電子音樂兩種不同空間模式的發(fā)展與對比

●喬 楊

（北京大學藝術學院，北京，100080）

20世紀60年代，隨著計算機的普及，電子音樂領域出現了一批以麥克斯·馬修斯（Max Mathews，1927-2011）、讓·克洛德·里賽特（Jean-Claude Risset，1938-2016）、約翰·喬寧（John M Chowning，1934-）為代表的計算機音樂作曲家。與法國、德國等傳統(tǒng)流派的電子音樂作曲家不同的是，他們使用另外一種方式來尋求電子音樂的空間表達：相比較于使用調制濾波器等方法，計算機音樂作曲家更多的是使用基于計算機算法來向聽眾構建一個數字的、虛擬的聲音混響空間場景。隨著科技的不斷進步，兩種不同的空間模式使得電子音樂空間場景的發(fā)展由最初的立體聲、四聲道、5.1、八聲道等一步步發(fā)展到今天的環(huán)繞聲、沉浸式、360度空間，其空間表現變得日趨完美。

總結來說，以時間發(fā)展為脈絡，把電子音樂“聲音空間”做一個簡單的總結，一共分為兩條不同的發(fā)展線索：第一條線索跨越了具體音樂、磁帶音樂和電子聲學音樂時期，我們把它統(tǒng)稱為“經典電子音樂時期”。這個時期從1 9 5 1 年法國電子音樂先驅皮埃爾·舍費爾（Pierre Schaeffer，1910-1995）“空間化投射的理念”到1958年德國先鋒作曲家卡爾海因茨·斯托克豪森（Karlheinz Stockhausen，1928-2007）“均等四聲道”的空間標準再到1974年法國電子音樂作曲家弗朗索瓦·拜勒（Fran?ois Bayle，1932-）的“Acousmonium”揚聲器系統(tǒng)為典型代表，這條線索一步步趨于成熟、完美，在空間細節(jié)上發(fā)展到極致，并且這個系統(tǒng)在現在電子音樂的創(chuàng)作演出中仍占據主要地位。第二條線索是計算機音樂時期，從1957年美國計算機音樂作曲家麥克斯·馬修斯開啟“數字化空間創(chuàng)作”到1964年法國作曲家讓·克洛德·里賽特通過“小號音調研究”揭示了人耳對于聲音感知的感性理解，最后美國計算機音樂作曲家約翰·喬寧在兩者基礎上形成“虛幻空間場景”這一理念。這一理念更多的是針對以喬寧為代表的計算機音樂獨特的“聲音空間”處理方式，這條線索是開辟了一條新的思路，更加個人化且操作難度也更高，兩種不同的聲音空間模式呈現出不同的歷史延展。

本文將從聲音空間技術平臺的設計、聲音空間的構建和聲音空間的擴散系統(tǒng)這三個方面對“經典電子音樂”與計算機音樂進行對比分析、歸納總結。

一、聲音空間技術平臺的設計

（一）經典電子音樂時期聲音空間的發(fā)展

1.皮埃爾·舍費爾“空間化投射”的理念——超越立體聲的首次嘗試

舍費爾在創(chuàng)作的初期就向聽眾引入空間概念：1951年，皮埃爾·舍費爾與法國電子音樂作曲家皮埃爾·亨利（PierreHenry，1927-2017）共同創(chuàng)作了作品《為一個人的交響樂》，他在演出時使用了一臺叫做“空間電位器（Space potentio meter）”的設備進行現場演出的空間化投射；空間電位器由四個金屬圓環(huán)和一個操縱控制器組成，由一位投射者（表演者）在舞臺上實時操縱控制，投射者將控制器放置到四個音箱中的任意一個，預先錄制好的音軌被激發(fā)播放音樂片段，這一在空間中不斷運動的音軌與其他四個預制好的聲道結合在一起共同完成作品的演出。舍費爾在談到這個聲音空間投射的實驗時說：“這種新的方式是聲音空間化最強有力的論證，并且，相對于立體聲這一詞匯我認為空間音樂對這種新方法的描述更加貼切?！盵1]

