基于復雜網絡的音樂分析與輔助作曲研究

劉 洋（安徽省六安市金安區文廣新局創研室，安徽 六安 237005）

基于復雜網絡的音樂分析與輔助作曲研究

劉 洋
（安徽省六安市金安區文廣新局創研室，安徽 六安 237005）

有組織地組合各種物體震動中產生的聲音就是音樂，作為藝術表現形式的一種，它能夠對人類的情感以及信仰進行傳遞。而現階段，信息技術以日新月異的速度飛快發展，對人們日常工作及生活中的多個領域都造成了影響，音樂同信息技術的融合，促使數字化分析和處理應用于音樂當中，現階段這一領域的主要功能是檢索音樂內容，分割和對音樂進行自動歸類，這一功能對于推動音樂藝術的進步具有重要意義，在這種情況下，積極加強基于復雜網絡的音樂分析與輔助作曲研究具有重要意義。

復雜網絡；音樂分析；輔助作曲

前言

不同的內容出現在不同音樂種類當中，能夠對特定的精神、物質進行反映，因此在研究音樂藝術的過程中，必須增加對不同文化背景和社會發展狀況的了解。信息技術的進步，給予音樂的跨領域研究成為可能，在音樂內容基礎上的檢索和多種輔助作曲方法的產生，充分說明了信息技術的重要性。鑒于此，積極加強基于復雜網絡的音樂分析與輔助作曲研究具有重要意義，本文首先對復雜網絡進行了簡要介紹，并分別對其基礎上的音樂分析和輔助作曲展開了研究，希望對我國音樂藝術的發展起到促進作用。

一、復雜網絡概述

在對復雜系統展開研究的過程中，一個重要的工具就是復雜網絡，在將多個結點和連接點進行組合并最終構建一個集合的過程中，就能夠形成網絡，系統中的元素應用結點來表示，各元素之間的關系可以應用結點之間的邊來表示。從20世紀60年代開始，在對復雜網絡展開研究的過程中，隨機圖論始終是基本理論，專業學者認為它能夠對現實生活中存在的網絡進行實際模擬。然而，在信息技術不斷進步的過程中，電力和通信網絡的產生，促使網絡的結構更加復雜化，節點數量顯著增多。與此同時，計算機的計算功能大幅度提升，因此在對大型網絡功能以及本質進行分析的過程中，開始對計算機進行應用。

從現階段研究成果來看，在研究過程中，復雜網絡理論包含如下內容：首先，發現。對統計性質在網絡系統結構刻畫中的體現進行揭示，并明確性質的度量方法；其次，分析。對結點及其網絡整體中的特點逐一深入挖掘，并在此基礎上對網絡行為進行預測等。

二、基于復雜網絡的音樂分析

（一）編碼方式

樂曲網絡構建，將網絡節點設置為曲譜音符，因此應對曲譜數字化編碼進行應用。本文展開研究的過程中應用的編碼方式為Rhythm-Tonal，即RT。其應用中，編碼需建立在音符結構基礎上，需要應用中音音高、高中低音符號以及節奏三種數字來表示。這一方法應用中，能夠對每個音符節點進行清晰的表示。

首先，節奏表示。需要應用七個數字，分別為1-7［1］。時值就是節奏，四拍為全音符，例如，應用1表示X---；兩拍為二分音符，應用2表示X-；四分音符即基本音符，應用3表示X；1/2拍就是八分音符，應用4表示X；1/4拍就是十六分音符，應用5表示X；1/8拍就是三十二分音符，應用6表示X；符點音符應用7表示，如x.。

其次，高中低音符號，指的是相應的低八度音和高八度音，或高或低兩個八度音。1-7數字用于對不同音高進行表達。

最后，中音音高。1-7數字分別同簡譜內的1、2、3、4、5、 6、7相對應，例如，編碼135代表的是5---。

（二）音樂特征對比

從文化的角度來看，音樂實際上是一種外延的文化，我國的傳統音樂發展至今，已經總結了大量的審美經驗，這是從悠久的歷史活動中逐漸形成的，正是這一原因，導致其同西方古典音樂之間存在較大差異。

例如，《高山流水》一曲中，彰顯了一種陰柔之美，擁有典雅、古樸的旋律；而《命運交響樂》更能夠彰顯陽剛之美，擁有基礎和剛健的節奏。由此也可以看出，我國的音樂當中，對美的表達以柔和為主旋律，而西方古典音樂以激昂為主。

本文在對兩種音樂文化進行分析的過程中，對復雜網絡理論進行了應用。在構建西方音樂網絡的過程中可以發現，一定的共性特點產生于西方音樂當中，較短的平均路徑長度存在于網絡當中，同時呈現出來的聚集系數較高，因此其呈現出來的無標度性和小世界特性具有明顯和不明顯之分，而屬性呈相似的現象［2］。這是共同特征在東西方音樂中的體現。

