古琴音色術(shù)語(yǔ)的主客觀相關(guān)性研究

【摘 要】 以古琴為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究古琴音色主觀評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)與客觀分析的相關(guān)性。結(jié)果顯示，人耳對(duì)音色的感知受多方面因 素的影響，其中某些較突出因素在音色評(píng)價(jià)中具有重要的作用。同時(shí)也證明將主觀評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)和客觀分析相結(jié)合的 研究方法是可行的。

【關(guān)鍵詞】 古琴；音色；術(shù)語(yǔ)；主觀評(píng)價(jià)；音頻分析；客觀數(shù)據(jù)

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.06.011

The Subjective and Objective Relevance of the Guqin Timbre Term

YANG Bo

（China Conservatory of Music， Beijing 100101， China）

【Abstract】Taking Guqin as an object of study， the author studies the correlation between subjective evaluation terms and objective analysis of Guqin's timbre. The results show that the perception of human ear to timbre is influenced by many factors， some of which are important factors in timbre evaluation. At the same time， it is proved that the research method combining subjective evaluation terms with objective analysis is feasible.

【Key Words】Guqin； timbre； terminology； subjective evaluation； audio analysis； objective data

音色，是樂(lè)音的重要屬性，是主觀性較強(qiáng)的屬性。目前對(duì)音色進(jìn)行的研究，主要依賴(lài)主觀評(píng)價(jià)。人們根據(jù)所聽(tīng)到的聲音（樂(lè)器的聲音、嗓音等），選擇能夠描述這些聲音的詞語(yǔ)來(lái)評(píng)價(jià)其音色，這些描述詞即為音色評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)。一方面，評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)是否適用、是否全面，直接影響了主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果；另一方面，個(gè)人文化背景、語(yǔ)言習(xí)慣、專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域、身體狀況等情況的不同，也會(huì)對(duì)主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果造成影響。根據(jù)已有的研究，樂(lè)器的音色與樂(lè)器聲音的諧音、起振、持續(xù)、衰減、頻譜等因素有關(guān)。

同時(shí)，聲音的客觀物理屬性是穩(wěn)定不變的。對(duì)樂(lè)音進(jìn)行客觀分析，也是一種研究樂(lè)音音色的方法。其優(yōu)點(diǎn)在于不受主觀因素的影響，因此，結(jié)果是固定不變的。而音色本身是一個(gè)主觀概念，客觀分析不足以完整地詮釋音色特點(diǎn)。因此，研究音色的主觀評(píng)價(jià)與客觀物理量之間的相關(guān)性，是十分重要且有意義的。

古琴是中國(guó)的傳統(tǒng)弦樂(lè)器，在中華文化中占有重要的地位。當(dāng)代對(duì)于古琴的研究，主要集中在樂(lè)譜、技法、演奏、美學(xué)等方面，對(duì)古琴進(jìn)行科學(xué)的研究還是比較少的。其中，從音樂(lè)聲學(xué)的角度研究古琴更是屈指可數(shù)。新疆藝術(shù)學(xué)院楊帆[1-5]在此領(lǐng)域有一些研究成果，主要從樂(lè)器聲學(xué)角度研究古琴材料、形制等方面，研究手段有建模、頻譜分析等方法。其余類(lèi)似研究比較少。另外，主觀評(píng)價(jià)和客觀分析結(jié)合的研究，也鮮有。

本文以古琴為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究音色主觀評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)與客觀數(shù)據(jù)的相關(guān)性。選用四張不同形制、材料和琴弦的古琴作為研究樣本。具體信息參看表1。

