基于Kontakt的真實(shí)鋼琴采樣音源的設(shè)計(jì)與研究

王 力,魏增來(lái)

(中國(guó)傳媒大學(xué) 音樂(lè)與錄音藝術(shù)學(xué)院,北京 100024)

1 研究背景與意義

1.1 研究背景

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字音頻的發(fā)展,在流行音樂(lè)的編曲和制作中,越來(lái)越多的音樂(lè)人使用MIDI鍵盤和采樣音源進(jìn)行音樂(lè)創(chuàng)作。采樣音源研發(fā)的初衷,是希望通過(guò)對(duì)大量樂(lè)器進(jìn)行聲音采樣的方式,從軟件層面模擬出各種各樣樂(lè)器的演奏音色和技巧,雖然采樣音源無(wú)法取代樂(lè)器實(shí)錄的效果,但它能夠以極低的時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本,讓音樂(lè)從業(yè)者只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)和MIDI設(shè)備,就可以使用到專業(yè)錄音棚中演奏各種昂貴樂(lè)器得到的采樣,為音樂(lè)創(chuàng)作提供了更加廣闊的發(fā)揮空間[1-2]。

最早的計(jì)算機(jī)音源可以追溯到1982年MIDI技術(shù)的誕生[3],其使得計(jì)算機(jī)音序軟件可以對(duì)電子合成器音色進(jìn)行控制,代表是搭載FM調(diào)頻合成技術(shù)的Roland JX-3P和YAMAHA DX7合成器[3-4]。而采樣技術(shù)最初的應(yīng)用是從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始到21世紀(jì)初的硬件采樣時(shí)代,如YAMAHA SY-99合成器便是集ROM采樣回放、FM調(diào)頻、RAM用戶波形記憶于一身[5],此外還有AKAI公司的S6000采樣合成器、專為計(jì)算機(jī)音樂(lè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各種不帶鍵盤的硬件音源,如Roland SC-55等。20世紀(jì)90年代后,可在計(jì)算機(jī)使用的軟件采樣合成器開(kāi)始出現(xiàn),如美國(guó)SeerSystem生產(chǎn)的軟采樣器Reality。21世紀(jì)初,美國(guó)NemeSys公司開(kāi)發(fā)的軟件采樣音源Giga Sampler支持1 GB容量大型鋼琴音色,擁有硬件合成器無(wú)法達(dá)到的音質(zhì)[6]。21世紀(jì)初至今,計(jì)算機(jī)音樂(lè)進(jìn)入了高速發(fā)展階段,德國(guó)Steinberg公司的ASIO(Audio Stream Input Output)音頻標(biāo)準(zhǔn)的推出,標(biāo)志著實(shí)用計(jì)算機(jī)音樂(lè)軟音源的插件時(shí)代正式開(kāi)始了[2,7]。其中最具代表性的是Native Instruments開(kāi)發(fā)的Kontakt采樣器[8],具有強(qiáng)大的采樣、編輯、回放與軟件腳本設(shè)計(jì)功能[9],為許多大型采樣樂(lè)器音源提供了引擎動(dòng)力,用戶還可塑造屬于自己的采樣音色。

鋼琴作為一種擊弦樂(lè)器,音色變化主要受演奏力度(Velocity)影響,與拉弦、吹管等富含較多人性化演奏技法的樂(lè)器相比易于生成效果真實(shí)的采樣音源。當(dāng)前,國(guó)外已有眾多優(yōu)秀的鋼琴音源,如Spectrasonics推出的的Keyscape采樣自YAMAHA C7大鋼琴;Garritan推出的Abbey Road CFX Concert Grand采樣自YAMAHA CFX音樂(lè)會(huì)鋼琴。采樣音源易于編輯,可單獨(dú)對(duì)音色進(jìn)行進(jìn)一步的加工處理,因此其在音樂(lè)制作中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,但隨著音樂(lè)制作領(lǐng)域的創(chuàng)作需求越來(lái)越個(gè)性化、風(fēng)格化,現(xiàn)有的音源仍不能完全滿足所有音樂(lè)制作人的需要,對(duì)自己有特定需要的樂(lè)器進(jìn)行采樣并制作音源可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

