竹笛音色應(yīng)用與采樣分析

張建文

摘要：竹笛是我國民族樂器中最具代表性的樂器之一。歷史悠久，承載著豐富的歷史文化底蘊(yùn)。熟知度高，音色的辨識度突出、穿透力強(qiáng)，表現(xiàn)力豐富。竹笛在民族音樂應(yīng)用中具有不可替代性，被眾多音樂創(chuàng)作者廣泛使用、情有獨(dú)鐘。無論是歌劇、戲曲、交響樂、音樂劇、民族聲樂作品、電子音樂等各種形式，都能看見竹笛的身影。錄音采樣、頻譜分析對竹笛音色的頻率范圍和動態(tài)范圍有很好的指引性。通過對音色的變形制作可將其運(yùn)用到更為廣泛的音樂作品中。更為重要竹笛音色的應(yīng)用、變形與拓展為樂器本身改良、升級、創(chuàng)新提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：竹笛應(yīng)用;音色采樣;算法分析

研究意義

竹笛樂器的應(yīng)用，音色的采錄、分析、算法、變形與制作，為今后竹笛藝術(shù)進(jìn)一步拓展國際音樂創(chuàng)作市場提供更為廣闊的發(fā)展空間。通過采樣分析研究進(jìn)一步確立竹笛藝術(shù)（竹笛音色）特殊性和重要性，為今后竹笛改良提供必要的理論基礎(chǔ)。更深層次豐富了音樂家在創(chuàng)作中多樣性選擇和特殊性要求，折服于竹笛音色及變形那不可思議的創(chuàng)造力。

一、竹笛起源與形態(tài)

賈湖骨笛，民族樂器的始祖，距今已有 8000 多年的歷史（出土于中國河南省賈湖遺址）。賈湖骨笛共計(jì)出土約 20 多件不同樣式的骨笛，其中包含有5孔、6 孔、7孔和8孔等多種樣式，大多是截取仙鶴（丹頂鶴）尺骨（翅骨）制成的骨笛，且能夠演奏中國傳統(tǒng)的五聲音階和七聲音階，甚至可以演奏不同少數(shù)民族的民族樂曲。“笛”最早出于《史記》記載中，"黃帝使伶?zhèn)惙ブ裼诶ヘH、斬而作笛，吹作鳳鳴"。而“骨笛”“竹笛”作為具有鮮明特色的華夏民族樂器，其發(fā)音溫婉、清脆、動聽，古人亦謂“蕩滌之聲”，始名為“滌”。自古以來，笛子就是我國廣為流傳的民族吹奏樂器，其材質(zhì)用天然竹子所制，所以也稱為"竹笛"。近現(xiàn)代以來，竹笛的發(fā)展和改良越來越豐富多樣化。從材質(zhì)的選擇，體型的大小、長短，孔位的變化，應(yīng)用的領(lǐng)域，無一不彰顯出竹笛正在經(jīng)歷一次跳躍式的改良發(fā)展。形態(tài)豐富，品種繁多。熟知度最高的是梆笛、曲笛、定調(diào)笛。另外還有短笛、豎笛、七孔笛、八孔笛、十一孔笛和玉屏笛等。笛子在樂隊(duì)中扮演著重要的角色，是民族樂隊(duì)中不可或缺的旋律樂器，常以獨(dú)奏形式存在，也可以重奏、合奏。

二、竹笛音色應(yīng)用

竹笛作為最具鮮明特色的民族性樂器，它的音色一直以來都是創(chuàng)作者們所親睞的，對于音樂的幫襯和層次上的豐富起到畫龍點(diǎn)睛的效果。傳統(tǒng)民族民間音樂更是離不開竹笛的襯托。尤其是中國傳統(tǒng)戲曲音樂，在戲曲音樂的結(jié)構(gòu)中舉足輕重。竹笛作為伴奏織體參與其中，淋漓盡致體現(xiàn)出其本身旋律性的特點(diǎn)和音色的獨(dú)特性，也是戲曲音樂結(jié)構(gòu)中御用的伴奏樂器。

例如，中國戲曲“黃梅戲”音樂，《天仙配》《女駙馬》《牛郎織女》《打豬草》等。竹笛對于音樂性的拓展、音樂的張力、音樂調(diào)性拔高可謂是功不可沒，先聞其聲，便知其名。長久以來也是形成黃梅戲音樂伴奏織體中固定的精髓所在。