1 研究情況

楊帆在《古琴聲學(xué)特性與音響表現(xiàn)關(guān)系解析》一文中，闡釋古琴聲學(xué)結(jié)構(gòu)、發(fā)聲系統(tǒng)以及聲音特點(diǎn)（音高、音長(zhǎng)、音強(qiáng)和音色）與古琴音響特點(diǎn)的關(guān)系。其中提到音色與頻譜、波形包絡(luò)、起振衰減等有密切關(guān)系，值得學(xué)習(xí)和借鑒。馬繼超在《古琴聲音的數(shù)字化研究》一文中，利用音頻分析技術(shù)，研究古琴常規(guī)音（散音、按音和泛音），三種演奏法（滑音、顫音和走手音）以及三種裝飾音（倚音、和音和刮奏）。文章從數(shù)據(jù)的角度，用可視化的手段研究古琴聲音的“虛”與“實(shí)”，并且將古琴和鋼琴以及人聲進(jìn)行比較。文章還指出，古琴演奏的“微細(xì)節(jié)”對(duì)于音樂(lè)的表達(dá)十分重要。文章嘗試使用比較基礎(chǔ)的音頻分析手段（可視化）對(duì)古琴聲音進(jìn)行分析。但是，該文缺少客觀分析與主觀評(píng)價(jià)的結(jié)合。周昌樂(lè)等人在《一種古琴音色重構(gòu)仿真方法及其實(shí)現(xiàn)》一文中，提出兩種利用計(jì)算機(jī)對(duì)古琴音色重構(gòu)的方法：第一種是通過(guò)錄音、修建、后期等過(guò)程，建立古琴音色庫(kù)；另一種是根據(jù)古琴振動(dòng)特點(diǎn)和律制特點(diǎn)，對(duì)古琴聲音頻譜進(jìn)行分析和仿真。第二種方法比較有創(chuàng)新意義，即深入研究古琴聲音的頻譜信息。但重構(gòu)方法描述得不夠細(xì)致，例如關(guān)于古琴諧音的能量比值未能詳細(xì)說(shuō)明。楊帆在《分音時(shí)域特性分析法應(yīng)用于樂(lè)音音色比較初探——以古琴為例》一文中，比較從頻域和時(shí)域角度研究古琴聲音的利弊。文章結(jié)論是，聲音分音在時(shí)域中的展示能夠更好地反映音色的差異。筆者擬使用頻域和時(shí)域相結(jié)合的辦法，研究古琴聲音，并根據(jù)主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行相關(guān)性研究。

在國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)中，《Physical modeling of the guqin a Chinese string instrument》和《Model-based sound synthesis of the guqin》與本文的關(guān)系較為密切。這兩篇文章，比較詳細(xì)地使用信號(hào)處理的方法研究古琴的聲音。研究?jī)?nèi)容包含：古琴不同按音范式（指尖按音和指甲按音）對(duì)聲音持續(xù)時(shí)間的影響、時(shí)域內(nèi)弦振長(zhǎng)度和能量的變化、泛音的結(jié)構(gòu)以及滑音的情況和滑音的噪聲成分。研究方法是使用不同功能的濾波器，對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行分析，目的在于對(duì)古琴聲音的再產(chǎn)生。文章從物理和數(shù)學(xué)計(jì)算角度研究古琴的聲音，未能與主觀聽(tīng)覺(jué)相結(jié)合。但文章使用的研究方法值得學(xué)習(xí)，文章中對(duì)噪聲成分的研究更值得借鑒。因此，在本文實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，加入了對(duì)非諧音成分的分析。另外，《Acoustic imaging of string instrument soundboxes》一文使用傳聲器矩陣，研究三種弦樂(lè)器的聲音空間分布情況，其中包含古琴，能夠用在古琴的錄音當(dāng)中。

2 音頻庫(kù)

根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)的要求，所有音頻都應(yīng)在同一錄音棚中錄制，且都由同一位演奏者演奏。所以，需要自行建立音頻庫(kù)。本實(shí)驗(yàn)?zāi)壳安簧婕肮徘傺葑喾▽?duì)于音色的影響，所以?xún)H錄制空弦散音作為樣本。錄音時(shí)，令演奏員使用相同的力度演奏每張琴的空弦散音，直到余音完全消失。

錄音共得到28個(gè)用于實(shí)驗(yàn)的音頻，如果全部用來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，會(huì)導(dǎo)致試聽(tīng)實(shí)驗(yàn)量過(guò)大，試聽(tīng)結(jié)果的質(zhì)量會(huì)受到影響。另一方面，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，必不可少要加入信度的檢驗(yàn)（后文會(huì)提到）過(guò)程，無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致試聽(tīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。因此，多方面考慮之后，選擇最粗弦（1弦C2）、最細(xì)弦（7弦D3）和中間弦（4弦G2）的空弦散音進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣選擇的好處有兩點(diǎn)：一方面，減少主觀評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)量，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量；另一方面，最細(xì)和最粗弦的聲音差別會(huì)比較大，主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果的差距也會(huì)因此變大，最終主觀評(píng)價(jià)和客觀數(shù)據(jù)結(jié)合時(shí)，更容易進(jìn)行對(duì)比。

3 主觀評(píng)價(jià)