1.2 研究意義

通過(guò)對(duì)研究領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)及產(chǎn)品調(diào)研表明,現(xiàn)階段主要存在以下亟待解決的問(wèn)題:

(1) 鋼琴作為結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的樂(lè)器,音源聽(tīng)感效果不僅依靠采樣錄音技術(shù),還體現(xiàn)在音源重放環(huán)節(jié)對(duì)樂(lè)器發(fā)聲的建模。

(2) 目前對(duì)于完整鋼琴作品的錄音技術(shù)的研究已經(jīng)較為成熟,但對(duì)于需要鋼琴各部分結(jié)構(gòu)聲音獨(dú)立采樣的音源錄音方法尚未有具體的理論研究。

(3) 市面上已有大量在售音源成品,只能以使用者的角度進(jìn)行分析,無(wú)從得知音源的制作流程,同時(shí)其提供的可調(diào)整余地也較小,不能相對(duì)寬泛地按照自己所需求的功能進(jìn)行調(diào)整。用戶使用采樣器,大多只停留在對(duì)已有的采樣音源簡(jiǎn)單地進(jìn)行整合的層面,國(guó)內(nèi)尚缺乏具體完整地對(duì)真實(shí)樂(lè)器的采樣與制作的研究。

鑒于此,本文提出了一套具體完整的對(duì)真實(shí)樂(lè)器進(jìn)行采樣并制作成軟件音源的方法流程,基于Kontakt平臺(tái)與KSP(Knownledge Service Page)腳本語(yǔ)言設(shè)計(jì)并制作了一款鋼琴音源,深入探究鋼琴采樣音源的錄音方法與制作方法,使采樣音源從各方面還原了真實(shí)鋼琴的聽(tīng)感。本研究可對(duì)未來(lái)鋼琴及其他樂(lè)器采樣音源的錄音、制作與改進(jìn)提供參考與幫助,以滿足個(gè)性化軟音源的需要。

2 設(shè)計(jì)思路

對(duì)鋼琴進(jìn)行采樣的目的是從軟件層面對(duì)一架真實(shí)的鋼琴進(jìn)行還原,實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要可分為采樣和重放兩個(gè)步驟: 首先在錄音棚中盡可能全面地采制鋼琴的聲音,再通過(guò)軟件將聲音按照鋼琴鍵盤順序進(jìn)行編輯、映射、邏輯功能設(shè)計(jì),最終在彈奏MIDI鍵盤時(shí)即可實(shí)現(xiàn)鋼琴聲音的重放。

2.1 鋼琴采樣音源

鋼琴樂(lè)器主要依靠琴鍵牽動(dòng)鋼琴內(nèi)部包著毛氈的琴槌,繼而敲擊鋼絲琴弦,引起音板振動(dòng)發(fā)出聲音[10-11]。從聲學(xué)構(gòu)造上看,鋼琴是一件復(fù)雜的樂(lè)器,由琴鍵、琴槌、琴弦、琴碼、音板、踏板、弦鈕、制音器等部分組成[12],每部分都會(huì)對(duì)音質(zhì)產(chǎn)生影響,因此需要對(duì)鋼琴中每個(gè)能夠發(fā)聲的部位分組采樣,對(duì)按下琴鍵的不同力度也要進(jìn)行分層采樣。本文鋼琴采樣音源主要涉及以下幾組聲音:

(1) 普通音符采樣,即不踩延音踏板時(shí)彈奏琴鍵發(fā)出的樂(lè)音,分3層力度;

(2) 延音音符采樣,即踩下延音踏板時(shí)彈奏琴鍵發(fā)出的樂(lè)音,分3層力度;

(3) 延音踏板踩下噪音;