2.卡爾海因茨·斯托克豪森“均等四聲道”——確立了四聲道的空間標準

斯托克豪森早期的代表作品是他創(chuàng)作于1958-60年的四聲道磁帶音樂作品《孔塔克特》，這部作品標志著斯托克豪森對音樂聲音空間認識逐漸成熟的轉變過程，同時受到了法國具體音樂的影響。他在這部作品中真正確立了四聲道創(chuàng)作的概念及電子音樂創(chuàng)作的部分標準，對電子音樂空間的發(fā)展起到極為重要的推動作用。在這部作品中，作曲家對于空間音響的技術運用極為精細準確，對音響及樂器的布局作了嚴格詳盡的說明：

作品是為打擊樂、鋼琴和四聲道磁帶而作，作曲家“希望既能提供器樂演出，同時又能通過4組揚聲器（從前、后、左、右四個方向）播放四聲道磁帶；也可以（在左、右兩個盡頭）播放兩個聲道的磁帶；揚聲器可在器樂演奏員的前面或后面，位置可以安排在大廳的兩個對角；建議每個聲道應該由多組揚聲器播放，聲音會比單一的揚聲器柔和些?！雹?/p>

在總譜中，作曲家用羅馬數字對揚聲器也按照方位的不同進行了標定：I 是左面的揚聲器，I I 是在前面，III在右面，IV在后面；同時作曲家還借助一些特殊詞匯來對聲音的運動方位進行了形象化描述，如“Alternierend”表示聲音播放在揚聲器之間不斷交替、“Rotation”表示聲音在標出的速度中向右或左旋轉等。

另外，斯托克豪森也是最早提出聲音的多層次空間組合（The Multi-Layered Spatial Composition）[2]：它是指聲音不僅要有方向上的變化，同時在距離遠近上也要有對比變化。

斯托克豪森在《孔塔克特》及其他作品中使用的電子音樂空間標準，如四聲道、音響布局、多層次聲音空間等都為后來的作曲家提供了一個標準范式，為音樂空間的發(fā)展起到重要的推動作用。

3.弗朗索瓦·拜勒“Acousmonium系統(tǒng)”——確立電子音樂演出的空間范式

Acousmonium系統(tǒng)，又稱揚聲器樂隊，是由法國電子音樂作曲家弗朗索瓦·拜勒于1974年為INA-GRM②設計推出的一款新的聲音擴散系統(tǒng)。Acousmonium系統(tǒng)的空間設計和構成都要根據演出實際場地、具體曲目甚至觀眾的需求而做出不同的改進和變化。相比于其他的電子音樂音響裝置，Acousmonium系統(tǒng)的技術配置要求非常簡單，只要一個播放終端將電聲信號輸出到控制臺，把相同的信號分散為多個音軌，并且逐一對應到分布在聲場各個位置的揚聲器，藝術家便可以在控音臺上實現對整個聲場的掌控[3]。以Acousmonium系統(tǒng)為代表的電子音樂時期更多使用一個通用的技術平臺，即A c o u s m o n i u m 系統(tǒng)構成的多點投射的技術平臺，至此，Acousmonium系統(tǒng)確立起電子音樂演出的空間范式。1998年，作曲家丹尼斯·杜佛特（Denis Dufour，1953-）創(chuàng)造性的使用兩套Acousmonium系統(tǒng)共同演奏一部作品，兩套系統(tǒng)分別負責作品中兩種不同的聲音細節(jié)（環(huán)境聲和音色細節(jié)），兩套系統(tǒng)更加明確地表現出聲音空間的豐富性、多維性，將“經典電子音樂時期”的空間發(fā)展一步步推向頂峰。