研究古琴音色，必不可少需要關(guān)注到的便是兩篇論述古琴音色的文章：徐上瀛所著的《溪山琴?zèng)r》①和冷謙所著的《琴聲十六法》。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，眾多古琴演奏家、斫琴師以及音樂(lè)美學(xué)研究者，都針對(duì)該文有大量的研究和論述。其中多為與《溪山琴?zèng)r》相關(guān)的研究，所以筆者亦從此文入手。且王紅梅在其文章中說(shuō)到：“《溪山琴?zèng)r》之所以為后人稱(chēng)為集琴美學(xué)思想的大成之作，就在于其較全面地繼承和概括了以往的琴學(xué)研究成果……②”關(guān)于《溪山琴?zèng)r》這些研究中，包括吳毓清在《<溪山琴?zèng)r>論旨的初步研究》中提出二層論，即《琴?zèng)r》中二十四況可分為意境和音色兩個(gè)層面；張法在《<溪山琴?zèng)r>美學(xué)思想體系之新解》中提出三層論，認(rèn)為這二十四況可分為琴韻、琴音和琴技三個(gè)層次；劉承華在《<谿山琴?zèng)r>結(jié)構(gòu)新論》一文中，又將該二十四況分為本體論、風(fēng)格論、音色論和技法論四個(gè)層面。

通過(guò)研究之前提到的幾篇文章，筆者發(fā)現(xiàn)，眾人較為統(tǒng)一地將二十四況中的五況認(rèn)為是對(duì)古琴音色的論述，分別是“麗”、“亮”、“采”、“潔”、“潤(rùn)”。所以，本次古琴音色研究實(shí)驗(yàn)中擬使用這五個(gè)字作為描述詞。

“麗”，字典中解釋?zhuān)汉每?，漂亮。被試者?duì)于該描述詞用于描述音色的認(rèn)識(shí)看法不一，認(rèn)為該描述詞與音色優(yōu)雅、柔和、靜美等方面相關(guān)?！傲痢?，字典中解釋?zhuān)好鳎泄?；光線；明擺出來(lái)，顯露，顯示；明朗，清楚；聲音響；使聲音響。被試者認(rèn)為該描述詞用來(lái)描述音色明亮、透亮、金石之聲、有穿透力。“采”，字典中解釋?zhuān)和安省保ǜ鞣N顏色交織；花樣，完美的成分）；盛多的樣子。被試者認(rèn)為該描述詞用來(lái)形容音色豐富、飽滿、清亮、有色彩性和有光澤?！皾崱?，字典中解釋?zhuān)焊蓛簟１辉囌哒J(rèn)為該描述詞用來(lái)描述音色干凈、純凈、無(wú)雜音?！皾?rùn)”，字典中解釋?zhuān)翰桓煽?，濕燥適中；細(xì)膩光滑；使有光澤，修飾。被試者認(rèn)為該描述詞與音色圓潤(rùn)、溫潤(rùn)、飽滿、不燥、無(wú)雜音有關(guān)。

主觀評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷使用系列范疇法（評(píng)定尺度法）來(lái)完成。被試者需要根據(jù)所聽(tīng)音頻，選擇該音頻與描述詞的符合程度。根據(jù)系列范疇法的要求，程度必須為單數(shù)，因此，本實(shí)驗(yàn)要求被試者從1到7中，對(duì)符合程度進(jìn)行選擇。被試者聽(tīng)每段音頻，選擇該音頻中音色與每個(gè)術(shù)語(yǔ)之間的符合程度。“1”代表程度低，“7”代表程度高。

為了減少實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，筆者使用內(nèi)在一致性信度的信度估計(jì)方法，在實(shí)驗(yàn)中增加了信度檢驗(yàn)的設(shè)計(jì)。原始用來(lái)實(shí)驗(yàn)的音頻應(yīng)該是12個(gè)（四張琴，每張琴3個(gè)音）。而在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要對(duì)其中的3個(gè)音進(jìn)行重復(fù)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，首先對(duì)每一個(gè)被試者的重復(fù)實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行信度檢驗(yàn)。若信度足夠，則該被試者的結(jié)果可用作下一步研究；反之，則不可以繼續(xù)使用。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠有效挑選高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，避免低質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)最終數(shù)據(jù)的影響。主觀評(píng)價(jià)過(guò)程共得到25份問(wèn)卷結(jié)果，其中7人為古琴專(zhuān)業(yè)，其余18人為音樂(lè)專(zhuān)業(yè)但非古琴專(zhuān)業(yè)。經(jīng)過(guò)信度檢驗(yàn)，最終篩選出19份有效的問(wèn)卷結(jié)果，結(jié)果統(tǒng)計(jì)在后文中提到。

4 客觀分析

對(duì)每一段音頻進(jìn)行頻譜信息的提取，是進(jìn)行客觀分析的首要步驟。借助倫敦大學(xué)瑪麗女王學(xué)院電子音樂(lè)中心開(kāi)發(fā)的用于音頻分析的軟件（Sonic Visualiser③），以及常數(shù)Q變換（Constant-Q transform）插件④，可以對(duì)每段音頻進(jìn)行頻譜分析。