(4) 延音踏板抬起噪音;

(5) 離鍵音尾采樣,即琴鍵抬起的樂(lè)音音尾;

(6) 離鍵噪音采樣,即琴鍵抬起的機(jī)械噪音。

各組采樣及觸發(fā)條件如圖1所示。

圖1 鋼琴采樣音源及觸發(fā)條件Fig.1 The piano sound source sampling and triggering conditions

2.2 鋼琴采樣音源的重放

采樣的最終目的是實(shí)現(xiàn)用于音樂(lè)制作的樂(lè)器仿真重放,因此,將所有音頻采制完畢后,我們還要提前規(guī)劃其被編輯信號(hào)的重放過(guò)程,以遵循正確的鋼琴發(fā)聲邏輯。按下琴鍵后信號(hào)播放的流程圖如圖2所示,首先判斷有無(wú)踩下延音踏板,若未踩踏板,播放音符采樣,抬起琴鍵時(shí),播放音尾采樣和音尾噪音采樣;若踩下踏板,則首先播放踏板踩下噪音,再播放延音音符采樣,抬起琴鍵未松踏板時(shí)不播放任何采樣,松開(kāi)踏板時(shí)播放踏板抬起采樣,再播放音尾采樣和音尾噪音采樣。按照以上邏輯可對(duì)演奏時(shí)鋼琴的發(fā)聲順序進(jìn)行正確的還原。

圖2 音源采樣工作流程Fig.2 Workflow of sound source sampling

3 鋼琴采樣音源的錄制

3.1 采樣對(duì)象

本次鋼琴采樣音源的錄制地點(diǎn)在中國(guó)傳媒大學(xué)音樂(lè)錄音棚,采樣對(duì)象為錄音棚內(nèi)的Heintzman鋼琴。

3.2 拾音位置選擇

三角鋼琴體積龐大,頻率寬廣,基頻范圍涵蓋27.5～4 186 Hz[13],各頻段輻射范圍也不同,具有復(fù)雜的聲學(xué)特性,且人耳聽(tīng)到的聲音是由早期反射聲和多次反射聲構(gòu)成[14],因此需要多方位設(shè)置傳聲器。本音源選定4組話筒位置,分別為演奏者位置、琴弦上方、琴側(cè)及房間位置,音源使用者可以根據(jù)樂(lè)曲風(fēng)格自由選擇話筒位置及其組合,方便達(dá)到其想要的音色效果。具體話筒型號(hào)及位置信息如下:

(1) 演奏者位置

將話筒置于琴凳兩側(cè),即演奏者所處位置兩側(cè),高度與演奏者坐于琴凳的人耳高度一致。使用一對(duì)audio-technica AT4041小振膜心形指向話筒以AB制式拾音,如圖3(a)所示,使用此位置可以很好地再現(xiàn)演奏者所處位置的聲場(chǎng)。

(2) 琴弦上方

該位置將3只話筒置于琴弦上方20 cm處拾音,分別對(duì)應(yīng)低音、中音、高音琴弦3個(gè)位置,使用3只audio-technica AT4049小振膜全指向話筒拾音,如圖3(b)所示。本次錄音在傳統(tǒng)琴弦位置AB制式拾音的基礎(chǔ)上添加了1只話筒,使得高低琴弦音色銜接更加自然,并可捕捉更多細(xì)節(jié),得到明亮、透徹、聲場(chǎng)寬廣的鋼琴音色。

圖3 話筒及拾音位置Fig.3 The placement of microphone and polar

(3) 琴側(cè)拾音

此處為古典音樂(lè)鋼琴演奏常用拾音位置,將話筒置于鋼琴側(cè)邊1.5 m位置,位于鋼琴音板與琴蓋打開(kāi)所成角度的平分線上,使用1對(duì)Neumann U89大振膜全指向話筒以AB制式拾音,如圖3(c)所示。此位置的鋼琴音色含有一定的房間混響,可以得到較為溫暖、具有空間感的鋼琴音色。

