淺析人工智能在音樂編曲中的應用

文海良

摘? 要：從二十世紀中葉起，人工智能技術(shù)就開始滲透到編曲領(lǐng)域，主要以三種形式表現(xiàn)： 智能和弦，編曲流程中的前期智能形式;智能音色，半智能化編曲的重要形式;智能織體，編曲智能化的實際體現(xiàn)。人工智能技術(shù)的運用，大大提高了音樂編曲的效率與效果。

關(guān)鍵詞：人工智能;編曲;應用

2017年5月，世界排名第一的中國圍棋選手柯潔對戰(zhàn)人工智能棋手AlphaGo，結(jié)果以0：3完敗人工智能。這次人機大戰(zhàn)使得人們的討論焦點集中在人工智能領(lǐng)域，在驚嘆AlphaGo計算精準、運籌帷幄的同時，憧憬著未來人工智能發(fā)展對我們社會生活的各種影響。人工智能并不是新生事物，而是早在二十世紀中葉就誕生了，它是研究智能機器與機器智能的一門高技術(shù)多學科的綜合性科學，經(jīng)過幾十年的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)深入到社會的各行各業(yè)，比如智能家居、無人駕駛、語音識別、自動化生產(chǎn)等。在音樂制作領(lǐng)域，自從計算機介入后，一代又一代的音樂工程師為了實現(xiàn)高度智能化的音樂創(chuàng)制，付出了不懈的努力。2018年1月初，由人工智能完成的第一張商業(yè)發(fā)行的音樂專輯《Hello World》便是這種努力的結(jié)晶。人工智能在音樂制作領(lǐng)域中的應用情況如何，以及它們結(jié)合工作的原理是什么，本文試圖梳理人工智能在音樂編曲領(lǐng)域中的應用情況，以回答這些問題。

一、智能和弦：編曲的前期智能形式

一首成品音樂的生產(chǎn)創(chuàng)制過程通常是這樣的：詞作者寫出歌詞，再由曲作者進行譜曲，這就產(chǎn)生了一首歌曲最初的文本稿子;然后由音樂制作人進行配器編曲，做出音樂伴奏，接下來由歌手、樂手錄音進行最后階段的縮混工作，最后由母帶工程師打磨出最終的音樂成品。在這個過程中，可以看到音樂編曲環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的。在數(shù)字化音樂制作之前，這個工作流程稱為配器，就是將單旋律的歌曲編配成多樂器，由樂隊乃至樂團演奏的總譜，這也是理論作曲課的“四大件”之一。自從計算機介入音樂制作領(lǐng)域以及MIDI技術(shù)的廣泛而又有深度的運用，現(xiàn)在的音樂配器可以超越理論作曲的范疇，從而實現(xiàn)有聲編配。即借助電腦一邊配器、一邊進行實時聽辨，即見即所得、即聽即所得，配樂完成后既可以得到樂隊演奏用的總譜也可以導出數(shù)字格式的有聲音樂，人們習慣稱這一工作流程為“編曲”。

可以看出，編曲只是音樂制作流程的一部分，是將樂譜化的歌曲變成有聲音樂的關(guān)鍵步驟。如果要考察人工智能在音樂編曲中的應用情況，我們就要將其工作流程進行細分。通常編曲都要涉及以下幾個關(guān)鍵步驟與內(nèi)容，即和弦編配、音色的選擇與配置、音型織體的編寫等。因此我們考察的目標鎖定在這幾項主要的編曲內(nèi)容上，首先我們來看看編曲工作中的和弦編配。

和弦編配，就是以小節(jié)或節(jié)拍為單位，給每一、兩拍或是一小節(jié)按照一定的功能邏輯關(guān)系進行配置和弦，然后所有的樂器演奏都將按所配和弦進行演奏。它是編曲的第一步，是將單旋律音樂進行織體化演奏的基礎(chǔ)，是樂器音色縱向音高疊加的框架基礎(chǔ)。和弦編配的好與不好直接關(guān)系到音樂的可聽度以及整首歌曲的藝術(shù)品味。