竹笛藝術(shù)與戲曲的相互作用是我國勞動人民在長期的生活中逐漸演變形成的，兩者相輔相成、默契搭配，是中國戲曲藝術(shù)在不斷發(fā)展中凝聚的結(jié)晶。提到“黃梅戲”就不得不提及“昆曲”和“秦腔”。昆曲的經(jīng)典曲目：牡丹亭、長生殿、桃花扇、浣紗記;秦腔：蘇若蘭、賣酒、斬秦英、二進(jìn)宮、蘇武牧羊、呂布戲貂蟬等。無論是曲目還是選段，竹笛藝術(shù)與戲曲藝術(shù)進(jìn)行了數(shù)次的完美結(jié)合，竹笛的托腔、行腔、旋律再現(xiàn)以及情景銜接，表達(dá)了中國戲曲藝術(shù)對竹笛音色的獨(dú)到訴求。這種體系構(gòu)建是在長久的戲曲歷史中錘煉出來的。

此外，竹笛也廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代音樂中，交響樂、歌劇、戲曲、音樂劇、民族聲樂、流行音樂、電子音樂、影視配樂等。竹笛的運(yùn)用無一不展現(xiàn)出它強(qiáng)大的民族特色（音樂生命力、傳播力、影響力）。這是民族器樂的代表，更是民族文化傳承。

三、竹笛音色采樣

竹笛種類豐富，這里主要對梆笛、曲笛兩種類型進(jìn)行不同音高、音色、演奏技法、時(shí)長、音質(zhì)的采樣與制作。對竹笛音色進(jìn)行采樣主要是挖掘其音色的獨(dú)特性，便于未來虛擬音樂編配提供多種可能性。

首先，具備相對標(biāo)準(zhǔn)的錄音棚及聲學(xué)環(huán)境，才能對竹笛的音色進(jìn)行干聲采錄。需要多種錄音設(shè)備共同完成。（電腦終端、專業(yè)多通道聲卡、專業(yè)拾音設(shè)備、發(fā)放、壓縮器、限制器、分配器、監(jiān)聽耳機(jī)、監(jiān)聽音箱、數(shù)控臺、專業(yè)宿主軟件等）其次，對于竹笛調(diào)性的選擇，一般從 G 大調(diào)（曲笛）開始，依次為 bA 大調(diào)、A 大調(diào)、bB 大調(diào)、C 調(diào)、D 調(diào)、E 調(diào);到 bE 調(diào)（綁笛）、F 調(diào)、G 調(diào)、A 調(diào)、bA調(diào)、B 調(diào)、小 c 調(diào)綁笛。竹笛的音階范圍通常在 2 個(gè) 8 度以上，以 C 調(diào)曲笛為參考，從低音 5 到高音 5，再往上拓展純五度為止。鋼琴上的對應(yīng)音域是：c1G（so）到 c4D（re），理論上可以更高，但在實(shí)際的演奏中已到達(dá)極限。傳統(tǒng)的曲笛和綁笛音域范圍相同。

第三，演奏人員的選擇上一定是竹笛專業(yè)演奏員，對于竹笛演奏氣息的控制、音色音準(zhǔn)的表達(dá)、演奏技法熟練都應(yīng)有精準(zhǔn)的呈現(xiàn)。采樣出來的初始素材就會有較高參考標(biāo)準(zhǔn)。依次對每個(gè)音進(jìn)行的延音、長音、顫音、疊音、打音、頓音、氣震音、滑音、吐音（單雙三吐音）、墊音、漣音、泛音、花舌音、循環(huán)音等演奏技法進(jìn)行采錄，形成竹笛奏技法音色庫。根據(jù)錄制要求，每次錄制要設(shè)置錄制距離（樂器與拾音設(shè)備的距離），提高和保證拾音采樣的準(zhǔn)確性。一個(gè)音，一組演奏技法采錄完大約是 20 次/種），19 個(gè)音全部采錄完大約是 330 次（有效次數(shù)），另外 50 次演奏技法無效（實(shí)際演奏超高音有部分失真無效）。