(4) 房間內(nèi)遠(yuǎn)距離拾音

此處話筒主要錄制錄音棚的房間反射聲與混響聲,作為音源的輔助話筒,使用時(shí)需疊加其他話筒位置的采樣。將1對(duì)audio-technica AT4041心形指向話筒置于房間后方,指向后墻,間距約1 m,高度約2.5 m,采用AB制式拾音,如圖3(d)所示。

3.3 采樣步驟

依據(jù)上文所述采樣內(nèi)容,按照以下步驟依次錄制:

(1) 連接系統(tǒng),1—9號(hào)話筒共9路輸入同步錄音。

(2) 從最低音演奏至最高音,每個(gè)琴鍵手指按住不松采樣15 s,音符間距5 s,使用秒表計(jì)時(shí),不間斷錄制,以弱(p)、強(qiáng)(f)、中等(mp/mf)的順序,依次錄制3層力度的采樣。

(3) 踩下延音踏板,重復(fù)步驟(2)。

(4) 不按琴鍵,踩下延音踏板,錄制機(jī)械噪音1個(gè);抬起延音踏板,錄制機(jī)械噪音1個(gè)。

(5) 琴鍵抬起的音尾采樣: 不踩延音踏板,以中等力度(mp/mf)從最低音演奏至最高音,每個(gè)琴鍵按下2 s后以中等速度松開(kāi),錄制88個(gè)琴鍵抬起后的樂(lè)音音尾。

(6) 琴鍵抬起的制音器機(jī)械噪音采樣: 不踩延音踏板,按某一琴鍵,待琴弦停止振動(dòng)后,以中等速度抬起琴鍵,錄制制音器機(jī)械噪音1個(gè)。

4 音色設(shè)計(jì)與制作

4.1 采樣預(yù)處理

將采樣完成的音頻進(jìn)行分割,普通音符和延音音符采樣分別并軌4個(gè)位置的話筒為立體聲采樣,音尾、離鍵噪音和踏板噪音由于電平較小,只并軌拾音最清晰的琴弦上方位置的3支話筒采樣。然后進(jìn)行降噪、音高修正、響度標(biāo)準(zhǔn)化等預(yù)處理操作,在Kontakt采樣器中將其編組,匯總?cè)坎蓸游募捌湫畔⑷绫?所示。

表1 采樣信息及編組Tab.1 Information of sampling and grouping

4.2 音色設(shè)計(jì)

音色設(shè)計(jì)的主要流程如圖4所示。

圖4 音色設(shè)計(jì)的流程Fig.4 Workflow of sound design

4.2.1 采樣映射與觸發(fā)

采樣映射指將上文所述采樣音符映射到使用者演奏音源時(shí)對(duì)應(yīng)的琴鍵與踏板觸發(fā)條件。

首先進(jìn)行Group 1—8的音符映射。本次采樣共分為88個(gè)音符,每個(gè)音符對(duì)應(yīng)3個(gè)力度層,Note on觸發(fā)。經(jīng)彈奏與實(shí)驗(yàn),確定力度層次與MIDI力度值的對(duì)應(yīng)范圍如表2所示。

表2 采樣力度映射表Tab.2 Table of sampling velocity mapping

然后進(jìn)行Group 9—10的離鍵采樣映射。每個(gè)琴鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)采樣文件,不區(qū)分力度,Note off觸發(fā),每個(gè)采樣映射至88個(gè)琴鍵,力度值為1～127。Group 10為離鍵噪音采樣。由于每個(gè)琴鍵釋放噪音基本相同,因此將該采樣文件同時(shí)映射到所有琴鍵,Note off觸發(fā),力度值1～127。

最后是Group 11—12的踏板噪音映射。Group 11—12含有1個(gè)踏板踩下和1個(gè)踏板抬起噪音,分別為sustain(MIDI CC64)開(kāi)啟和sustain關(guān)閉觸發(fā)。

