淺析人工智能在音樂編曲中的應用

文海良

摘? 要：從二十世紀中葉起，人工智能技術就開始滲透到編曲領域，主要以三種形式表現： 智能和弦，編曲流程中的前期智能形式;智能音色，半智能化編曲的重要形式;智能織體，編曲智能化的實際體現。人工智能技術的運用，大大提高了音樂編曲的效率與效果。

關鍵詞：人工智能;編曲;應用

2017年5月，世界排名第一的中國圍棋選手柯潔對戰人工智能棋手AlphaGo，結果以0：3完敗人工智能。這次人機大戰使得人們的討論焦點集中在人工智能領域，在驚嘆AlphaGo計算精準、運籌帷幄的同時，憧憬著未來人工智能發展對我們社會生活的各種影響。人工智能并不是新生事物，而是早在二十世紀中葉就誕生了，它是研究智能機器與機器智能的一門高技術多學科的綜合性科學，經過幾十年的技術發展已經深入到社會的各行各業，比如智能家居、無人駕駛、語音識別、自動化生產等。在音樂制作領域，自從計算機介入后，一代又一代的音樂工程師為了實現高度智能化的音樂創制，付出了不懈的努力。2018年1月初，由人工智能完成的第一張商業發行的音樂專輯《Hello World》便是這種努力的結晶。人工智能在音樂制作領域中的應用情況如何，以及它們結合工作的原理是什么，本文試圖梳理人工智能在音樂編曲領域中的應用情況，以回答這些問題。

一、智能和弦：編曲的前期智能形式

一首成品音樂的生產創制過程通常是這樣的：詞作者寫出歌詞，再由曲作者進行譜曲，這就產生了一首歌曲最初的文本稿子;然后由音樂制作人進行配器編曲，做出音樂伴奏，接下來由歌手、樂手錄音進行最后階段的縮混工作，最后由母帶工程師打磨出最終的音樂成品。在這個過程中，可以看到音樂編曲環節是至關重要的。在數字化音樂制作之前，這個工作流程稱為配器，就是將單旋律的歌曲編配成多樂器，由樂隊乃至樂團演奏的總譜，這也是理論作曲課的“四大件”之一。自從計算機介入音樂制作領域以及MIDI技術的廣泛而又有深度的運用，現在的音樂配器可以超越理論作曲的范疇，從而實現有聲編配。即借助電腦一邊配器、一邊進行實時聽辨，即見即所得、即聽即所得，配樂完成后既可以得到樂隊演奏用的總譜也可以導出數字格式的有聲音樂，人們習慣稱這一工作流程為“編曲”。

可以看出，編曲只是音樂制作流程的一部分，是將樂譜化的歌曲變成有聲音樂的關鍵步驟。如果要考察人工智能在音樂編曲中的應用情況，我們就要將其工作流程進行細分。通常編曲都要涉及以下幾個關鍵步驟與內容，即和弦編配、音色的選擇與配置、音型織體的編寫等。因此我們考察的目標鎖定在這幾項主要的編曲內容上，首先我們來看看編曲工作中的和弦編配。

和弦編配，就是以小節或節拍為單位，給每一、兩拍或是一小節按照一定的功能邏輯關系進行配置和弦，然后所有的樂器演奏都將按所配和弦進行演奏。它是編曲的第一步，是將單旋律音樂進行織體化演奏的基礎，是樂器音色縱向音高疊加的框架基礎。和弦編配的好與不好直接關系到音樂的可聽度以及整首歌曲的藝術品味。

目前最為人知的智能化和弦編配工具是Steinberg公司旗下音樂制作平臺Cubase中的和弦助手Chord Assistant，它根據和弦進行、關系遠近、五度循環等理論能為編曲提供和弦選配建議。不管是普通流行音樂風格類型還是爵士樂類型，均可提供有益的編配建議，這一工具不僅解決了部分編曲者音樂基礎知識薄弱的問題，同時配合和弦軌的使用能夠大大提升編曲的效率。

其他市面上流行的智能和弦工具還有Plugin Boutique Scaler、Suggester等。Plugin Boutique Scaler是一款專為Mac用戶設計的和弦音頻插件，是一個快速、直觀、強大的作曲助手，內置多種和弦進行、上千個音階與模式、預置了多種不同風格類型、可以與VST和AU等插件兼容，是配置和弦的好幫手。Suggester同樣是MAC系統下和弦配置工具，它可以協助創作歌曲與和弦，幫助找到合適的和弦，既高效又有趣。

可以看到，在編曲的最初階段，即和弦配置中，人工智能技術已經不同程度地運用進來了。雖然從事職業編曲的音樂人通常都具備比較專業的音樂素養，不需要太多依賴智能和弦編配工具，但對于那些沒有專業知識背景而又想從事音樂編曲的入門作者而言卻是福音，可以提供非常有益的幫助。雖然智能和弦還沒有完全替代人類的工作，但為藝術創作留下個性空間的同時，豐富了編曲者的編創思路。

二、智能音色：半智能化編曲的重要手段

編曲工作在和弦配置后，接下來的流程就是進行音色配置以及音色演奏了。音色的人工智能化進程一直在持續，從最初級的步進音序到模版演奏，再到動作探測，一直朝著智能響應、人性化演奏的方向發展。

