數(shù)字化音樂圖像技術(shù)及其運(yùn)用探索

樊楊潔

（山西戲劇職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030002）

隨著當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與藝術(shù)學(xué)科更加緊密的交織在一起，極大地推動(dòng)著藝術(shù)學(xué)科的發(fā)展。音樂圖像是音樂史學(xué)科研究的重要領(lǐng)域，對(duì)于研究歷代遺存的音樂文物以及記錄現(xiàn)今音樂作品的表演具有極大的學(xué)術(shù)價(jià)值。自20世紀(jì)開始，音樂界學(xué)者已將平面攝影技術(shù)、數(shù)字音頻技術(shù)運(yùn)用到音樂圖像的研究中。在新世紀(jì)，為了推進(jìn)音樂圖像科技的發(fā)展，將數(shù)字化技術(shù)更好地應(yīng)用到音樂圖像學(xué)研究中，本文試對(duì)目前音樂界正在嘗試運(yùn)用的幾種數(shù)字化音樂圖像技術(shù)進(jìn)行分析，以提出一個(gè)數(shù)字化音樂圖像發(fā)展之設(shè)想。

一、數(shù)碼攝像音樂圖像技術(shù)

隨著21世紀(jì)計(jì)算機(jī)數(shù)碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用，音樂圖像與數(shù)碼攝像技術(shù)結(jié)合的研究成果越來(lái)越多。它將攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)手段運(yùn)用到音樂圖像的采集拍攝中，是集合文字、影像、動(dòng)畫、聲音等多種信息的表現(xiàn)手段。

（一）使用儀器設(shè)備

音樂圖像的數(shù)碼攝像技術(shù)首當(dāng)其沖的設(shè)備應(yīng)是數(shù)碼攝像機(jī)。根據(jù)圖像質(zhì)量與拍攝需要，筆者把它分為了廣播級(jí)、專業(yè)級(jí)和家用級(jí)。廣播級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)具有拍攝畫面還原性高的優(yōu)點(diǎn)，但也有體積大、價(jià)格高的不便。這類數(shù)碼攝像機(jī)有SONY的BETACAM系列、BETACAMS——X系列、松下DVCPRO50系列等（圖1）。專業(yè)級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)的畫面穩(wěn)定性不如前者高，但可在企事業(yè)單位、教育領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。如SONY的DVCAM系列、松下DVCPRO（圖2）系列。家用級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)的運(yùn)用范圍較小，各項(xiàng)性能也均不如前兩者，但因其體積小，方便攜帶和拍攝的特點(diǎn)深受大眾的喜愛。

圖1 SONY DVW-970P 數(shù)字Betacam攝錄一體機(jī)

圖2 松下DVCPRO50

在音樂圖像的數(shù)碼信息采集中，還需單反相機(jī)、三角架、話筒、錄音筆、場(chǎng)記板、LED補(bǔ)光燈等設(shè)備。單反相機(jī)用來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)畫面進(jìn)行拍攝，以在后期豐富畫面或替換素材時(shí)使用。三腳架用來(lái)固定攝像機(jī)或相機(jī)，使拍攝畫面更加穩(wěn)定。話筒的準(zhǔn)備是為了在采訪環(huán)節(jié)對(duì)聲音有高音質(zhì)的收錄（圖3）。錄音筆是為在采訪過程中防止話筒出現(xiàn)意外狀況而準(zhǔn)備（圖4）。在拍攝分鏡頭腳本時(shí)，為使后期剪輯工作條理和清楚，使用場(chǎng)記板記錄場(chǎng)次、鏡次的資料就顯得尤為必要（圖5）。當(dāng)拍攝環(huán)境光線不充足時(shí)，使用LED補(bǔ)光燈可以解決這一問題（圖6）。