4.2.2 采樣調(diào)制

4.2.1節(jié)完成了采樣與音源組件的映射,但得到的數(shù)據(jù)并不能直接用于演奏,需在Kontakt中根據(jù)演奏者的演奏技法對(duì)采樣進(jìn)行調(diào)制,以達(dá)到真實(shí)鋼琴的演奏效果。

(1) 音符采樣(Group 1—8)

首先進(jìn)行振幅包絡(luò)調(diào)制。采樣的Attack、Hold、Decay由采樣本身決定,不進(jìn)行改變,為避免松開(kāi)琴鍵時(shí)音尾采樣產(chǎn)生截?cái)?設(shè)置釋放時(shí)間(Release time)tR=70 ms。此外,演奏時(shí)還需根據(jù)使用者的演奏力度設(shè)定力度調(diào)制,即采樣幅度隨著力度值而改變。

為保證音符力度自然過(guò)渡,音符采樣映射時(shí)加入了基于真實(shí)表情技術(shù)(Authentic Expression Technology,AET)的變體濾波器,核心內(nèi)容是用1個(gè)具有高分辨率的快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform,FFT)濾波器,通過(guò)對(duì)采樣頻譜分析得到其重要的頻率響應(yīng),并抓取其頻率響應(yīng)特征來(lái)創(chuàng)建各力度下樣本的獨(dú)有特征[8-15],建立力度變體層(Morph layer),在弱力度采樣與強(qiáng)力度采樣間使用力度變體濾波(Velocity morph filter)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)不同力度間的音色自然過(guò)渡。圖5為中央C中力度(mp,tR=61～110 ms)與強(qiáng)力度(f,tR=111～127 ms)力度采樣間力度變體濾波器示意圖,(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分別代表tR=61、70、105、115、127 ms時(shí)的變體濾波曲線。

圖5 力度變體濾波示意圖Fig.5 Schematic diagram of velocity morph filter

(2) 離鍵采樣(Group 9—10)

松開(kāi)琴鍵的音尾聲音大小主要和松鍵時(shí)刻的音符聲音大小有關(guān),因此受到演奏力度和演奏時(shí)長(zhǎng)兩方面影響。首先,添加力度調(diào)制,與Group 1—8方法相同;其次,添加按鍵時(shí)間調(diào)制,先通過(guò)按鍵計(jì)時(shí)器Release Trigger設(shè)定離鍵時(shí)間范圍,再添加調(diào)制器,根據(jù)Release Trigger Counter計(jì)算的按鍵時(shí)間長(zhǎng)度調(diào)制采樣幅度,如圖6所示,上方曲線為力度調(diào)制,音量隨力度增加而增加,下方曲線為按鍵時(shí)間調(diào)制,音量隨按鍵時(shí)間增加而減小。

圖6 力度調(diào)制Fig.6 Velocity modulation

(3) 踏板采樣(Group 11—12)

踏板本身沒(méi)有力度變化,因此無(wú)需進(jìn)行調(diào)制。

4.2.3 信號(hào)路由

調(diào)制完成后,將信號(hào)送至圖4所示輸出總線(Output bus)備用。信號(hào)路由分為話筒位置和組別兩個(gè)維度,首先按照演奏者位置、琴弦上方、琴側(cè)、房間4個(gè)話筒位置(即Group 1、5、9,Group 2、6、10,Group 3、7、11,Group 4、8、12)信號(hào)混合,分成4路送至BUS 1—4。其次按照4.2.3節(jié)采樣類型(Group 1—8、Group 9—10、Group 11—12),分成3路送至BUS 5—7備用。

5 音源的功能和界面的設(shè)計(jì)

完成音色設(shè)計(jì)相關(guān)工作后,可利用Kontakt KSP腳本語(yǔ)言設(shè)計(jì)音源的功能和界面,制作完成的音源界面如圖7所示。