古琴是典型的弦振動(dòng)樂(lè)器，整弦振動(dòng)產(chǎn)生基音（1號(hào)諧音）；1/2弦振動(dòng)產(chǎn)生第一泛音（2號(hào)諧音），其頻率是基音的兩倍；1/3弦振動(dòng)產(chǎn)生第二泛音（3號(hào)諧音），其頻率是基音的三倍……同時(shí)，每個(gè)音的基音頻率是已知的。根據(jù)基音頻率以及諧音規(guī)律，使用MATLAB可以從頻譜數(shù)據(jù)中提取出每個(gè)樣本的諧音成分。與此同時(shí)，也得到了非諧音成分的數(shù)據(jù)（圖1）。在得到的諧音成分中，可以很直觀地觀察到每個(gè)音的前20號(hào)諧音（圖2）。在20號(hào)諧音之后的諧音十分密集，難以分辨清楚，因此，筆者將20號(hào)諧音以后的成分稱(chēng)為“極高次諧音部分”（圖3）。

根據(jù)J.S.Keeler的理論，聲音的起始狀態(tài)對(duì)于音色的判斷也是非常重要的。對(duì)聲音起振部分和衰減（包含釋放）部分進(jìn)行研究，也應(yīng)當(dāng)在考慮范圍之內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，聲音包含起振（Attack）、衰減（Decay）、持續(xù)（Sustain）和釋放（Release）四個(gè)階段，即ADSR。彈撥樂(lè)器的起振階段十分迅速，到達(dá)峰值后隨即進(jìn)入衰減和釋放過(guò)程，缺少持續(xù)階段⑤。古琴是一種典型的彈撥樂(lè)器，因此對(duì)其聲音進(jìn)行研究時(shí)，不需要研究持續(xù)階段。又因衰減和釋放階段界限十分模糊，本文將這兩者結(jié)合在一起進(jìn)行研究和討論。根據(jù)之前得到的頻譜信息，將諧音按照能量最大值處分成起振階段和衰減（釋放）階段（圖4～圖5）。

5 主客觀相結(jié)合

經(jīng)過(guò)對(duì)樣本的主觀評(píng)價(jià)調(diào)查以及信度檢驗(yàn)的過(guò)程，最終得到主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果，見(jiàn)表2（劃?rùn)M線的數(shù)字表示每個(gè)描述詞中得分最高的一項(xiàng)）。

根據(jù)以上主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果以及客觀分析的數(shù)據(jù)，將二者進(jìn)行相關(guān)性研究。

首先，依據(jù)表2中每個(gè)描述詞中得分最高的樣本進(jìn)行比較研究。結(jié)果顯示，諧音數(shù)量多、能量大、更均衡的聲音更受人們偏愛(ài)（圖6～圖10）。

其次，諧音的起振狀態(tài)、衰減（釋放）狀態(tài)，對(duì)于人耳感知音色有一定的影響，但在本實(shí)驗(yàn)的樣本中，該部分對(duì)音色的影響不占據(jù)主要地位。在對(duì)樣本諧音成分起振狀態(tài)、衰減（釋放）狀態(tài)的對(duì)比研究中，僅在C2音的比較研究中，該影響具有一定的規(guī)律性。聲音中各諧音的起振速度快慢和人感知音色有一定的關(guān)系，諧音起振速度快，有助于人快速、直接地感知到音色，從而受被試者的偏愛(ài)。相反，諧音到達(dá)峰值的速度比較慢，人不能夠快速且全面地感知音色，影響主觀感受。

第三，對(duì)描述詞“亮”的研究，呈現(xiàn)出比較強(qiáng)的統(tǒng)一性和規(guī)律性。諧音頻率高、高頻諧音能量強(qiáng)以及極高次諧音豐富、能量強(qiáng)，與人耳感知音色的明亮程度相關(guān)（圖11～圖18）。同時(shí)，較高的音比較低的音，明亮的屬性更強(qiáng)。

第四，對(duì)描述詞“潔”的研究，亦呈現(xiàn)出比較強(qiáng)的統(tǒng)一性和規(guī)律性。首先，基音能量強(qiáng)，人耳感知聲音干凈、純凈、無(wú)雜音的屬性會(huì)高（圖19）。其次，在低頻部分（基音頻率以下）非諧音成分越少，人耳感知聲音干凈的屬性會(huì)高（圖20）。再次，古琴聲音在某些特定的頻段沒(méi)有非諧音成分的存在，若聲音在該頻段有非諧音成分，則導(dǎo)致音色干凈的屬性下降。在本次實(shí)驗(yàn)的樣本中，200 Hz左右是沒(méi)有非諧音成分的，某些樣本在該頻段有非諧音成分（例如4號(hào)古琴D3音，圖21），其描述詞“潔”的得分較低。最后，音色干凈的屬性還與琴本身有很強(qiáng)的相關(guān)性。本實(shí)驗(yàn)中，3號(hào)古琴在描述詞“潔”的評(píng)價(jià)中都占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，而4號(hào)古琴在該項(xiàng)的得分較低。因此推論，音色是否干凈，與琴本身有必然的聯(lián)系。

