鋼琴作品動態混響渲染效果對比評價研究

摘要：目的：傳統古典音樂總是在一個物理特性不變的廳堂里演出，在這種環境下，音樂空間感是單一的、穩定的。隨著電子技術的發展，廳堂混響可以隨音樂演出變化，這為傳統音樂的創作、演繹和聆聽帶來了新的可能。因而，文章提出將混響作為新的音樂創作元素、符號，在創作音樂時就將混響融入其中的設計思路。方法：首先介紹混響獨特的藝術表現特征，以及動態變化混響的設計思路。為了驗證這種隨音樂演奏同步進行空間混響變化的音樂是否比傳統固定不變混響下的音樂具有更好的聽感效果，以鋼琴作品為例，進行主觀對比評價實驗。實驗以4首不同風格的經典鋼琴音樂作品和1首根據動態混響音樂創作理念原創的鋼琴作品為例，運用實驗心理學的方法，對比在固定不變混響的房間里重放干聲鋼琴音樂信號和對干聲信號進行動態混響渲染處理的音樂信號的聽感差異。結果：通過實驗確定動態混響二次創作與渲染的鋼琴音樂作品相比于傳統固定不變混響的音樂具有更強的立體感、氛圍感、層次感、畫面感、靈動感和空間彈性感。結論：隨音樂變化的混響打破了以往單一、不變的音樂空間創作方式和聆聽體驗，能帶來一種全新的空間變換的感受。

關鍵詞：動態混響；渲染效果；音樂創作；鋼琴作品

中圖分類號：J624.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）10-000-04

0 引言

廳堂混響對古典音樂創作的影響是十分顯著的，如巴洛克時期萊比錫的圣托馬斯教堂有一系列減少混響的措施，才成就了巴赫的音樂作品，因為“大混響的教堂十分適合速度緩慢且穩定的詠唱音樂，而教會改革所帶來的較干的聲學環境使得巴赫能夠創作節奏顯著變換的作品”［1］。一方面，各種廳堂成就了各類音樂作品；另一方面，其固定不變的混響特性也束縛了音樂表現的創新。

近些年，隨著電聲可變混響技術的發展，改變廳堂的混響成為可能，其中，物理耦合空間和廳堂電子可變混響技術應用較多［2］，這使得音樂不再凝固，而是流動起來。由此，傳統作曲家們可以嘗試將音樂廳本身當成一件最大的樂器，在音樂創作時加入對混響的設計，讓混響聲與其他樂器聲一同演繹音樂作品，通過動態變化的混響效果帶領聽眾穿梭于不同意境的空間。

1 混響的藝術表現特征

實際上，傳統音樂作曲家們很早以前就開始了對混響的探索。例如，古典時期莫扎特的《四管弦樂小夜曲》利用不同樂隊演奏配合來產生類似聲音在空間中來回反射的回聲效果?，F代派作曲家于京君更是直接提出一種名為“混響配器法”的思路，通過樂器演奏持續減弱的聲音模仿“余音繞梁”的效果［3］。但不論作曲家們如何通過樂器或廳堂已有設施模擬混響聲，效果總是不夠理想，混響聲有其自身獨特的藝術表現力。

1.1 立體感

人們平時在房間內聽到的聲音一方面來自樂器或者人發出的直達聲，另一方面是聲音在房間里來回反射并逐漸消失的混響聲?；祉懧曌畲蟮奶卣魇莵碜钥臻g的每一個方向，其是一種如同空氣、煙霧一樣彌散在四周，包圍著聽眾的聲音。因此混響聲具有較強的立體感，讓人有被籠罩的感受。

1.2 意境感

人們聽到聲音時很容易產生聯想，較大的混響聲很容易讓人們想到教堂、大的巖洞等場所。但聯想到的場景是模糊的、曖昧的，人們無法通過混響聲精確定位場景，所以混響所營造的其實是一種具有某種氛圍、情調的意境。例如，在真實世界里，無邊的空間由于缺少壁面反射作用，實際沒有混響聲，但作曲家反而可以通過大混響來表達無邊的空間意境感。因此，作曲家們可以通過混響營造出一些非現實的、具有藝術性的聽感效果。

