要比其他伴奏樂器近。如果是為歌曲作的編曲伴奏，則所有樂器要為人聲服務(wù)，伴奏樂器除貝斯外，一般不適合占據(jù)中間的相位。如果要安排某樂器在中間相位，則要加入混響加大其縱深感，以區(qū)別人聲的縱向定位。

另外在伴奏編曲中，即便是小編制樂隊，也可以為了擴(kuò)展聲場將樂器的相位在左右兩側(cè)稍微拉寬，如顆粒型音頭樂器（吉他，豎琴等），適合安排兩側(cè)。當(dāng)然同類樂器對稱安排比較符合聽覺的習(xí)慣。例如若左側(cè)已經(jīng)有豎琴，則不宜再將顆粒類樂器安排在左側(cè)，而安排在右側(cè)為好。若是與人聲作復(fù)調(diào)呼應(yīng)的線性旋律類樂器，也適合左右相位對稱安排，形成相互應(yīng)答的對稱感。

三、結(jié)語

綜上所述，在計算機(jī)音樂編曲與制作過程中，必須重視各樂器的聲場定位設(shè)計?？梢哉f，聲場定位是僅次于編曲的一項重要工作，其好壞將直接影響到最后母帶混縮時的音響效果?；蛘哒f，如果在前期沒有做好聲場定位的設(shè)計，即便是編曲再好，混縮水平再高，最終的成品也是大打折扣的。而對于計算機(jī)音樂制作教學(xué)來說，教師不能僅僅教授軟件的操作或編曲等知識，必須結(jié)合物理聲學(xué)方面的知識，讓學(xué)生了解或掌握樂器聲場定位的相關(guān)原理，從而提高計算機(jī)音樂制作的音樂成品質(zhì)量。

注釋

①白金管弦樂混響效果以及采樣的具體介紹可參考其說明書或該產(chǎn)品官方網(wǎng)站：http://www.soundsonline.com/sophtml/details.phtml?sku=EW-155．

[1][德]J.布勞爾頓．空間聽覺[M]．項寧譯．北京：科學(xué)出版社，2013．

[2][美]Andrea Pejrolo Richard DeRosa . 現(xiàn)代音樂人編曲手冊——傳統(tǒng)管弦樂配器和MIDI音序制作必備指南[M]．夏田，劉捷譯. 北京：人民郵電出版社，2010．

On the Positioning Design of Band Sound Field Made by Computer Music and Its Application in Teaching

ZHOU Tian-xing
( Hanshan Normal University, Chaozhou 521041,China )

With the rapid development of computer music making technology,relevant courses have been opened in music major of higher education. But in the teaching process, the arrangement technology and software operation of teaching are widely paid attention, while the teaching of positioning design of the instrument sound field is ignored, which leads to the failure of exact reproduction of the band effect spatial level in the post processing of arrangement or the time when the finished work playing.Therefore, it is necessary to take the sound field positioning design as an important part of the teaching of computer music production.

computer music production; sound field positioning; sound imaging; post processing

隨著計算機(jī)音樂制作技術(shù)的飛速發(fā)展，高校音樂專業(yè)普遍開設(shè)了相關(guān)課程。但在其教學(xué)中，普遍著重于編曲技術(shù)以及軟件操作的教學(xué)，而忽視對編曲中進(jìn)行樂器聲場定位設(shè)計的教學(xué)，這導(dǎo)致編曲者在后期處理或?qū)Τ善凡シ艜r不能達(dá)到準(zhǔn)確再現(xiàn)樂隊的空間層次的效果。故而將聲場定位的設(shè)計作為計算機(jī)音樂制作教學(xué)中重要環(huán)節(jié)是十分必要的。

計算機(jī)音樂制作；聲場定位；聲音結(jié)像；后期處理

J0-05

A

CN22-1285（2017）092-099-08

10.13867/j.cnki.1674-5442.2017.03.15

周天星（1972-），男，韓山師范學(xué)院音樂學(xué)院副教授，碩士，主要研究方向為作曲技術(shù)理論。

（責(zé)任編輯：姜 通）