圖3 索尼ECM-VG1極體電容話筒

圖4 錄音筆

圖5 場(chǎng)記板

圖6 LED補(bǔ)光燈

（二）數(shù)碼攝像技術(shù)的音樂圖像拍攝

按照音樂圖像學(xué)研究需要，所拍攝的音樂圖像要包括以下音樂信息內(nèi)容：

1. 音樂事物的環(huán)境信息

音樂圖像的數(shù)碼拍攝技術(shù)首先要記錄的是音樂事物所處的環(huán)境信息，包括其發(fā)生地的歷史情況、地理環(huán)境、氣候條件、交通情況、經(jīng)濟(jì)狀況、文化傳統(tǒng)、民俗習(xí)慣等內(nèi)容。因?yàn)闆]有任何事物是可以孤立存在的，音樂事物的出現(xiàn)與周圍的事物也一定有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，數(shù)字化音樂圖像若能真實(shí)地記錄音樂事物的環(huán)境信息，后代學(xué)者便可從中清楚地認(rèn)識(shí)到該音樂事物的發(fā)生原因、發(fā)展動(dòng)力、社會(huì)功用、音樂觀念、發(fā)展規(guī)律，從而窺見音樂事物本身存在著的某些必然聯(lián)系。

數(shù)字化音樂圖像的數(shù)碼拍攝技術(shù)要求記錄音樂事物的環(huán)境信息，這在傳統(tǒng)的音樂圖像中尚未達(dá)到，故其學(xué)術(shù)意義就在于它使得音樂圖像記錄的內(nèi)容更加客觀、全面及科學(xué)。

2.音樂事物的本體信息

音樂事物的本體信息是指描述以表現(xiàn)音樂或與音樂有關(guān)的各種圖像為對(duì)象的信息，如古代流傳至今或考古發(fā)掘的關(guān)于樂器、樂譜、演奏、歌唱及舞蹈圖像的描述。音樂事物的本體信息是音樂圖像學(xué)研究中的主體部分，只有對(duì)本體信息的掌握越詳細(xì)、全面，對(duì)音樂事物的研究方能越準(zhǔn)確。下面僅以樂器與樂譜兩類音樂圖像為例加以分析說明。

（1）樂器類音樂圖像的本體信息

樂器是音樂事物中最基礎(chǔ)的類別之一。拍攝樂器類音樂圖像前需先制定一個(gè)詳細(xì)、可實(shí)施的拍攝計(jì)劃，包括樂器的質(zhì)地、大小、色澤、附件的使用情況等內(nèi)容。然后再?gòu)乃臄z樂器的正面、側(cè)面、背面及內(nèi)部進(jìn)行拍攝取景，對(duì)其有研究?jī)r(jià)值的部分要拍攝特寫鏡頭。拍攝全套的樂器（如編鐘）時(shí)，為使觀看者能看到全套樂器的大小比例及每件樂器的特點(diǎn)，在拍攝時(shí)不僅要取全套樂器的畫面，還要等距拍攝每一件鐘體的形制、紋飾，鐘體上刻有的文字資料也要記錄在內(nèi)。在管類樂器的圖像資料采集時(shí)，要記錄管長(zhǎng)、管口直徑、開孔位置及各孔之間的距離。弦樂器要記錄馬、千金及品相的位置，對(duì)于有品的樂器，相與品之間的距離決定弦發(fā)音的音高，故在圖像采集時(shí)要將有品樂器品位的精確位置與弦長(zhǎng)拍攝清楚，并將具體尺寸數(shù)據(jù)加入后期制作中，為律學(xué)研究者提供依據(jù)，也為古樂器復(fù)原工作提供第一手資料。

（2）樂譜類音樂圖像的主體信息

樂譜是記錄音樂作品的方式，后代學(xué)者通過保存至今的古代遺存樂譜不僅可以了解古代音樂的發(fā)展?fàn)顩r，還可以復(fù)原古代音樂作品并對(duì)其進(jìn)行理論研究。完整地保存樂譜對(duì)于音樂作品的演奏、研究等至關(guān)重要。因此對(duì)樂譜類音樂圖像進(jìn)行拍攝是數(shù)碼攝像技術(shù)的新使命。

樂譜類音樂圖像記錄內(nèi)容應(yīng)包括樂譜整體圖像、封面、封底、樂譜全部譜面、重要譜字與符號(hào)的特寫等。其中樂譜整體圖像將作為樂譜版本真?zhèn)蔚谋鎰e依據(jù)；封面封底的紙張、字跡、圖案、印章等將是樂譜文物斷代的依據(jù)；樂譜譜面則是譯譜、學(xué)術(shù)研究的藍(lán)本。此外數(shù)字化音樂圖像可以有效地解決紙質(zhì)樂譜易破損、難保存、難借閱的問題。

