計算機音樂

Computer Music（計算機音樂）

計算機音樂是音樂完全被電腦創造出來的一種普遍種類。只要音樂與計算機技術或設備聯繫在了一起，就帶有計算機音樂製作的成分。在科學技術高速發展的今天，又有多少音樂不包含著計算機技術呢？除非你在傳統的音樂廳聆聽音樂。凡是從揚聲器里傳出的音樂，不論是古典音樂（classical）、現代音樂（contemporary）、重金屬音樂（heavy metal）、爵士樂（jazz）、搖滾樂（rock）、龐克（punk）、還是黑人說唱音樂（rap）、藍格拉斯（bluegrass）、鄉村音樂（country）和牙買加音樂（reggae）等，都缺少不了計算機技術。即使你在使用最簡單的家用音響設備播放傳統的民族音樂或古典音樂CD或錄音帶時（如音量大小或均衡高低的調節），你已經使用了計算機技術控制音樂。你聽到的音樂便已經包含著計算機音樂的成分。如果你走進專業錄音棚去看一看那高科技控制室，看到那成千上萬的指示燈、儀錶和按鈕，那麼你便會了解計算機與電腦技術的關係是不言而喻的。

現代計算機技術的優勢在於它有著高水平數字化信息處理的能力，計算機音樂的特點之一正是聲音的數字化處理，數字化的聲音和聲音處理技術極大地提高了音響效果的保真度，豐富了音樂的表現力，使音樂的音響質量和音樂構造能力表現出一個前所未有的巨大飛躍。數字音頻與MIDI這兩項主要技術是計算機和音樂相結合的關鍵。事實上，在現代人的生活中時常都在與數字音頻打交道，在廣播、電視、電影、廣告、錄音、錄像、電子遊戲和計算機多媒體等的音樂中，無一不包含著數字音頻與MIDI的技術。

計算機音樂製作主要是以計算機為控制中心、以MIDI技術和數字音頻技術為控制手段和信息交流語言、以合成器、採樣器等電子樂器為音頻終端的一種音樂製作方式。

從音樂創作的角度來看，使用這種方式創作出的音樂可以是一種特殊的音樂體裁和類型，人們通常稱之為計算機音樂，它有著自己獨特的音樂風格、語言和美學特徵。在旋律、曲式結構、和聲、配器、以及表演等各方面都應該有自己的體系，區別於以往的其他任何音樂的表現形式。從製作的技術角度來看，它涉及音樂聲學、音樂編輯學、音樂錄音學、樂器學、律學、電子學以及數字化的計算機技術等，都屬於音樂學的一個新型應用學科。

個人計算機的數字音頻技術和MIDI技術等合為一體，真正形成計算機音樂製作這一方法體系或學科，只有十幾年的光景。最早的計算機音樂要追隨到早期的電子音樂，它是使用電子元件來製造，利用振蕩電路產生不同波形，經過放大后形成聲音，不同的波形變化產生不同的音色，但這時期的電子音樂還停留在對聲音的創造與改變的實驗階段。而近十幾年的計算機音樂發展主要是伴隨著多媒體的發展而前進，在專業音樂領域中並沒有形成一個明確的風格體系和強大學術影響力。

現代科技的日新月異，計算機技術飛速的發展，使人類的物質生活和精神生活都發生了巨大變化。在音樂領域裡，隨著電子樂器日益完善及錄音設備數字化，計算機——這一技術革命中誕生的寵兒不可避免地步入了音樂的新天地。

說起計算機音樂，就不得不提到多媒體技術。多媒體技術的發展最早可追溯到1984年，APPLE公司推出的MACINTOSH機引入了BITMAP（位映射）的概念，對圖形處理，則使用了窗口的圖標（ICON）作為用戶介面，在此基礎上，1987年8月引入了HYPERCARD，使MACINTOSH機成為用戶可以方便使用的，能處理多種信息媒體的機器。