（二）計算機音樂時期聲音空間的發(fā)展

1.麥克斯·馬修斯——開啟了“數字化空間創(chuàng)作”的先河

1 9 5 7 年，計算機音樂之父麥克斯·馬修斯借助IBM704計算機，使用機器匯編語言編寫了人類史上第一個計算機音樂程序Music-I，名為《銀色的天平》。這是一段由數字及編碼組成的時長17秒的計算機音樂，并借助計算機合成出了三角波形，第一次使用計算機產生數字音頻信號，為作曲家開辟了一種全新的數字化創(chuàng)作方式。

我們通常提到的“數字聲音合成”是指使用數字描述來替代聲音信號，并且使用計算機來處理這些數字，而這些數字就包含了聲音信號的一系列創(chuàng)建、操作和重置，使用數字聲音合成的方法合成聲音比模擬方法更多變。此后，馬修斯在Music-V程序的基礎上開發(fā)了時下最流行的C Sound 和C Music，這是對計算機音樂及其數字化處理、創(chuàng)作影響最為廣泛的程序。時至今日，計算機音樂作曲家最常用的作曲及空間處理、創(chuàng)作Max/Msp軟件也是在此基礎上發(fā)展而來。馬修斯后來開發(fā)了3D無線指揮棒，這是任天堂、索尼以及微軟開發(fā)的手勢控制器的前身，這個設備由兩根外觀類似定音鼓槌的鼓棒組成，配有天線，用戶可以像指揮那樣揮動指揮棒，揮動的同時就可以在空間中控制以MIDI格式存儲在電腦上播放的音樂的速度、音響動態(tài)和聲響。

馬修斯曾在1963年寫道：“與傳統(tǒng)演奏樂器相比，計算機作為音樂聲音來源理論上沒有任何局限性?！盵4]對于任何曾經產生聲音并試圖用當時的模擬技術模擬聲學樂器聲音的人來說，這是一個大膽的主張，是他們的探索換來了迅速發(fā)展的數字技術的潛力。馬修斯說，“限制計算機音樂發(fā)展主要是受到成本和人們心理聲學知識的限制，而這些限制正在迅速消退?！笔聦嵶C明，計算機成本的降低是一個遠比增加聽覺系統(tǒng)知識更容易處理的問題，也正是得益于馬修斯在數字化處理的一系列探索，使得今天計算機音樂作曲家在計算機的幫助下在聲音合成及聲音空間處理上走得更遠。

2.讓·克洛德·里賽特“小號音調研究”——揭示了人耳對于聲音感知的感性理解

讓·克洛德·里賽特與麥克斯·馬修斯和約翰·喬寧一起被認為是聲音合成方面開創(chuàng)性的人物，他們從1964年開始在貝爾電話實驗室進行擴展聲學、心理聲學理論的研究，他們選擇使用計算機來分析真實的樂器音調，然后使用從分析中導出的物理描述來合成這些音調，最后將合成的音調與原始音調進行比較，作為衡量分析和判斷合成成功與否的一種方法，這種方法在許多無法區(qū)分的合成音調與原始音調上取得了顯著的成果。在這個過程中，里賽特通過音調過程的演變來對樂器的頻譜做了一些有洞察力的觀察，其中最突出的貢獻是他對小號音調的研究。里賽特在一個音調的起音部分發(fā)現了小號的標志性音色：頻譜的諧波振幅的演變在起音部分是快速的、復雜的，但卻是循環(huán)往復的。作為音調的整體振幅，音調越高，其高次諧波③的數量也就越多。[5]然而，人耳對于這個模式是無法辨別的，因為根據格式塔心理學④的“共同命運法則”⑤，它是作為一個整體來聽到的，在這個法則中，向同一方向移動的組成部分會被視為一個整體。然后，里賽特通過制定一種算法，在保留了小號聲音信號中不可或缺的音色屬性基礎上，大大減少了有效模擬所需的數據：頻譜的中心隨著音調整體振幅的增加而會產生頻率上移。