最后，對(duì)描述詞“采”和“潤(rùn)”的研究，亦呈現(xiàn)出不太明顯的統(tǒng)一性和規(guī)律性。在這兩個(gè)描述詞評(píng)價(jià)比較高的樣本中，有諧音豐富、諧音能量均衡的特點(diǎn)，但規(guī)律性不強(qiáng)。其原因可能有兩點(diǎn)：一方面，被試者對(duì)于這兩個(gè)描述詞的理解不完全統(tǒng)一；另一方面，可能由于與這兩個(gè)描述詞相關(guān)的客觀屬性較多或者不突出。除此之外，本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)描述詞“麗”的研究，基本沒(méi)有比較統(tǒng)一的規(guī)律。其原因可能是在調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果中，該描述詞的結(jié)果不呈現(xiàn)明顯的統(tǒng)一性，即被試者對(duì)于“麗”的理解不一致。

6 結(jié)語(yǔ)

本文以古琴為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究了主觀評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)和客觀分析之間的相關(guān)性。主觀評(píng)價(jià)過(guò)程中，對(duì)《溪山琴?zèng)r》中五個(gè)用于描述古琴音色的術(shù)語(yǔ)（麗、亮、采、潔、潤(rùn)）進(jìn)行分析。客觀分析方面，采用音頻分析的方法，從諧音成分、非諧音成分、極高次諧音成分、諧音起振階段以及諧音衰減（釋放）階段五個(gè)角度，對(duì)樣本進(jìn)行分析研究，并得到客觀數(shù)據(jù)。然后，從不同角度將主觀和客觀的結(jié)果進(jìn)行結(jié)合、對(duì)比、分析，得到主觀評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)和客觀分析數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示，人耳對(duì)音色的感知是由多方面因素造成的，其中某些較突出的因素在音色評(píng)價(jià)中具有更重要的作用。

實(shí)驗(yàn)首先證明此種研究方法是可行的，同時(shí)結(jié)果也指出某些主觀評(píng)價(jià)和客觀分析的關(guān)聯(lián)性。但實(shí)驗(yàn)本身還存在樣本數(shù)量少、是否具有典型性，以及被試者構(gòu)成等方面的欠缺。未來(lái)還需進(jìn)行更加縝密、全面的研究和調(diào)查。

注釋?zhuān)?/p>

① 徐上瀛所著，是一部全面而系統(tǒng)地講述琴樂(lè)表演藝術(shù)理論的專(zhuān)著，也是中國(guó)音樂(lè)美學(xué)史上的重要著作。

② 王紅梅. 《谿山琴?zèng)r》與《琴聲十六法》的比較研究[J]. 南京藝術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（音樂(lè)與表演版），2005（02）：45-46.

③ Chris Cannam， Christian Landone， and Mark Sandler， Sonic Visualiser： An Open Source Application for Viewing， Analysing， and Annotating Music Audio Files， in Proceedings of the ACM Multimedia 2010 International Conference.

④ C. Sch?rkhuber and A. Klapuri， “Constant-Q transform toolbox for music processing，” in Proceedings of the 7th Sound and Music Computing Conference， Barcelona， Spain， 2010.

⑤ 楊帆. 分音時(shí)域特性分析法應(yīng)用于樂(lè)音音色比較初探——以古琴為例[J]. 中國(guó)音樂(lè)學(xué)，2015（01）：125-129+116.

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作者簡(jiǎn)介：

楊波，中國(guó)音樂(lè)學(xué)院音樂(lè)科技系研究生在讀，導(dǎo)師為韓寶強(qiáng)教授，專(zhuān)業(yè)為音樂(lè)聲學(xué)，研究方向?yàn)闃?lè)器研究、音頻分析。在校期間，多次參與文化部項(xiàng)目，如中國(guó)民族低音拉弦樂(lè)器改良、中國(guó)傳統(tǒng)樂(lè)器聲學(xué)測(cè)量及頻譜分析、云南地區(qū)傳統(tǒng)民族樂(lè)器音響及形制標(biāo)準(zhǔn)化采樣等。