現在主流的智能音色都是內置演奏模版，即或長或短的演奏樂句，只需一個音或者一個和弦就可以觸發該樂器的樂句循環演奏。比如steinberg公司早期開發的虛擬樂手系列：虛擬吉他手（Virtual Guitarist）、虛擬電吉他手（Virtual Guitarist Electric Edition）、虛擬鼓手（Groove Agent）、虛擬貝斯手（Virtual Bassist）等，均可用不同和弦觸發樂器的自動演奏。當然，現在這些虛擬樂手都已經停產了，因為steinberg公司將智能樂句的模式發展到了新的階段。即將所有的智能演奏都植入到兼具綜合音源屬性的采樣器HALion上，在HALion里能夠進行智能演奏的不僅僅是吉他、貝司、鼓等樂器，而是所有種類的樂器均可激活智能演奏模式。

此外，蘋果公司在智能音色的開發上也是不遺余力，并且很有自己的特色，比如跨平臺研發。蘋果公司綜合自己在手機、平板中的優勢，開發出許多觸摸虛擬樂器，比如在iPad里的音樂應用GarageBand，就集成了諸如智能鋼琴、智能吉他、智能鼓手等西洋虛擬智能樂器，同時還開發出中國民族器樂如二胡、琵琶等可觸摸虛擬樂器。與MAC平臺的Logic互通，實現立體化的智能音色演奏體系。

當然，市面上除了這兩家公司之外，還有許多的樂器音色開發廠商都在推動智能音色的發展，比如Musiclab公司開發的虛擬吉他手RealGuitar、ToonTrack公司推出的虛擬鋼琴手EZKeys，Native Instruments公司推出的ACTION STRINGS/SESSION HORNS等，都是集成了演奏樂曲，通過和弦來進行觸發演奏。還有的廠商將動作智能探測技術應用到音色的制作上，比如Best Service公司開發的小提琴音色Chris Hein Solo Violin，可以通過對鍵盤演奏的動作進行預判來調用不同的音色技法演奏樣本，以此獲得更為細膩的音色演奏。

總之，智能音色種類繁多、不勝枚舉，歸結其特點就是將樂器音色與演奏織體合二為一的屬性。在選擇音色的同時，也可以選擇演奏音型，這樣就可以在已配和弦的框架下快速完成音色的織體演奏。

三、智能織體：編曲智能化的實際體現

音樂的本質，在一定程度上可以理解為各樂器音色在縱向音高坐標上，按和弦音排列后在橫向時間坐標上的流動過程，這種縱向音高排列與橫向時間坐標上的演奏進程就構成了一張網，也就是我們常說的“音樂織體”。在智能編曲剛開始發展的時候，就有人設想，能不能先設定好縱向演奏的和弦，然后用預設好的演奏織體按已設的和弦進行演奏，這就成自己做的音樂了。于是，自動伴奏就應運而生了。

自動伴奏相對于智能音色而言，更加的全面，因為演奏織體中包含了某種風格類型的所有樂器音色。通俗地講，它使編曲變得更加“傻瓜”了，從另一個角度看，這實際上是編曲智能化的一種體現。

率先應用自動伴奏技術的是在硬件領域，即電子琴的開發與應用上。它使電子琴的演奏與教育得到較為廣泛的普及與推廣，現今甚至成為了電子琴的標準配置。

用電子琴的自動伴奏能夠進行現場的演出，但要用它進行音樂制作，硬件設備所具有的缺陷也暴露出來。比如設備連接的底噪、演奏的不可編輯性等，于是，裝在計算機里的自動伴奏軟件就被研發出來了。現在市面上最有代表性的智能作曲軟件是PG Music公司開發的Band in a box，用它進行編曲的流程很簡單：首先按小節/節拍輸入和弦，然后再選擇一個風格演奏類型，接著設置好段落格式，這樣一首歌曲的伴奏就做出來了。當然，除了這種半智能化的作曲模式外，Band in a box還可以完全自主地按照所設音樂條件自動生成帶旋律的音樂，這是高智能的自動作曲模式。

Band in a box自動編曲依賴的是國際通用的MIDI標準，能夠導出標準的MIDI文件。但是隨著插件音源的興起，許多好的音源并不能應用進來，因此PG Music公司在Band in a box自動作曲的技術上又開發出了RealBand，結合虛擬音源與真實音軌，可以獲得高品質的聲音，這把智能音樂的創制又推進到了一個新的階段。除了Band in a box外，也還有很多跨平臺開發的智能作曲軟件，比如魔音智能作曲、ChordMusic、JAMMER等，但它們的普及推廣程度遠不及前者。

四、結語

人工智能技術已經深入到音樂編曲的各個流程之中，不但大大推動了編曲技術的革新發展，同時也將編曲的工作效率、效果進行了較大提升。當然，我們也應該看到，人工智能技術的應用從來都是在人們的取舍之中，藝術作品的個性空間是藝術家們最后的一塊自留地。現階段，我們鼓勵人工智能技術的發展并使其協助藝術創作，而不是取代人類的藝術創造。

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作者簡介：文海良，湖南科技大學藝術學院講師，主要從事計算機音樂研究。