眾所周知，在制作一個簡單的小號音調中所需的物理復雜性是非常高的，里賽特對于聲音感知相關特征的重要研究是一個里程碑，他的工作證明了聽覺系統(tǒng)在某種程度上是有選擇性的，而不是全部的，正因如此，他才可以在一個物理極其復雜的音調中鑒別出聲源中小號標志性音色。而對于各種物理聲學特性的聲音的感性理解不僅對心理聲學領域很重要，它在音樂創(chuàng)作、聲音合成等新興領域同樣發(fā)揮至關重要的作用，由于計算機運算的限制以及傅里葉合成和數字信號處理的復雜性導致如果沒有里賽特這項工作，計算機音樂的合成在數量和質量上都會大大降低。

3.約翰·喬寧——開啟了“虛幻空間場景”的技術創(chuàng)新

喬寧在1964年使用斯坦福大學人工智能實驗室的計算機系統(tǒng)創(chuàng)建了一個音樂程序，同年，他開始研究并于1966年提出了第一個廣義聲音定位算法，1967年，他發(fā)明了調頻合成算法，并將此算法授權雅馬哈公司，因此促成了電子樂器史上最成功的合成引擎。他早期的三部代表作品：《特萊納斯》（Turenas，1972）、《紋》（Stria，1977）和《聲音》（Phoné，1981）以獨特的方式使用并驗證了他自己的聲音空間化定位和調頻合成算法。而他最具代表性的人聲與計算機的交互音樂作品《人聲》（Voice，2005）是使用Max/Msp軟件為女高音獨唱和交互式計算機而作，驗證了他對于“虛幻空間場景”的技術革新。

關于“虛幻空間場景”空間設計理念是以計算機為依托，借助Max/Msp等軟件自行設計、搭建的個性化的技術平臺。在技術環(huán)節(jié)上通過在聲音合成、聲音的傳播與定位、人耳對于聲音感知以及聲音擴散系統(tǒng)四個方面對其“虛幻空間場景”的技術手段進行剖析，四個不同的技術方向綜合起來就構成了“虛幻空間場景”這樣的技術模式。這些技術模式總結起來說就是作曲家依托計算機平臺，以算法為基礎，借助聲音合成、調頻合成、混響、程序設計等技術手段，同時將聽覺與視覺等人類感知系統(tǒng)聯(lián)系起來創(chuàng)作出一個全新的電子音樂聲音空間，并建立起獨特的“虛幻空間場景”的空間理念。

喬寧通過自行搭建的技術平臺完成了他對計算機與現場演出樂器（如女高音等）的同步、對聲音空間及演出擴散系統(tǒng)的設計，由于個性化平臺的應用，使得“虛幻空間場景”在其作品中有了更好的體現。

二、聲音空間的構建——預置聲音空間與數字化空間的對比

正如前文提到的經典電子音樂時期和計算機音樂時期由于各自所處不同時期、不同技術手段以及技術路線的不同導致了作曲家對于聲音空間構建方式的不同處理手段。

總結來說，經典電子音樂時期主要采用預制聲音空間的方法，這一時期的作曲家借助硬件效果器，或是在硬件效果器采樣基礎上預置合成的類似GRM TOOLS等軟件來對作品的聲音空間進行處理；而計算機音樂時期的作曲家則是在依托計算機平臺基礎上使用算法合成形成的數字化聲音空間。經典電子音樂時期以對聲音的修飾為目的，其聲音空間是通過預制效果器來達到對電子音色及聲學樂器的空間“潤色”，而計算機音樂時期則是借助計算機算法向聽眾營造一個全新的聆聽環(huán)境，以此來達到音樂表達的目的。兩者的差異同時也是電子音樂與計算機音樂的對比：電子音樂更多的是強調聲音的音色、品質，而計算機音樂更加強調聲音的獨特性、唯一性。