多媒體技術的最新的發展是1991年第6屆國際多媒體和CD-ROM大會上宣布的擴展結構體系標準CD-ROMXA。目的是彌補原有標準在音頻方面的缺陷。多媒體技術的誕生是計算機技術用於聲音以至於音樂領域的一個關鍵性的開端。

多媒體技術在聲音方面的應用優勢在於通過計算機技術對聲音進行的合成和編輯工作。包括對聲音進行複製（Copy）、剪切（Cut）、粘貼（Poste）、混合（Mix）等，這些複雜而又全面無失真的工作原理得益於數字技術記錄聲音的高保真，隨著這種技術的不斷完善，直至擁有了自己獨特的屬性，也就是我們今天所見的計算機音樂。

早在20世紀50年代，Louls和Bere Barron在電影《Forbidden Planet》中創作了第一首純電子音樂后，電子音樂就呈現出巨大藝術魅力和商業潛力並為製造商們所注意，在以後的幾十年裡，建立在新技術基礎上的音樂不斷湧現，從60年代到80年代電子合成器音樂走過了一段令人眩目的歷程。

然而隨著計算機技術突飛猛進，原有秩序全部打亂，從內容到形式受到了近似於破壞的拓展——電子音樂漸漸為人們遺忘。而嶄新的計算機音樂技術又不斷地以古典音樂、流行音樂甚至是民族音樂等各種各樣的面目出現在你面前，計算機技術“強大的功能”便顯現無疑。

計算機音樂何以迅速成為時代的寵兒呢，這裡我們必須要提到一個大家熟悉而又不太明白的詞：MIDI。

MIDI是英語Musical Instrument Digital Interfacd（樂器的數字化介面）的縮寫。世界幾大音樂製造商（SEQUENTIAL CER-CUITS YAMAHA ROLAND KORGKAWAI等）於1983年8月共同制定了一種近乎條例MIDI11.0技術規範，這個技術規範確保了樂器兼容性的一系列指標，從而保證音樂系統中聲音信號的順利傳輸，通過MIDI技術規範的推廣和使用，各音樂廠家在各自發展自己特點的前提下，開始進入了一個高兼容性的時代。

MIDI是一種數字介面的規範，而計算機正是數字領域的中樞，當我們將計算機連入整個音樂系統上的時候，就已經確定了它的主導地位，系統中其他MIDI設備按照它的指令行事，去創作或演奏各種風格的樂曲，這樣計算機音樂就形成了一個完善的系統，同時也開始獨立於多媒體技術，而朝著專業音樂領域發展。

計算機音樂系統實際上是由數字音頻和MIDI兩個重要部分所組成，二者之間互有優勢，同時又可互補，兩個組成部分緊密地結合在一起，形成一個完整的具有現代音樂氣息的音樂系統，又稱音樂工作站。數字音頻的主要功能

數字音頻是一種依靠計算機CPU或音頻處理器DSP上的音頻工作形式，它可以通過各種專業的音頻軟體對音樂的音頻質量進行有效的改善，同時還可以很方便地將音頻的錄製、編輯、混合等標準提高到一個全新水平。

計算機音樂最重要的一個部分即音頻採樣，大多數的數字音頻應用軟體都具有音頻採樣信息的功能，其採樣頻率可調範圍，一般在5.5KHz~64KHz和8bit~24bit之間，根據需要還可以進行像位（Pan）、圖示均衡（Graphic EQ）和參數均衡（Parametric EQ）等功能的調整，並能對採樣信號實時進行壓縮（Compressor）、限幅（Limiter）以及設置雜訊門（NoiseGage），以便在音頻採樣前提下供多種可選擇的方式。