東西方音樂的不同之處在于，西方音樂在創作過程中，相對明顯的存在無標度特征和小世界的表現，同我國的音樂相比，擁有更短的平均路徑長度以及更高的聚集系數；而我國的音樂中，盡管對無標度特征和小世界特征進行了展現，然而顯著性降低［3］。例如，西方音樂創作中，3是其平均路徑，3.5是其工尺譜音樂，0.3是聚集系數，0.1是工尺譜音樂，由此可見，柔和性是東方音樂最大的特點，沒有較大的音程變化，同時也體現出了較強的創作型，然而擁有較弱的規律性。

三、基于復雜網絡的輔助作曲

自動作曲及計算機輔助作曲，應用特定的形式，促使計算機在音樂創作的過程中，受人為影響的程度最小。東西方音樂中，都不可避免地存在形式化基礎。

（一）復雜網絡特征基礎上的輔助作曲

一樣的網絡特性產生于同類音樂當中，音樂創作中，系統會自動地只提供符合一定網絡特性的音樂產生，并在使用者的主觀需求基礎上，對最佳曲子進行挑選。然而，在分析音樂的過程中，人腦更加復雜，為了實現對普遍網絡特性的維持，從而在網絡內部進行重新作曲的目的，可以對以下相對簡單的隨機行走算法進行應用。

該算法指的是，首先構建種子網絡，其形成于特定音樂集中，具有某種特性，在這一種子網絡中，開始節點的選擇以隨機為主，并將與之相連的節點作為下一節點實現音樂的創作［4］。這種情況下，可以應用的形式包含以下幾種。

第一，等概率選擇。對節點進行隨機選擇，將與之相連的節點作為下一節點，相等的概率產生于相連節點當中；第二，邊基礎上的權重。對節點進行隨機選擇，在到達另一節點時需要經過與之相連的一條邊，被應用的邊的概率同權重為比例關系，在對節點進行有效選擇的過程中，可以被作為尾節點等。

由此方法產生的音樂對種子網絡擁有較強的依賴性，如果要想提升音樂的悅耳性，針對種子網絡來講，音樂集在對其構建的過程中必須應用相同的音階［5］。在實際應用的過程中，第一種算法最近似于原始網絡，同原始的種子網絡相比，在聚集系數、平均度和節點數量上都更加相近。

（二）動機基礎上的創新創造

某個旋律和樂句都是動機，在進行音樂創作的過程中，必須緊緊圍繞這一動機展開。最初的形態就是動機的主題，也是創作過程中的重點，在對主題方向進行確定以后，應對恰當的主題進行尋找，這關系到作曲的成功率。一旦在音樂創作的過程中，動機不夠良好，或者不夠鮮明，則無法有效推出構建出來的旋律。

在給定的動機基礎上，可以對節奏以及動機音調進行重新排列，從而生成多種動機，這就是動機發展。這一過程中，需要對原始動機特點進行一定程度的保留，現階段，常見的動機發展包含以下兩種，分別為節奏序列被音調序列改變的保留和音調序列被節奏序列改變的保留［6］。大量的動機產生于樂曲當中，則說明音樂更加動聽，反之，所呈現出來的音樂將索然無味。

例如，在《夜曲》當中，就有18個動機被識別出來，其中節奏動機包含11個，聲調動機包含13個。在對節奏動機和組合聲調進行重新組合的過程中，需要對結合的標準進行充分的考慮，并保證音符數量相同的基礎上，對40個全新的音符動機進行生成［7］。針對這些動機，其中16個只擁有2個音調動機，還有16個擁有3個音調動機，4個擁有4個音調動機，2個擁有5個音調動機。

四、結論

綜上所述，近年來，信息技術的飛速發展，給人們日常工作及生活中的方方面面都帶來了極大的轉變，各個領域為了實現長期可持續發展，在運行過程中，都開始不斷同信息技術進行融合。在對音樂藝術進行研究的過程中，其同信息技術的融合，就是復雜網絡的產生和應用，本文從復雜網絡的基礎上，對音樂展開了分析和對比，并針對輔助作曲進行了深入研究，希望對我國音樂藝術的傳承和進步奠定一定理論基礎。

［1］高佳佳，王萃.音樂分析學縱橫談——第二屆全國音樂分析學研討會專家發言擇要（上）［J］.音樂研究，2014（04）：114-127.

［2］秦毅. 新思維 新感知——從“2009上海音樂學院國際電子音樂周”看電子音樂發展的新趨勢［J］.人民音樂，2014（02）：22-23.

［3］趙仲明.中國語境中的音樂分析述評（上）——從曲式分析到音樂學分析［J］.音樂研究，2015（04）：101-112.

［4］侯建成，劉昌.關于不同音樂行為誘發大腦生理活動的研究綜述［J］.中央音樂學院學報，2014（03）：137-144.

［5］何曉兵.契合：電視劇音樂的價值支點——電視劇《激情燃燒的歲月》音樂分析［J］.中國音樂，2014（01）：53-68.

［6］龔鎮雄. 現代音樂聲學——一門顯示音樂與物理的聯系及當代科學、文化發展特點的交叉學科［J］.現代物理知識，2015（06）：2-4.

［7］姜蕾.21世紀以來美國音樂（分析）理論學科新趨勢研究——以《音樂理論期刊》為例［J］.中央音樂學院學報，2016（01）：27-37.