第四，錄制設(shè)備調(diào)試。拾音器模式選擇，在單個(gè)錄制時(shí)，一般錄制模式選擇“心形”模式，“心形”模式更好地將聲音采錄進(jìn)行集中，縮小采錄拾音范圍。對于多軌錄制，可采取“8 字形”、“環(huán)形”錄制模式。綁笛的錄制距離維持在25cm 至 50cm 之間，根據(jù)響度相應(yīng)調(diào)整。曲笛錄制距離保持在 15cm 至 30cm 之間，有效錄制低音區(qū)域。前置發(fā)放壓縮：對于輸入音頻信號（Ip）壓縮比設(shè)置的是4/3，前置增益提高 5 至 8 個(gè)分貝（db）。動態(tài)實(shí)時(shí)壓縮輸出信號（Op）至聲卡端的是-0.5（db），保持信號不過載。輸入信號壓縮的主要目的是要提高輸入源的響度和增強(qiáng)原始動態(tài)范圍，更真實(shí)還原原始音質(zhì)。數(shù)字音頻聲卡主要作用于解析音頻精度，解析范圍有限，通常將聲卡采樣率設(shè)置成 48000Hz，比特率為 32bit，通道模式設(shè)為直通采錄。每一路輸入信號對應(yīng)每一路軌道設(shè)置，對輸入軌道進(jìn)行標(biāo)色和標(biāo)記，有效統(tǒng)一管理音頻的位置和內(nèi)容。輸入通道的預(yù)設(shè)效果器中不需要加載任何效果器，保持原真干聲輸入。

第五，錄制的方法要采用分類、分級、分開的錄控模式，在開源的宿主軟件系統(tǒng)中可以預(yù)設(shè) 8 通道錄制模板，進(jìn)行有效切換錄制（既可 solo，也可混錄、疊錄）。如果是多通道錄制就要與硬件數(shù)字調(diào)音臺或者虛擬數(shù)字調(diào)音臺進(jìn)行有效連接，對于每路信號源精準(zhǔn)把控，才是數(shù)控臺的意義所在。

四、竹笛音色頻譜分析與算法

頻段分析：竹笛音階的每一個(gè)音高進(jìn)行采錄后，在輸出末端掛載 4 個(gè)頻段的頻譜分析效果器 PAZ-Analyzer，檢測每個(gè)音高、音色的頻譜特征，可觀察音高的頻響范圍和音色動態(tài)范圍。由于是采錄，在后期制作過程中基于電腦本身二進(jìn)制算法，再加上 Project setup 輸入端口固定設(shè)置的采樣率和比特率，以保證后期輸出算法的一致性，統(tǒng)一合成器加載標(biāo)準(zhǔn)。如，以鋼琴上中央 C 鍵、A 鍵為準(zhǔn)，目前國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為 261.6hz、440hz。以曲笛 C 調(diào)對應(yīng)錄制，得出 C 音的采樣頻率在 240hz 至 280hz 之間;A 音的采樣頻率在 435hz 左右。這與鋼琴的標(biāo)準(zhǔn)有所差異，是原于本身材質(zhì)不同。鋼琴屬于弦震動，金屬材質(zhì);竹笛屬于氣膜震動，竹類材質(zhì)。材質(zhì)的密度、屬性不同，會導(dǎo)致采樣的結(jié)果有差異。同樣，頻譜分析儀對竹笛音色采樣的頻率分析結(jié)果也印證了采樣的正確性。

這里的算法主要指竹笛音色采樣完成后，進(jìn)入合成器進(jìn)行二次加載時(shí)的算法。此時(shí)的算法與前期固定設(shè)置的采樣率和比特率有直接關(guān)系。涉及到二次加載，第一步要解決采樣的格式問題。通常選取的音色主要集中在宿主軟件音色庫中，每一個(gè)音色庫就是一個(gè)單獨(dú)的合成器，以掛載的形式放置在開源的宿主軟件中，也可以是一個(gè)單獨(dú)的音色軟件。使用前都需預(yù)設(shè)成 PC 模式下 VST及VST拓展形式，音源音色庫下設(shè)菜單欄會以分級狀態(tài)呈現(xiàn)。如，C：＼Program Files（x86）＼Steinberg＼VstPlugins＼＼C：＼ProgramFiles

（x86）＼EastWest＼Colossus＼Colossus＼Library＼Instruments＼Acoustic Drumkits 等路徑形式存在。關(guān)鍵在于合成器對應(yīng)的格式。Kontakt系列合成器采樣對應(yīng)的虛擬路徑格式是nki格式，而實(shí)際音色包壓縮的讀取格式是 nkc 格式。前期采樣的音頻格式統(tǒng)一為WAV無損音頻格式，后期經(jīng)過合成算法統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為虛擬nki、nkc以及其他合成器需要的格式。極端情況下WAV格式是可以直接進(jìn)行掛載，前提是要按照規(guī)定的路徑放置在標(biāo)準(zhǔn)的子文件夾內(nèi)（Library＼Instruments 或 Contents）。這里的算法就是將十進(jìn)制算法通過計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制算法，便于讀取。