1.3 意蘊感

因為混響聲來自四面八方，所以相較于直達聲，其虛幻、縹緲很多?；祉懢腿缤矬w的倒影，依附于實實在在的直達聲，但也正是由于這種虛空的特點，其能使音樂更具意蘊感。類比民族彈撥樂器，“對古琴和古箏這樣的傳統彈撥樂器來說，人們通常認為遠聽音樂比近聽更美、更有韻味，其原因就在于較遠的距離和空間會使音虛化、弱化，使音樂產生縹緲的效果”［4］。人們感受到的民族彈撥樂的韻味離不開在空氣中延宕的尾音、余音，因為聲音繼續在空間里飄散，所以很容易給人帶來超脫的美感。而混響聲相比于樂器自身的尾音更為空靈、悠遠，因而意蘊更為豐富?？梢酝ㄟ^適當增加混響的比例，讓音樂更有意蘊，傳遞更為深邃、隱晦的含義。

2 動態混響音樂創作思路

可以將音樂的音符按照時間橫軸和縱軸拆分。

在時間橫軸上，作曲家們可以根據音樂的意境，對不同音樂段落設計持續的混響效果，這樣一段段連起來，通過變化混響的效果，讓人們游蕩在不同的音樂場景里，讓音樂更具有故事性。當然，也可以具體到某一個小節、某一個和聲，甚至是某一個音符，為其單獨設計混響效果。因為有時候音樂需要一種平穩的混響聲來營造統一的意境，而有時候只需要對某一時刻進行點綴、裝飾，營造開闊的意境效果。

從時間縱軸上，可以針對同一時刻下的不同音樂聲部分別設計不同的混響。例如，要創作一首具有動態混響效果的藝術歌曲，可以單獨對人聲進行變化混響的設計，保持鋼琴伴奏的混響不發生變化，這種設計能給人們帶來一種獨特的復合空間感。不同樂器在不同混響的渲染下，仿佛處在不同的時空環境。因此，作曲家在音樂中想表達不同時空人物形象的對話，就可以為天、神這類較為虛無的音樂形象設計較強的混響效果。

3 鋼琴音樂作品動態混響渲染效果對比評價實驗

為了探究經過動態變化混響渲染后的音樂作品的聽感效果，以鋼琴音樂作品為例，進行干聲音樂信號和經過動態變化混響渲染后的音樂信號的對比評價實驗。

3.1 鋼琴作品素材選取

鋼琴樂器具有寬音域、大動態等音響特征，很多作曲家在創作室內樂、交響樂等大型音樂作品時，都會以鋼琴為基礎創作，因此實驗以鋼琴為例?？紤]到實驗時長、風格流派、作品內容等因素，共挑選5首曲目，分別是國內作曲家陳培勛的《平湖秋月》、郭強的《巫舞》，國外浪漫主義時期代表性作曲家李斯特的《魔王》、現代派作曲家卡巴列夫斯基改編巴赫的管風琴作品《c小調管風琴前奏曲BWV549》，以及由國內青年作曲家周玉雪根據動態混響設計理念原創的鋼琴曲《雨記》。

3.2 動態混響音樂設計

《平湖秋月》是一首經典的改編自民樂作品的、具有中國特色的鋼琴作品，表現出一種柔美、虛空、靜遠的意境。全曲整體意境統一，因而首先設計了單一的混響效果。該曲前兩個小節出現三次低音聲部持續音，作曲家通過對這三個單音設計長混響，增強音樂的深沉感。樂曲最后兩個小節四個單音如同輕巧的滴水聲，長混響讓音樂聽感更為悠遠。

《巫舞》表現的是兩個巫師以咒語、歌舞等手段為人民祈福的場景。該曲目旋律、和聲變化較為多樣，因此要通過混響的大小變換，讓聽眾感受到巫師時而在山洞、時而在戶外祭祀的場景。

《魔王》由李斯特根據舒伯特同名藝術歌曲改編，講述了寒風呼嘯的深夜，父親騎馬帶虛弱的孩子趕回家，路上遭遇魔王多次引誘，到家后孩子已沒了呼吸的故事。該曲故事性、戲劇性較強，且由于魔王只有孩子可以看見，是一個比較虛幻、不真實的音樂形象，因而在魔王出現的音樂段落設計了更大、更明顯的混響聲。樂曲最后兩個和聲或許是孩子的悲鳴，又或許是魔王勝利的咆哮，因此對最后兩個音單獨設計時間非常長的混響效果，以渲染一種陰森、黑暗的氛圍和意境。