數字音頻編輯無疑是音頻領域裡的一次革命性變革，它打破了許多傳統的標準及思維方式，在傳統的音頻編輯工作中，錄製在磁帶上的聲音是很難進行再編輯的。而計算機的數字音頻採用的是非線性編輯技術，所以一旦將聲音轉換成數字信號並採錄到計算機硬碟上，就可對其進行你所需要的各種編輯操作。如：可以將兩個不同的聲音段極其精準地剪貼在一起，還可以將一個聲音段任意移到你所想要的地方等，所以這些令人驚嘆的編輯方式只需用：拷貝（Copy）、剪切（Cut）、粘貼（Poste）、混合（Mix）、靜音（Si-lence）、漸強漸弱（Fade-In-Out）、翻轉（Invert）等命令即可實現。

計算機也可以進行音頻合成，這在過去是不可想象的，但隨著計算機各種核心技術的不斷完善，一些專業計算機廠商生產出建立在PowerMacintosh媒體平台上最先進的音頻系統，已經可以做到對8軌以上的音頻進行EQ實時效果，實時合成。最先進的DSP晶元所表現出來的強大功能及日益完善的專業音頻軟體已經完全能夠應付對音樂素材進行施加各種效果的相當專業的合成處理。

MIDI技術及主要功能

計算機音樂系統的核心是MIDI技術和數字音頻技術，而最初的計算機音樂系統又是以MIDI技術引入電腦系統而發軔的，引入MIDI技術后，計算機從簡單的處理文字、數字的科學機器變成了極具專業用途的音頻工作站。

MIDI是各種電子音樂相關設備之間相連接的通訊標準。MIDI系統的工作流程實際上是將多個聲部錄入不同的軌，進行合理的編輯，然後回放出來。這就需要一台能夠做這種工作的機器。於是人們熟知的音序器（Sequencer）誕生了。音序器相當於一台多軌錄音機，它與其他MIDI設備之間也是通過MIDI信息通信的。

音序器里記錄的是MIDI信息，而不是音頻信息，一般可記錄8~16軌，可以容納幾萬到十幾萬音符數，但是，隨著計算機軟體音序的日益完善，它在各項功能及指標上已大大超出原有的硬體音序器，以目前最流行的軟體音序器Cakewalk為例，它可以記錄256軌，音符數量幾乎無限，強大的編輯功能可對音樂作品進行創作、記錄、編輯、演奏等。

音樂的編輯、製作是一項十分複雜和煩瑣的工作，傳統的音樂形成流程是作曲—配器—樂隊排練—錄音—後期製作。而現在所有這些工作僅由一個叫“音序器”的軟體就可以全部完成。它強大的編輯功能可以對音樂進行前所未有的大膽處理。例如：當你初步完成了一部作品后，為了找到最佳效果，你可以對所演奏旋律的樂器作任意的更換（Chang pach）；變速(Chang tempo)和變調（Chang pitch）、量化（Resolution）等處理，而對這些音符物理參數的修改決不會影響到相鄰的相他音符。

同時還可以對旋律的速度（Tempo）、力度（Velocith）、顫音（Modulation）、滑音（Wheel）、觸后（Aftertouch）等參數進行極為方便的修改。最令人驚嘆的是還可以用單步（Step）製作方法編輯出連世界級演奏大師都難以做到的高難度音樂作品，而你可能還只是個剛入門的初級演奏者。

極為方便的編輯及觀察窗口，使原來極為繁雜的流程：創作—配器—排練—錄音等；在一套計算機音樂系統上就能很方便地完成了。

MIDI除了神奇的編輯創作功能外，還可以用於其他專業軟體，用於制譜，如五線譜、簡譜等及互動式教學，器樂的音色編輯，舞台、燈光及周邊數字音響設備的集成控制等。MIDI技術涵蓋領域極其廣泛。

眾所周知，數字音頻與MIDI技術的有機結合，使音樂領域發生革命性的變革。數字音頻記錄音樂的細膩，表現真實的聲音細節，MIDI便捷的編輯功能及任意修改音樂的演奏方式等，兩者的有機結合將組成一套最為完美的計算機音樂製作系統。同時隨著各種專業的音頻製作軟體日益完善，MIDI技術的不斷更新，在未來的音樂領域裡計算機以其無可比擬的優勢及完善的功能，給傳統的音樂思維、傳統的音樂設備帶來前所未有的衝擊。也許在未來音頻領域，只需要有一套完善的計算機音樂系統，就可以取代那些複雜、昂貴而又伴隨人們多年的電子設備，在計算機旁，而不是在錄音棚里，就能創出高質量的音樂作品來。

