1、計算機音樂的技術環境簡介             計算機音樂的技術環境簡介程伊兵 中國音樂學院作曲系 音樂工學教研室稿源：中音網    計算機音樂幾乎是伴隨著計算機的發明而誕生的，它是電子音樂大家庭中的重要一員。隨著科技的進步，計算機音樂以驚人的速度在發展，其日新月異的變化令人瞠目。八十年代后，計算機音樂系統迅猛的商業化進程蓬勃發展的數字電子樂器和數字樂器接口協議的迅速普及，令計算機音樂在目前的音樂生活中扮演著越來越重要的角色。 

2、60;   我國于八十年代初才開始接觸計算機音樂。由于業內業外人士的普遍參與，使得目前我國計算機音樂系統的商業化進程基本與世界同步。然而令人遺憾的是，大多數人對計算機音樂的主流技術并不了解，更不用說目前除商業化系統之外的計算機音樂技術的發展情況了。本文旨在介紹計算機音樂的基本技術模式及其軟硬件工作環境，并從技術角度比較主流計算機音樂系統與商業化系統的異同。     基本模式     讓我們通過與傳統音樂模式比較的方法來理解計算機音樂的概念模式。以交響樂為例，在傳統的創作、演奏環節中，作曲家、指揮

3、家、演奏家以及各種樂器都是必不可少的因素。作曲家根據樂器的聲音創作了音樂，然而沒有眾多樂器提供的各種聲音以及指揮家、演奏家的參與是聽不到作曲家創作的音樂的。在常規的計算機音樂系統中，除了作曲工作之外，其它工作主要都是由計算機來完成的(個別系統中計算機也可以擔任作曲任務)。其基本概念模式可以表示為以下鏈接：     作曲家軟件、數據計算機數模轉換器音樂     其中，數模轉換器(D/A)是在數字音頻系統中將數字信號轉換成模擬聲音信號的設備。具體技術流程見下圖：計算機音樂流程簡圖。   &

4、#160; 由圖中可見，除了計算機的全面參與之外，計算機音樂與傳統音樂模式的最大區別在于其所使用的所有樂器音色都必須單獨制作、生成(圖中虛實線部分)。這些樂器音色的制作、生成全部依賴各種軟件來實現，其途徑主要有兩種：其一，通過音色生成程序的各種算法實現作曲家對聲音的定義。其二，通過聲音編輯程序的各種編輯算法實現對外部聲音文件的編輯。這些以軟件方式生成的樂器音色將來會被演奏程序所調用。     計算機音樂的樂譜必須是計算機能夠“讀懂”的樂譜，獲得該樂譜的途徑也主要有兩個(圖中虛線部分)：其一，由各種樂譜編輯程序將作曲家譜的樂曲翻譯成計算機能夠識別的樂譜。其

5、二，通過作曲程序，由計算機直接生成樂譜。有了計算機可以識別的樂譜，才可能在演奏程序的控制下演奏那些計算機樂器。     最后，在演奏程序的控制、指揮下，計算機按照樂譜的要求演奏計算機樂器，至此完成計算機音樂的全部流程(圖中實線部分)。     在實際應用的計算機音樂系統中，需要作曲家做的操作可能很簡單，如利用著名的計算機音樂語言Csound創作音樂時，作曲家只需使用常用的文本編輯器如視窗提供的日記本程序等分別在叫做樂器文件(ORC)和樂譜(SCO)的文本文件中記錄下對樂器的定義和樂譜的計算機編碼即可。在經過編譯程序

6、編譯后，即可得到所要音樂的聲音文件了。當然，這些聲音文件是需要其它播放程序如視窗提供的錄音機程序的播放后，我們才能真正聽到這些音樂。同時，需要作曲家掌握專門的計算機音樂語言。     軟硬件環境     在計算機音樂系統中，計算機當然是必不可少的硬件。目前各種平臺的計算機如SGI工作站、蘋果電腦、LINUX電腦和IBM兼容機等都可以制作計算機音樂。就計算機音樂的制作而言，各種不同的計算機在本質上沒有區別。其區別主要在于各平臺的速度、計算、存儲能力的大小以及所使用的軟件各有差異而已。   