三、聲音空間的擴散系統(tǒng)——固定模式與自動化的對比

經典電子音樂時期的擴散系統(tǒng)以Acousmonium系統(tǒng)為代表，初期的Acousmonium系統(tǒng)就已經由80只不同規(guī)格、型號的揚聲器組成，最初使用磁帶錄音機進行現場聲音的重放，揚聲器的配置根據作曲家作品和審美的不同有較大差異，其聲音擴散是通過一個或多個調音臺串聯(lián)，同時配合調音臺控制推子實現。大量不同聲場特性的揚聲器通過一只推子對應一只揚聲器的方式，或者也可設置為一個輸入信號給到多個揚聲器進行聲音擴散控制，這種方法對作曲家的現場實時控制提出一定的要求。

該系統(tǒng)最顯著的特點就是采用非對稱的揚聲器陣列，而其他同類系統(tǒng)更傾向于采用嚴格對稱的布局，相比其他系統(tǒng)，Acousmonium具有更強的靈活性。該系統(tǒng)被運用于聲音的多點投射，是目前應用最廣、技術最為成熟的聲音空間及擴散系統(tǒng)，至今仍被大量運用，法國INA-GRM的電子音樂現場演出一直使用這個系統(tǒng)，歷屆的北京國際電子音樂節(jié)的現場也常用這種聲音擴散制式。

總結來說，經典電子音樂時期Acousmonium系統(tǒng)聲音的擴散主要依賴于揚聲器的數量及擺放位置以此來達到作曲家理想的空間化表演。這類音樂節(jié)目的演出擴聲通常又被稱作“現場擴聲”，具體操作是對所有現場樂器經過拾音后，然后輸入進調音臺、效果器等制作工具來對被擴聲源的音量平衡、音色、聲像、聲壓級等進行重新合成。這種方式是對樂器演奏的徹底解構，并經過技術手段來重構的，這個方法即是我們常說的聲音的多點投射，其聲音的擴散對于聽眾所處的位置也要求較高：只有當聽眾處于所有揚聲器的投射區(qū)域正中時，其才能達到作曲家要求的聆聽效果，這顯然對于電子音樂的發(fā)展帶來了一定的限制；并且Acousmonium系統(tǒng)使用固定的聲場、音響布局，一經作曲家設置好后，在演出現場不可改變。

計算機音樂作曲家對于聲音的擴散設計是在此基礎上削弱了揚聲器對于聽者位置的限制，正如前文所提到的：“虛幻空間場景理念”為后來所有“聲音空間自動化”提供了一個核心框架，該理念通過設計出一個計算機程序，然后在一個虛幻的聲音空間中控制合成聲音的定位和運動，并通過控制聲音信號的直達聲與混響聲在不同揚聲器中的振幅分布，從而提供角度、位置及距離信息，并且同時通過引入多普勒頻移來加強速度信息，最后借助數字化空間所制作的幾何路徑，創(chuàng)作出自動化的“聲音擴散系統(tǒng)”。

四、小結：“經典電子音樂時期”與“計算機音樂時期”的對比

電子音樂經過近70年的發(fā)展，在空間表達上展現出了不同的創(chuàng)作手段和技巧，并形成了各自不同的流派，一方面體現在聲音空間的聲學理論研究層面，如“均等四聲道”“虛幻空間場景”等空間理論；另一方面是在演出形式上有了突破性變革，如“Acousmonium”揚聲器系統(tǒng)在全世界的廣泛應用以及基于Max/Msp計算機平臺的個性化表達方式的普及。

本文通過闡述經典電子音樂時期和計算機音樂時期代表作曲家在創(chuàng)作手段、理念等方面的對比：筆者用圖例表示以往以“Acousmonium系統(tǒng)”為代表的經典電子音樂時期與基于算法的“虛幻空間場景”為代表的計算機音樂時期的差異，也可以稱作經典形式與個性化形式的對比（見圖示）：

兩種不同的空間處理手段主要體現在：經典電子音樂時期主要依托固定位置的現場揚聲器的擺放構成多個音響層次，以此形成聲音的多點投射，同時將音響空間劃分出不同的區(qū)域，給聽眾帶來多維度的聆聽感受；而計算機音樂時期是依托計算機平臺，借助算法、合成等技術由作曲家自主搭建的個性化平臺，經程序設計后為聽眾帶來“360度的空間”沉浸式體驗。