計算機科學在音樂中首先佔領的是音樂音響製作與傳播的陣地，主要用於數字音響剪輯和後期自動化合成。但它距傳統的作曲概念還有一定的距離。對習慣於傳統創作方式的作曲家來說，直接利用音響素材(純音、樂音、噪音和自然音響)在計算機波形處理程序中“製造音樂”是難以接受和勝任的，其樂譜或程序也沒有一致的法規。不過，目前已有一些直觀、方便的圖形化多軌音頻編輯軟體不斷湧現, 其波形頻譜圖也多少具有傳統樂隊總譜的感覺。採集和剪輯音響的本身就是作曲，樂譜便是音頻編輯軟體所展示的多軌波形頻譜。在這裡，一個採樣或製造的波形或片段音響便是音樂的主導動機。你可以對主導動機進行類似傳統作曲的展開；可以設計背景、中景和前景音響層；同時，配合使用各種特殊效果(如延時、混響、反向門、失真效果和低頻振蕩器發出的隨機波等手段),就有可能創造出多姿多彩的音樂。如果有興趣, 還可以通過專業計算機程序轉換軟體將其轉換為機器碼列印輸出，成為所謂的“樂譜”;或者進行示意性、象徵性或科學性表述，以書面形式傳遞音樂信息。這種作曲方法特別適合電子音樂作曲家對電子音樂音響的探索和研究。

利用音樂家和計算機專家的專門知識開發出的音樂自動生成系統，可直接使用計算機初級、高級編程語言編寫，並通過專門的數字音頻與MIDI 通信介面，對與之相連的數字音源系統和電子樂器進行邏輯的、隨機的、人工智慧化的控制。選擇預先規定的某一數學模型，並確定一些變數參數，使其變形、繁殖、自動生成為類似某一音樂家風格或某一地域、民族風格的作品，或是根本無法想象的音響作品。其編寫的源程序相當於傳統作曲家的樂譜，而音響的自動生成則相當於演奏家的表演。作曲家利用專家系統或智能編配系統，給定主題或主旋律，讓計算機進行樂隊基礎部分的配器，快速完成自動生成、模式鏈接及觸發音源等工序，最終完成整個音樂音響的製作，以獲得事半功倍的效果。目前，已有許多這類人工智慧編曲系統投入商業性使用。

它是計算機音樂商品化的結果，是建立在傳統樂理基礎上的一種通用程序。對那些習慣於常規方式的作曲家, 無論即興演奏、還是譜面創作，它都是極為有效的創作工具。輔助作曲系統利用計算機作曲，寫作出來的音樂可以是計算機音樂，但更方便的是寫作常規音樂。系統的中心是MIDI 音序器(軟體或硬體形式),並配置MIDI 通信介面、音樂數據輸入設備和發音的音源設備。使用MIDI 音序器內多種方便的輸入方式和編輯排版功能，可以快速地錄入、編輯音樂信息，並將樂譜、音響同時輸出。這樣，計算機變成了方便、實用的音響合成器與樂譜處理器。MIDI 作曲程序中的音頻編輯功能已變得越來越強大，使得MIDI 音樂中可直接加入電子音樂的成分，即數字波形錄音、編輯功能。可使用MIDI 音序器內部的波形處理程序、或能與MIDI 音序器同步的波形音序程序對採樣波形進行預製、變形及發展。還可在MIDI 文件播放的同時, 利用高級音序程序中帶有的多媒體控制介面(MCI)功能對預製的多媒體文件(如波形文件、圖像文件和文本文件等)進行實時調用。不僅如此，利用專用系統信息功能還能對MIDI 合成器的音色及演奏法進行實時漸變控制，以獲得更接近真實的演奏效果。