7、;  除了計算機之外，計算機音樂系統中另外一個必不可少的硬件就是模數、數模轉換器(A/D、D/A)。通過它，我們才可以將模擬的聲音信號轉換成計算機可以識別的數字信號，反之亦然。計算機中的“聲卡”就是這樣的轉換器。目前市場上的聲卡有數十個品牌，上百種規格，其質量各不相同，在價格上體現為幾十元至幾萬元不等。一般的聲卡只支持模擬信號的立體聲輸出，高級聲卡可以支持數字輸出，而專業聲卡支持多通道的數字輸入、輸出。而且一般聲卡上還帶有儲存的聲音，而專業聲卡則是純粹的模數、數模轉換器。另外，計算機還可以使用外置式的模數、數模轉換器。     除大型計算機音樂

8、系統、數字音頻系統以及特殊要求，需要昂貴的硬件設備外，一般的計算機音樂系統對硬件的要求并不是十分高。對個人而言，只要擁有計算機和聲卡，就可以滿足從事計算機音樂創作的基本硬件要求。     在計算機音樂短短五十年的歷史中，計算機音樂的軟件層出不窮。從合成語言到實時控制等應用軟件數不勝數。按照我們前文敘述的計算機音樂的模式，大致上可以將計算機音樂軟件分為以下四類：直接數碼合成軟件、數字音頻編輯軟件、樂譜處理/作曲軟件和實時處理軟件。下表中列舉了目前應用最廣泛的計算機音樂軟件：     直接數碼合成 數字音頻編輯

9、0;    Csound Sound Hack     Cmix Protools     Cmusic Dyaxis     Chant Sonic Solutions     UPIC RT     Granular synthesis     樂譜處理/作曲 實時處理     Sco

10、re II MAX     Common Music Vision     HMSL Studio Vision     Cypher     HMSL     除Protools等少數商業軟件需要特殊的硬件支持外，表中所列的計算機音樂軟件大都是免費軟件，在計算機音樂的基本硬件環境中就可以運行。其中Csound、Cmusic和Cmix是早期的計算機音樂語言Music #系列在不同平臺上的后裔。某些

11、軟件適用于多平臺運行，如Protools既有蘋果電腦版本，又有可以在IBM平臺上運行的版本。目前許多計算機音樂專家在利用JAVA語言編寫計算機音樂程序，目的是提高解決軟件在各平臺間的兼容性。     與商業系統的比較     除某些專門的音頻工作站和由特殊的硬件構成的數字音頻系統之外，我們最熟悉的商業化計算機音樂系統就是MIDI系統。我們知道MIDI做為數字樂器間的“語言”數字電子樂器工業化生產的標準化協議，也就是計算機音樂商業化的軟件基礎，近二十年來對數字電子樂器的發展起到了十分重要的作用?，F在我們不會對諸如音序

12、器、合成器、采樣器等名詞感到陌生。MIDI系統主要是由這些硬件構成的，其機構如計算機音樂商業化系統技術流程簡圖所示。為方便比較，我們仍采用上圖的形式：     由上圖可見，原來計算機音樂系統中的各種軟件都被音序器、數字樂器等硬件代替了。最大的不同之處在于，作曲家不需要從頭制作一個樂器聲音，而可以直接使用存儲在數字樂器中的聲音(虛實線)。數字樂器是執行某些專門聲音算法的硬件設備，其特點是高速、高效且可實時控制。雖然作曲家可以通過音序器向電子樂器發送一些修飾聲音的指令，但想從算法上改變或希望使用其它算法都是不可能的了。這無疑有損于聲音制作的靈活性與自由度。除

13、樂器聲音的獲得外，樂譜生成(虛線)及控制演奏(實線)的任務也都是通過專門的硬件實現的。使用專門硬件的優勢在于方便、快捷、實時能力強，因此很受音樂家們青睞，故而被廣泛地應用于商業音樂領域，特別是流行音樂領域。     音樂家的處境     數字電子樂器是方便、快捷、強實時能力的工具，一方面深受廣大音樂家的喜愛，另一方面對其在聲音制作上的局限感到束手束腳，在創作中顯得力不從心、捉襟見肘。然而對計算機音樂而言，對聲音的掌控能力是第一位的，因此有些音樂家不愿使用數字樂器而寧可鉆研深奧的計算機音樂語言。計算機音樂語言強大的聲音制作能力，給了音樂家一個全新的聲音空間任其馳騁。但其繁復、枯燥的操作過程、較弱的實時控制能力以及對音樂知識之外知識背景的要求嚴重捆擾著大多數音樂家。目前，音樂家們正處在這種兩難的尷尬境地中，這種境況只有等到二者有機地融合后才會得到改善。     以往，每每人們提及計算機音樂時，給人的聯想都是成堆的價格昂貴的器材、設備。雖然由更多更好的硬件和軟件構成的計算機音樂系統不僅能在聲音質量上給我們更專業的保障、提供我們更