經典電子音樂時期從最初的舍費爾“空間化投射”到斯托克豪森“均等四聲道”再到拜勒“Acousmonium系統(tǒng)”一步步趨于成熟、完美，且在空間細節(jié)上發(fā)展到極致。計算機音樂時期則是在吸取經典電子音樂時期“聲音空間”理念的基礎上由最初的馬修斯使用計算機平臺進行聲音空間創(chuàng)作，再到里賽特通過聲音合成模擬人耳感知聽覺再到喬寧“虛幻空間場景”一步步將聲音空間的數字化模擬發(fā)揮到極致；另一方面通過對聲音傳播以及人耳感知等方面的研究，將聲音空間的擴散變成一種聽眾全方位感知的聽覺體驗。兩個不同階段的音樂空間處理展示出每個時期的獨特性和個性化，每個時期不同的音樂性值得我們進行深入研究，同時每個時期的操作技術手段也向我們展示了不同的藝術審美、表現風格和藝術價值。

電子音樂自第一部作品創(chuàng)作以來已經構成了一個較為豐富的預置及現場演出的聲音空間，幾十年來作曲家的創(chuàng)作理念一直在不段創(chuàng)新，他們試圖創(chuàng)作各種聲音，制作出更多可能性，但是這些聲音大多是建立在對自然聲的改變及推想的基礎之上，無法用原聲樂器或電子模擬樂器來實現，其“聲音空間理念”始終是以硬件效果器為基礎的對聲音空間進行的修飾和美化。計算機音樂作曲家的創(chuàng)作突破了以往磁帶音樂、電子聲學音樂時期使用固定混響算法，使電子音樂在音響空間的構成上更加豐富多樣，在藝術表達層面增加了更為廣闊的想象空間以及提供了更多藝術實踐的可能性。計算機音樂作曲家通過作品向我們展示了新穎獨特的藝術審美和表現風格，其復雜的操作技術手段展示出技術創(chuàng)新對于藝術創(chuàng)新的重要性、前提性，他們對作品音樂空間的處理展現出較強的獨特性和個性化，但其音樂性較經典電子音樂時期而言略顯不足，前者更加注重聲音的美感而后者更加注重聲音的原創(chuàng)性，兩種不同時期的創(chuàng)作理念與藝術表現形式各自不同，卻又緊密聯(lián)系。

本文通過追述電子音樂聲音空間模式的發(fā)展歷史，總結出兩條不同的發(fā)展道路，通過對比分析兩條道路各自的技術手段和音樂性來向大眾深化不同技術路線所帶來的不同風格的藝術審美和藝術特色。藝術的生命在于創(chuàng)新和與時俱進，而藝術的目的不僅是作品表面的光鮮和時尚，更是為了豐富和深化藝術的表現力，實現在理念創(chuàng)新、技術創(chuàng)新的基礎上審美層次的提升和超越。

注釋：

①引自德國斯托克豪森《孔塔科特》演奏總譜說明。

②INA-GRM：全稱法國國家視聽研究院-電子音樂中心（the National Au diovisual In stitute-the Fren ch Gro upe de Recherche de Musique Concrète）后改名為GRM，由皮埃爾·舍費爾于1948年創(chuàng)立。

③對于任意一復合周期振動函數y（T）按傅氏級數分解表示為：第一項稱均值或直流分量，第二項為基波或基本振動，第三項稱二次諧波，依此類推或把二次諧波以后的統(tǒng)稱為高次諧波。

④格式塔心理學（gestalt psych ology），又叫完形心理學，是西方現代心理學的主要學派之一。其主張研究直接經驗（即意識）和行為，強調經驗和行為的整體性，認為整體不等于并且大于部分之和，主張以整體的動力結構觀來研究心理現象，該學派的創(chuàng)始人是韋特海默。

⑤共同命運法則（law o f commo n f ate）是指在其他條件相同時，朝同一方運動和具有相同速度的元素會被組織在一起。