目前最為人知的智能化和弦編配工具是Steinberg公司旗下音樂制作平臺Cubase中的和弦助手Chord Assistant，它根據(jù)和弦進行、關(guān)系遠近、五度循環(huán)等理論能為編曲提供和弦選配建議。不管是普通流行音樂風格類型還是爵士樂類型，均可提供有益的編配建議，這一工具不僅解決了部分編曲者音樂基礎(chǔ)知識薄弱的問題，同時配合和弦軌的使用能夠大大提升編曲的效率。

其他市面上流行的智能和弦工具還有Plugin Boutique Scaler、Suggester等。Plugin Boutique Scaler是一款專為Mac用戶設計的和弦音頻插件，是一個快速、直觀、強大的作曲助手，內(nèi)置多種和弦進行、上千個音階與模式、預置了多種不同風格類型、可以與VST和AU等插件兼容，是配置和弦的好幫手。Suggester同樣是MAC系統(tǒng)下和弦配置工具，它可以協(xié)助創(chuàng)作歌曲與和弦，幫助找到合適的和弦，既高效又有趣。

可以看到，在編曲的最初階段，即和弦配置中，人工智能技術(shù)已經(jīng)不同程度地運用進來了。雖然從事職業(yè)編曲的音樂人通常都具備比較專業(yè)的音樂素養(yǎng)，不需要太多依賴智能和弦編配工具，但對于那些沒有專業(yè)知識背景而又想從事音樂編曲的入門作者而言卻是福音，可以提供非常有益的幫助。雖然智能和弦還沒有完全替代人類的工作，但為藝術(shù)創(chuàng)作留下個性空間的同時，豐富了編曲者的編創(chuàng)思路。

二、智能音色：半智能化編曲的重要手段

編曲工作在和弦配置后，接下來的流程就是進行音色配置以及音色演奏了。音色的人工智能化進程一直在持續(xù)，從最初級的步進音序到模版演奏，再到動作探測，一直朝著智能響應、人性化演奏的方向發(fā)展。

現(xiàn)在主流的智能音色都是內(nèi)置演奏模版，即或長或短的演奏樂句，只需一個音或者一個和弦就可以觸發(fā)該樂器的樂句循環(huán)演奏。比如steinberg公司早期開發(fā)的虛擬樂手系列：虛擬吉他手（Virtual Guitarist）、虛擬電吉他手（Virtual Guitarist Electric Edition）、虛擬鼓手（Groove Agent）、虛擬貝斯手（Virtual Bassist）等，均可用不同和弦觸發(fā)樂器的自動演奏。當然，現(xiàn)在這些虛擬樂手都已經(jīng)停產(chǎn)了，因為steinberg公司將智能樂句的模式發(fā)展到了新的階段。即將所有的智能演奏都植入到兼具綜合音源屬性的采樣器HALion上，在HALion里能夠進行智能演奏的不僅僅是吉他、貝司、鼓等樂器，而是所有種類的樂器均可激活智能演奏模式。

此外，蘋果公司在智能音色的開發(fā)上也是不遺余力，并且很有自己的特色，比如跨平臺研發(fā)。蘋果公司綜合自己在手機、平板中的優(yōu)勢，開發(fā)出許多觸摸虛擬樂器，比如在iPad里的音樂應用GarageBand，就集成了諸如智能鋼琴、智能吉他、智能鼓手等西洋虛擬智能樂器，同時還開發(fā)出中國民族器樂如二胡、琵琶等可觸摸虛擬樂器。與MAC平臺的Logic互通，實現(xiàn)立體化的智能音色演奏體系。