十進(jìn)制如何轉(zhuǎn)二進(jìn)制：將該數(shù)字不斷除以2直到商為零，然后將余數(shù)由下至上依次寫出，即可得到該數(shù)字二進(jìn)制表示。如，數(shù)字21轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為10101。將音頻格式先以十進(jìn)制形式儲存，然后通過進(jìn)制轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制編碼，每個(gè)編碼對應(yīng)虛擬采樣的nki格式，通過合成器以虛擬鍵盤的形式呈現(xiàn)。這樣的算法既不會出錯，更會精準(zhǔn)對應(yīng)鋼琴鍵盤上的音階。虛擬鋼琴鍵盤上中央C觸發(fā)的編碼是10101，而10101對應(yīng)的是21號十進(jìn)制數(shù)字，只要把 21 號十進(jìn)制數(shù)字觸發(fā)預(yù)設(shè)成竹笛音頻的C音，我們在合成器鍵盤上點(diǎn)擊中央C時(shí)，就會聽到C調(diào)的竹笛發(fā)出C（do）音。

五、竹笛音色的變形制作

音色上的變化會帶來情緒上的起伏，人對于固定、熟知事物的形態(tài)和音色是具有能動條件反射和提前預(yù)知。但只要改變其原有的振動頻率，一切固定的形態(tài)和音色就會變得截然不同。傳統(tǒng)意義下，我們對竹笛音色的需求足以通過采錄來獲取，在音樂的創(chuàng)作和編配中可以物盡其用。想要獲得額外音色樣本，就需在原有基礎(chǔ)上利用音頻軟件及工具進(jìn)行變形制作。張藝謀武俠三部曲中的《英雄》開篇音樂“蒼”，譚盾采用的是小提琴聲音變形得來的。音色變形有利于拓展音色應(yīng)用范圍，進(jìn)一步挖掘音色使用的市場空間，豐富音色種類。在現(xiàn)代音樂編配、電子音樂制作、影視配樂方面可展現(xiàn)出無限的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用空間。

在實(shí)際演奏中，竹笛的泛音列只存在中低音階，向上純五度即是泛音列的構(gòu)成。而竹笛在演奏超高音 1-do 和 2-re 時(shí)，泛音列不存在，在合成器中也得不到完全解決。需要通過音色變形可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量錄入與加載。在此，運(yùn)用到的是Nuendo/Cubase 效果器中的多段 EQ、delay、filter、Step filter/tonic、Transpose、Sizing Applies Time Stretch 等功能?？蓪⒏咭?7-si 直接通過變形手法改變音程關(guān)系達(dá)到所需音階。反之，亦可將低音 5-so 向下延展至更低音域。當(dāng)原音與變形音之間的關(guān)系值到達(dá)一定范圍時(shí)，變形效果就會越明顯。如需音質(zhì)保持不變，則需原有的音色時(shí)長（時(shí)值）做出相對應(yīng)調(diào)整。成千上萬的電子音色都是通過自然音色變形出來的，現(xiàn)在的編曲風(fēng)格復(fù)雜多樣，變形音色參與其中，已經(jīng)成為音樂、影視制作中的不可或缺的一部分。竹笛音色的長音既可以變形近似管樂聲，也可以變形成風(fēng)聲。諸多創(chuàng)作者在影視配樂中僅僅一件樂器就可以制作出一組影視配樂，功能強(qiáng)大到難以置信。由此可見，竹笛音色的變形足以讓竹笛這件喜聞樂見的民族樂器在今后的音樂、影視舞臺上大放異彩。

六、結(jié)語

竹笛音色變形超越了原有本質(zhì)音色范疇，在一定程度上也觸發(fā)了竹笛改良的契機(jī)。可對原始材質(zhì)、大小、長短、孔距、孔數(shù)、發(fā)生原理做出改變，創(chuàng)造出新類笛。當(dāng)前竹笛的改良處于發(fā)展的試探期，大部分還沒有超脫出原有的本質(zhì)。有部分類似電子管合成器已經(jīng)開始向民族樂器伸出橄欖手。未來竹笛本身改良和音色的應(yīng)用在市場中大有可為。

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