圖7 鋼琴音源界面Fig.7 Interface of the piano instrument

5.1 采樣加載控制模塊

由于該音源為采樣音源,總?cè)萘窟_(dá)到了10 GB以上,為節(jié)省加載等待時(shí)間,在功能界面上設(shè)計(jì)了采樣加載控制模塊。采樣加載控制分成兩部分設(shè)計(jì),使用KSP語(yǔ)言的purge_group函數(shù)控制采樣加載。第一部分控制不同麥克風(fēng)位置采樣加載。在UI界面設(shè)置4個(gè)開(kāi)關(guān),分別分配至演奏者位置話筒(Group 1+Group 5)、琴弦上方拾音話筒(Group 2+Group 6)、琴側(cè)拾音話筒(Group 3+Group 7)、房間拾音話筒(Group 4+Group 8)。第二部分控制不同類型采樣是否加載,在UI界面設(shè)置3個(gè)開(kāi)關(guān),分別控制音符采樣(Group 1—8)、離鍵采樣(Group 9—10)和踏板采樣(Group 11—12)。給相應(yīng)開(kāi)關(guān)分配purge_group函數(shù),控制不同組的加載。

5.2 電平控制模塊

如圖4所示的BUS 1—6設(shè)置電平控制旋鈕,分別控制4個(gè)麥克風(fēng)位置及離鍵采樣電平,同時(shí)設(shè)置總電平控制旋鈕控制,用于調(diào)節(jié)音源輸出的總音量。使用KSP語(yǔ)言中的$engine_par_volume函數(shù)對(duì)旋鈕分頻音量實(shí)現(xiàn)控制。此外,在電平控制旋鈕的下方還設(shè)置了M/S控制開(kāi)關(guān),將對(duì)應(yīng)組別的disallow_group與allow_group函數(shù)分配給M、S開(kāi)關(guān)以控制每組總線的靜音與獨(dú)奏。

5.3 聲像控制模塊

在電平控制模塊上方,設(shè)置聲像控制旋鈕,以便用戶獨(dú)立調(diào)整每個(gè)輸出總線的聲像。使用KSP語(yǔ)言中的$engine_par_pan函數(shù)給對(duì)應(yīng)旋鈕分配聲像控制功能,同時(shí)設(shè)置聲像默認(rèn)值為0(中央位置)。

5.4 電平顯示單元

音源界面對(duì)每組總線均設(shè)有立體聲電平顯示單元,以便用戶方便地觀察每組總線輸出的電平大小以及聲像位置。對(duì)6組總線分別分配KSP語(yǔ)言中的ui_level_meter控件以顯示電平,如圖7所示。

5.5 包絡(luò)控制模塊

不同的鋼琴音符包絡(luò)可以適應(yīng)不同的樂(lè)曲風(fēng)格,設(shè)置包絡(luò)控制可以使用戶方便地塑造個(gè)性化的鋼琴音色。設(shè)置2個(gè)旋鈕分別控制Attack、Release參數(shù)。其中Release在4.2.3節(jié)已設(shè)置默認(rèn)值為70 ms。將2個(gè)旋鈕分配$engine_par_attack、$engine_par_release函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)音頭與音尾的時(shí)間控制。

6 音源音質(zhì)評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)完成后,音源可載入DAW(Digital Audio Workstation)軟件用于音樂(lè)制作。為了探究音源制作效果,本章將闡述音源音質(zhì)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。音質(zhì)評(píng)價(jià)主要分為兩個(gè)部分,為音色質(zhì)量評(píng)價(jià)及音色分辨實(shí)驗(yàn)。由于目前鋼琴音源的應(yīng)用范圍主要為流行音樂(lè),因此音質(zhì)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)選取均為流行音樂(lè)的鋼琴伴奏,使用涵蓋低、中、高大部分音區(qū),能夠盡可能充分體現(xiàn)本音源音色質(zhì)量的副歌片段。本次聽(tīng)感評(píng)價(jià)共有10名被試參與,均為錄音相關(guān)專業(yè)學(xué)生,受過(guò)良好的聽(tīng)音訓(xùn)練。