3.音樂事物的表演與表現(xiàn)信息

音樂藝術(shù)在時(shí)間的流動(dòng)中展開，我們欣賞音樂首先從細(xì)節(jié)、局部開始，直到全曲結(jié)束才會(huì)給我們留下整體印象。因此音樂藝術(shù)是一種時(shí)間藝術(shù)。同一個(gè)音樂節(jié)目，不同藝術(shù)家表現(xiàn)出的思想感情也不盡相同。由于音樂藝術(shù)這種有別于其他藝術(shù)形式的表現(xiàn)方式，在記錄方式上便需要做全程的表演拍攝記錄。縱觀過去以膠片拍攝音樂圖像的技術(shù)，限于當(dāng)時(shí)科技手段局限，音樂圖像的拍攝水準(zhǔn)、記錄內(nèi)容尚有不完善之處。當(dāng)今，我們便可利用數(shù)碼攝像音樂圖像技術(shù)來(lái)記錄音樂事物的表演與表現(xiàn)信息。

忠實(shí)地記錄音樂事物的表演與表現(xiàn)信息，為后人留下可供參考的第一手資料，供研究學(xué)者做有關(guān)音樂事物的推論。

4.音樂事物的研究信息

隨著音樂圖像學(xué)這門學(xué)科的不斷完善與發(fā)展，研究方法至少應(yīng)包括“圖像學(xué)描述”及“圖像學(xué)闡釋”的內(nèi)容。數(shù)碼攝像音樂圖像技術(shù)作為新時(shí)代的產(chǎn)物，有能力記錄當(dāng)今學(xué)者對(duì)過去時(shí)代音樂事物研究的成果、推測(cè)、疑問等內(nèi)容。如相關(guān)重要著作、論文結(jié)論、知情者口述史料記錄、研究人員采訪等。有關(guān)音樂事物的研究信息記錄，是數(shù)碼攝像音樂圖像技術(shù)的特色品質(zhì)。

（三）數(shù)碼攝像技術(shù)的音樂圖像制作

21世紀(jì)時(shí)代不斷發(fā)展，記錄音樂圖像的技術(shù)也發(fā)生著變化。從20世紀(jì)簡(jiǎn)單的平面攝影技術(shù)（以《中國(guó)音樂文物大系》為例，圖8）到數(shù)字音頻技術(shù)的興起（王子初《中國(guó)音樂史教學(xué)參考圖庫(kù)》光盤 ，圖9），使音樂圖像學(xué)的研究走向?qū)I(yè)化、細(xì)致化的道路。而數(shù)碼攝像技術(shù)的出現(xiàn)，將音樂圖像學(xué)的發(fā)展推向了一個(gè)新高度。以歷代音樂文物、音樂遺跡中存見的音樂圖像為例，此類音樂圖像制作時(shí)需要以下一些步驟：

數(shù)碼攝像音樂圖像的總體規(guī)劃

數(shù)碼攝像音樂圖像解說詞的撰寫

數(shù)碼攝像音樂圖像的分鏡頭設(shè)計(jì)

數(shù)碼攝像音樂圖像的拍攝實(shí)踐

數(shù)碼攝像音樂圖像的后期編輯

數(shù)碼攝像音樂圖像的完成需要以上五個(gè)環(huán)節(jié)的相互支撐，缺一不可。此種音樂圖像攝制前的總體規(guī)劃、解說詞撰寫、腳本分鏡頭設(shè)計(jì)均為攝制前的準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備工作是否科學(xué)合理直接影響拍攝工作的進(jìn)行。后期編輯是數(shù)碼攝像音樂圖像制作的最后一個(gè)步驟，起至關(guān)重要的作用。前期的拍攝素材將在這一環(huán)節(jié)中得到篩選、整合，之后配以錄制好的解說詞、特效、音樂及字幕等手段，音樂圖像的數(shù)碼攝像技術(shù)方得以完成。

圖8 《中國(guó)音樂文物大系》

圖9 《中國(guó)音樂史教學(xué)參考圖庫(kù)》光盤

（四）數(shù)碼攝像音樂圖像的學(xué)術(shù)效果分析

1.數(shù)碼攝像型音樂圖像之擅長(zhǎng)

使用數(shù)碼攝像技術(shù)記錄歷代遺存的音樂圖像意義十分重大。時(shí)間流逝，這些文物本身及存在的環(huán)境都將發(fā)生變化，因此音樂圖像的數(shù)碼攝像采集工作，對(duì)音樂文物本身就具有搶救性的意義，同時(shí)對(duì)于我國(guó)音樂類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)工作也會(huì)起到難以估量的作用。