當然，市面上除了這兩家公司之外，還有許多的樂器音色開發(fā)廠商都在推動智能音色的發(fā)展，比如Musiclab公司開發(fā)的虛擬吉他手RealGuitar、ToonTrack公司推出的虛擬鋼琴手EZKeys，Native Instruments公司推出的ACTION STRINGS/SESSION HORNS等，都是集成了演奏樂曲，通過和弦來進行觸發(fā)演奏。還有的廠商將動作智能探測技術(shù)應用到音色的制作上，比如Best Service公司開發(fā)的小提琴音色Chris Hein Solo Violin，可以通過對鍵盤演奏的動作進行預判來調(diào)用不同的音色技法演奏樣本，以此獲得更為細膩的音色演奏。

總之，智能音色種類繁多、不勝枚舉，歸結(jié)其特點就是將樂器音色與演奏織體合二為一的屬性。在選擇音色的同時，也可以選擇演奏音型，這樣就可以在已配和弦的框架下快速完成音色的織體演奏。

三、智能織體：編曲智能化的實際體現(xiàn)

音樂的本質(zhì)，在一定程度上可以理解為各樂器音色在縱向音高坐標上，按和弦音排列后在橫向時間坐標上的流動過程，這種縱向音高排列與橫向時間坐標上的演奏進程就構(gòu)成了一張網(wǎng)，也就是我們常說的“音樂織體”。在智能編曲剛開始發(fā)展的時候，就有人設想，能不能先設定好縱向演奏的和弦，然后用預設好的演奏織體按已設的和弦進行演奏，這就成自己做的音樂了。于是，自動伴奏就應運而生了。

自動伴奏相對于智能音色而言，更加的全面，因為演奏織體中包含了某種風格類型的所有樂器音色。通俗地講，它使編曲變得更加“傻瓜”了，從另一個角度看，這實際上是編曲智能化的一種體現(xiàn)。

率先應用自動伴奏技術(shù)的是在硬件領(lǐng)域，即電子琴的開發(fā)與應用上。它使電子琴的演奏與教育得到較為廣泛的普及與推廣，現(xiàn)今甚至成為了電子琴的標準配置。

用電子琴的自動伴奏能夠進行現(xiàn)場的演出，但要用它進行音樂制作，硬件設備所具有的缺陷也暴露出來。比如設備連接的底噪、演奏的不可編輯性等，于是，裝在計算機里的自動伴奏軟件就被研發(fā)出來了?，F(xiàn)在市面上最有代表性的智能作曲軟件是PG Music公司開發(fā)的Band in a box，用它進行編曲的流程很簡單：首先按小節(jié)/節(jié)拍輸入和弦，然后再選擇一個風格演奏類型，接著設置好段落格式，這樣一首歌曲的伴奏就做出來了。當然，除了這種半智能化的作曲模式外，Band in a box還可以完全自主地按照所設音樂條件自動生成帶旋律的音樂，這是高智能的自動作曲模式。

Band in a box自動編曲依賴的是國際通用的MIDI標準，能夠?qū)С鰳藴实腗IDI文件。但是隨著插件音源的興起，許多好的音源并不能應用進來，因此PG Music公司在Band in a box自動作曲的技術(shù)上又開發(fā)出了RealBand，結(jié)合虛擬音源與真實音軌，可以獲得高品質(zhì)的聲音，這把智能音樂的創(chuàng)制又推進到了一個新的階段。除了Band in a box外，也還有很多跨平臺開發(fā)的智能作曲軟件，比如魔音智能作曲、ChordMusic、JAMMER等，但它們的普及推廣程度遠不及前者。

四、結(jié)語

人工智能技術(shù)已經(jīng)深入到音樂編曲的各個流程之中，不但大大推動了編曲技術(shù)的革新發(fā)展，同時也將編曲的工作效率、效果進行了較大提升。當然，我們也應該看到，人工智能技術(shù)的應用從來都是在人們的取舍之中，藝術(shù)作品的個性空間是藝術(shù)家們最后的一塊自留地?，F(xiàn)階段，我們鼓勵人工智能技術(shù)的發(fā)展并使其協(xié)助藝術(shù)創(chuàng)作，而不是取代人類的藝術(shù)創(chuàng)造。

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作者簡介：文海良，湖南科技大學藝術(shù)學院講師，主要從事計算機音樂研究。