6.1 音色質(zhì)量評(píng)價(jià)

依次給被試掛載3款音源并播放相同曲目,分別為Kontakt Factory Library鋼琴音源、Garritan Abbey Road CFX Concert Grand(下文簡(jiǎn)稱為Garritan CFX)鋼琴音源和本文制作的鋼琴音源。曲目為若干流行音樂(lè)鋼琴伴奏片段。使用李克特量表法,被試從清晰度、豐滿度、空間感、悅耳度、音色真實(shí)度5個(gè)維度進(jìn)行打分,尺度為1～9,音色評(píng)價(jià)為盲聽(tīng)實(shí)驗(yàn),所有片段隨機(jī)編號(hào),研究者與被試事先均不知道播放何款音源。

將被試打分?jǐn)?shù)據(jù)平均后匯總后如表3所示。

表3 音質(zhì)評(píng)價(jià)的得分Tab.3 Score of sound quality evaluation

由表3可知,被試對(duì)于本文制作的鋼琴音源除清晰度以外,其余維度均領(lǐng)先于Kontakt Factory Library鋼琴的,各維度得分與Garritan CFX鋼琴的接近,均在7分左右,可以看出本文制作的鋼琴音源各方面音質(zhì)較為均衡,聽(tīng)感較優(yōu)。

其中,本文制作的鋼琴音源在空間感和音色真實(shí)度的得分最高。其使用了4種空間位置、9支傳聲器拾音,且含有遠(yuǎn)距離房間聲拾音位置,用戶可以自由調(diào)整不同位置處的電平比例,與其余兩款鋼琴音源相比包含了更多的空間信息,帶來(lái)了較好的空間感。同時(shí),4種位置的傳聲器從多角度還原了三角鋼琴各部位的聲音細(xì)節(jié),形成了較高的音色真實(shí)度。此外,市面在售的鋼琴音源大多為音樂(lè)會(huì)三角鋼琴,經(jīng)過(guò)精心調(diào)整,具有豐滿圓潤(rùn)的音色,而本文制作的鋼琴音源采樣自未經(jīng)過(guò)整音的中小型家用三角鋼琴,含有機(jī)械噪聲,其音色相比音樂(lè)會(huì)鋼琴音源更加粗糙,更加接近人們?nèi)粘Ｊ褂玫匿撉?與前者相比聽(tīng)眾更加熟悉,音色真實(shí)度更高。

從整體得分來(lái)看,由于Kontakt Factory Library鋼琴音源為節(jié)省采樣空間,存在較多且多個(gè)鍵位共用一個(gè)采樣的情況,依靠音頻升降調(diào)實(shí)現(xiàn)音高變化,因此聽(tīng)感不佳,整體評(píng)分較低。Garritan CFX鋼琴為在Abbey Road錄音棚采樣的雅馬哈9尺三角鋼琴,制作精良,音色調(diào)制偏古典,對(duì)古典鋼琴音樂(lè)的表現(xiàn)力更為豐富,而本實(shí)驗(yàn)選曲為流行音樂(lè),導(dǎo)致其制作的音源在一些維度的評(píng)分略低于本文制作的鋼琴音源,因此該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明演奏流行音樂(lè)條件下,本文制作的鋼琴音源有著較佳的音質(zhì)水平。

6.2 音色分辨實(shí)驗(yàn)

在對(duì)鋼琴采樣之前曾使用錄音棚鋼琴實(shí)錄《東風(fēng)破》鋼琴伴奏。因此本實(shí)驗(yàn)選取10段《東風(fēng)破》鋼琴伴奏節(jié)選(其中含有5段錄音棚實(shí)錄音樂(lè)與5段掛載音源的MIDI演奏音樂(lè)),被試判斷是否為采樣音源演奏。音色分辨實(shí)驗(yàn)也為盲聽(tīng)實(shí)驗(yàn),所有片段隨機(jī)編號(hào),研究者與被試事先均不知道播放的是采樣音源演奏還是鋼琴實(shí)錄。統(tǒng)計(jì)每名被試在10段音樂(lè)中辨別出采樣音源的數(shù)量,結(jié)果如表4所示。