數(shù)碼攝像型音樂圖像技術(shù)是將圖像、解說詞、聲音、動(dòng)畫等多種媒體信息綜合處理的一種信息類型。多種手段緊密結(jié)合，觀者可從聽覺、視覺上產(chǎn)生聯(lián)覺而對(duì)音樂事物有更深刻的體會(huì)。數(shù)碼攝像型音樂圖像技術(shù)與二十世紀(jì)產(chǎn)生的黑白、彩色膠片型音樂圖像技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)在于前者對(duì)音樂信息的保存更加真實(shí)、全面及客觀，可較強(qiáng)應(yīng)用于音樂圖像的研究與教學(xué)工作、音樂數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與保存及音樂節(jié)目的錄像等方面。

隨著計(jì)算機(jī)多媒體時(shí)代的到來(lái)，利用現(xiàn)代技術(shù)綜合展示古代音樂史研究中的音樂圖像將成為時(shí)代發(fā)展的必然要求，也為音樂圖像的研究開啟一個(gè)全新的展示空間。數(shù)碼攝像音樂圖像技術(shù)具有較好的應(yīng)用性。

2.數(shù)碼攝像型音樂圖像之瓶頸

數(shù)碼攝像型音樂圖像在拍攝前期需要有大量、充分的準(zhǔn)備工作，包括確定選題、初步田野考察、撰寫解說詞、創(chuàng)作分鏡頭腳本。這些工作需足夠充分細(xì)致，才有助于后期拍攝剪輯工作的順利進(jìn)行。后期素材編輯、制作過程中技術(shù)較為復(fù)雜，需要改進(jìn)。盡管如此對(duì)于音樂專業(yè)院校和音樂科研單位來(lái)講，人力、物力、設(shè)備與技術(shù)基本可以達(dá)到，可以報(bào)樂觀態(tài)度。

拍攝一個(gè)音樂事物，不同的拍攝者會(huì)依據(jù)各自主觀的學(xué)術(shù)思想而認(rèn)識(shí)不同，從而帶來(lái)學(xué)術(shù)觀念的主觀性，而影響后代學(xué)者對(duì)其做出正確合理的判斷。

二、三維激光掃描音樂圖像技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)是20世紀(jì)末出現(xiàn)的一種新型技術(shù)主要用于測(cè)繪行業(yè)。該技術(shù)使用激光測(cè)距原理，獲取被測(cè)物體的幾何圖形數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)。如今隨著學(xué)科、行業(yè)之間的界限被打破，我們可將這一技術(shù)應(yīng)用于音樂圖像的采集和保護(hù)中。

（一）三維激光掃描音樂圖像技術(shù)

對(duì)于考古發(fā)掘、年代久遠(yuǎn)的音樂圖像而言，復(fù)雜的文物結(jié)構(gòu)及長(zhǎng)期受氧化風(fēng)蝕的損毀，傳統(tǒng)的音樂圖像記錄和測(cè)量方法會(huì)存在局限而造成無(wú)法挽回的損失。傳統(tǒng)音樂圖像記錄采用近景攝影和手工測(cè)量方法來(lái)獲取音樂圖像的影像資料和文字記錄。此種方法工序復(fù)雜，耗費(fèi)人力，獲得的數(shù)據(jù)精度低而不能滿足音樂圖像的深入研究與三維重構(gòu)。

三維激光掃描系統(tǒng)依據(jù)記錄音樂事物大小、空間不同而分為航拍式激光掃描儀（圖14）、地面型激光掃描儀（圖15）、手持式激光掃描儀（圖16）三種，航拍式激光掃描儀利用無(wú)人機(jī)搭載激光掃描儀、數(shù)字相機(jī)等裝置，對(duì)音樂事物的外部環(huán)境采集數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取三維坐標(biāo)。地面型三維激光掃描儀是在地面用激光掃描裝置采集數(shù)據(jù)，適用大場(chǎng)景的音樂事物如石窟造像。手持式激光掃描儀是采集小范圍內(nèi)的音樂圖像數(shù)據(jù)，如一件樂器、石刻上有關(guān)音樂圖像的局部圖像采集等。三種激光掃描方式均采用非接觸式高速激光，通過儀器接收而獲得高精度的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，后期通過專業(yè)軟件進(jìn)行點(diǎn)云技術(shù)拼接及紋理貼圖，最后還需對(duì)音樂圖像進(jìn)行糾正與還原處理。此外在獲取三維激光數(shù)據(jù)時(shí)，需用高分辨率的數(shù)碼相機(jī)拍攝音樂事物數(shù)字影像，以便后期用做紋理貼圖。

圖14 航拍式激光掃描儀

圖15 地面型激光掃描儀

圖16 手持式激光掃描儀

中國(guó)人民大學(xué)芝加哥藝術(shù)中心用三維激光掃描技術(shù)為天龍山道教石窟神像所拍攝的音樂圖像（圖17），便是個(gè)很好的范片。天龍山道教石窟位于山西省太原市西南方約36公里，共有8窟，是目前我國(guó)規(guī)模最大的元代道教石窟群。用三維激光掃描技術(shù)拍攝的是一座交腳坐彌勒菩薩坐像，佛像形體端莊，面容尊嚴(yán)，鬢發(fā)線條清晰，服飾莊重簡(jiǎn)練。圖像真實(shí)地保存了文物原貌，最為可貴的是文物各方面數(shù)據(jù)十分精確，如佛像的高度厚度、衣服各部位褶紋的尺寸、佛像坐落石窟的空間等在圖像中均可查，這是其他型音樂圖像難以做到的。圖像還可以虛擬展示佛像360度造型，具有高度真實(shí)感。

圖17 天龍山道教石窟造像

（二）三維激光掃描音樂圖像之學(xué)術(shù)效果分析

1.三維激光掃描音樂圖像技術(shù)之擅長(zhǎng)

音樂圖像三維掃描技術(shù)有著無(wú)需接觸被測(cè)物體、測(cè)量速度快、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高、設(shè)備方便操作與攜帶的優(yōu)點(diǎn)，作為音樂圖像學(xué)術(shù)性研究，此技術(shù)可為學(xué)者提供準(zhǔn)確、完整的一手資料。點(diǎn)云數(shù)據(jù)本身具備可測(cè)量性，可在計(jì)算機(jī)上測(cè)量任意兩點(diǎn)之間距離，根據(jù)測(cè)量的數(shù)字做深入推敲。對(duì)于后人還原古代音樂場(chǎng)景、復(fù)原古代樂器有一定作用。對(duì)大眾而言，用現(xiàn)代數(shù)字虛擬技術(shù)展示古代音樂事物的三維數(shù)字造型，使人們?nèi)缟砼R其境般真實(shí)品鑒文物，比在博物館單純觀賞展柜里的文物要更全面立體。三維激光掃描音樂圖像技術(shù)可用于數(shù)字化音樂博物館、貴重音樂文物的異地展出等。

2.三維激光掃描音樂圖像技術(shù)之瓶頸

三維激光掃描技術(shù)用于音樂圖像的掃描和記錄尚處于起步階段，對(duì)顏色不具分辨功能，因此音樂圖像的色彩則需后期加工貼圖完成。如此對(duì)音樂類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)工作而言，顯得缺乏真實(shí)性。另外音樂圖像的三維掃描技術(shù)對(duì)于如何記錄樂器的音響效果、添加解說詞、采訪信息及研究信息等方面還存在遺留問題，有待于隨著三維激光掃描技術(shù)的成熟而得到改進(jìn)。

以上本文對(duì)目前音樂學(xué)術(shù)界正在嘗試的數(shù)碼攝像音樂圖像技術(shù)、三維激光掃描音樂圖像技術(shù)及其完成的音樂圖像的學(xué)術(shù)效果進(jìn)行了分析。從目前情況看，這些數(shù)字化音樂圖像技術(shù)各有擅長(zhǎng)與短板，所以我們應(yīng)根據(jù)音樂圖像的研究目的而做相應(yīng)選擇，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以達(dá)到理想的研究目的。我們完全相信，隨著各種數(shù)字化圖像技術(shù)的提高，它們會(huì)逐步突破瓶頸、日臻完善，為音樂圖像保存服務(wù)。

為了使音樂圖像學(xué)能夠做可持續(xù)性的發(fā)展，音樂圖像技術(shù)要與時(shí)俱進(jìn)。利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展音樂圖像學(xué)這門學(xué)科，為它增添新的活力，這是音樂圖像學(xué)者攜手努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。