表4 音色分辨實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.4 The results of sound resolution experiment

可以看出,有5名被試全部判斷正確,表明其可以清晰地分辨出采樣音源和實(shí)錄鋼琴的音色。5名被試判斷正確率小于50%,表明其不能分辨出采樣音源和實(shí)錄鋼琴的音色。綜合所有被試的作答,本次實(shí)驗(yàn)綜合正確率為68%。雖然實(shí)驗(yàn)樣本較小,不具有廣泛的統(tǒng)計(jì)意義,但由于被試均為受過(guò)訓(xùn)練的專業(yè)人員,因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果在一方面表明本文制作的鋼琴音源和真實(shí)鋼琴錄音在聽(tīng)感上還存在著一定差距,另一方面由于一些專業(yè)被試也無(wú)法準(zhǔn)確分辨采樣音源與鋼琴實(shí)錄的音色,因此表明本文制作的鋼琴音源對(duì)鋼琴演奏也同樣起到了一定的還原效果。

根據(jù)5名全部判斷正確的被試的反饋,本文制作的鋼琴音源與真實(shí)鋼琴錄音的差距主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn):

(1) 音源的低頻較為渾濁,真實(shí)鋼琴錄音的低頻清晰;

(2) 由于只有3層力度采樣,音源的力度過(guò)渡不如真實(shí)鋼琴錄音自然;

(3) 真實(shí)鋼琴錄音的聲場(chǎng)真實(shí)自然,具有臨場(chǎng)感,采樣音源的聲場(chǎng)不夠自然,推測(cè)可能由于音源演奏是對(duì)每個(gè)采樣音符的簡(jiǎn)單疊加,破壞了原有的空間信息;

(4) 音源的音尾處理不如真實(shí)鋼琴錄音自然,推測(cè)可能由于在真實(shí)鋼琴演奏時(shí)音尾的發(fā)聲是由手指離鍵的速度和狀態(tài)決定的,而音源無(wú)法對(duì)這種狀態(tài)進(jìn)行如此細(xì)致的還原;

(5) 音源演奏的底噪會(huì)隨著音符數(shù)量的增加而增多,可能是因?yàn)椴蓸用總€(gè)音符時(shí)都會(huì)含有底噪,當(dāng)音符疊加時(shí),底噪也會(huì)疊加,導(dǎo)致噪聲越來(lái)越大,而真實(shí)鋼琴錄音不存在這個(gè)問(wèn)題。

7 結(jié)語(yǔ)

本文給出了一套完整的鋼琴采樣音源的設(shè)計(jì)與制作方法,通過(guò)對(duì)中國(guó)傳媒大學(xué)音樂(lè)錄音棚的三角鋼琴進(jìn)行全方位的聲音采樣,基于Kontakt平臺(tái)與KSP腳本語(yǔ)言根據(jù)鋼琴樂(lè)器發(fā)聲原理進(jìn)行聲音設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)了一款可真實(shí)重現(xiàn)鋼琴演奏效果的鋼琴音源。本文詳細(xì)介紹了三角鋼琴音源采樣方法與錄音方法,然后重點(diǎn)闡述了將采樣信號(hào)制作成為鋼琴音源的方法,包括采樣編輯、映射、邏輯控制以及界面和功能設(shè)計(jì)方法,希望為未來(lái)采樣樂(lè)器的錄音、制作與改進(jìn)提供參考與幫助,最后使用制作完成的音源進(jìn)行了音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),對(duì)音源制作的質(zhì)量進(jìn)行較為全面的評(píng)價(jià),對(duì)比了采樣音源與真實(shí)鋼琴錄音聽(tīng)感的不同之處。