《c小調管風琴前奏曲BWV549》改編自巴赫的管風琴作品，雖然換成鋼琴演奏，但作曲家依然盡可能保留了管風琴作品的結構和恢宏的氣勢。該曲整體可以分為三部分，1～8小節和17～29小節以八度和聲為主，這些部分設計了類似教堂一樣的大混響效果，營造磅礴的氣勢，9～16小節以單音旋律為主，這些部分設計了短混響，能讓聽眾感受到巴洛克時期音樂的干凈、清晰和顆粒性。

《雨記》描繪的是一場雨景，由柔和到激昂，有遠近、有打在玻璃上的效果，甚至還有雷鳴電閃，最后出現的音符四散漾開，歸于平靜。通過與作曲家溝通交流和渲染試聽，最終對該曲頭和尾較為柔靜的片段設計較強的混響效果，中部激烈的部分使用短混響確保音樂的清晰度。

3.3 實驗素材錄制與重放

考慮到對真實鋼琴錄音會不可避免地錄到房間內的混響聲，因而選擇在數字音頻工作站內以MIDI鍵盤錄音的方式錄制鋼琴曲，得到不帶混響聲效果的干聲素材信號。所有曲目均由國內專業音樂學院鋼琴系師生演奏，最終制作后的聽感非常接近真實鋼琴演奏的效果。

自然真實的混響是來自四面八方的，為了盡可能還原真實的混響效果，實驗選擇三維沉浸聲電聲系統來重放實驗信號，以模擬鋼琴在真實空間內演奏的效果。實驗在中國傳媒大學的虛擬環境實驗室進行，該實驗室面積約50平方米，125 Hz到8k Hz之間的混響時間較為平直，約為0.3 s。結合該實驗室環境特點和實驗需求，根據ITU標準，搭建5.0.2音響重放系統，所有環節和實驗聽音均在該系統下完成。通過試驗多款全景聲混響效果器，最后選擇5.0.2混響模式的Symphony 3D全景聲混響器，該混響器聽感較為真實、自然，可調混響時間范圍足夠大。

3.4 實驗方法

實驗共有19名被試者參與，其中男性8人，女性11人，年齡在22～32歲。所有被試者均具有5年以上專業音樂學習背景，但并非鋼琴系專業的師生。

實驗采用系列范疇法［5］，即要求被試者在給定的一組范疇或尺度中進行評價，包括立體感、氛圍感、層次感、畫面感、靈動感和空間彈性感這6個指標。要求被試者對每個聽到的音樂信號進行1～5級尺度打分，分值越高，感受越明顯。立體感指有一定縱深、闊度或高度，趨向于三維而非點狀的聽感；氛圍感指音樂營造出的某種氣氛和情調；層次感指音樂結構分明、不單一；畫面感指由聽覺引發的某種視覺性感受；靈動感指音樂設計巧妙、具有動感；空間彈性感指空間像氣球一樣，具有張力和伸縮變化性。

實驗時，每首曲目按照先干聲信號，再動態變化混響渲染后的信號順序依次進行。實驗共包括5首素材曲目，共計10個實驗信號。

3.5 實驗分析

3.5.1 信度分析

首先對實驗結果進行內部一致性分析，得到6個評價術語下的Cronbachα系數。Cronbachα系數是介于0～1的值，值越大信度越高。經檢驗，所有數據信度均在0.6以上，說明實驗數據較為可靠。

3.5.2 系列范疇法分析

對各評價指標進行系列范疇法統計分析，得到被試者對各實驗信號在6種評價指標上的心理尺度值，如圖1至圖6所示。各圖中橫坐標為心理尺度值，縱坐標1～5分別代表《平湖秋月》《巫舞》《c小調管風琴前奏曲BWV549》《魔王》《雨記》的干聲信號，6～10為對應5首曲目的變化混響渲染信號。

觀察各圖可以看出，所有干聲信號指標基本處在“中”和“差”的心理尺度區間，而經過動態變化混響渲染的音樂信號各指標基本處在“優”和“良”的心理尺度區間。對同一首曲目處理前后的情況進行對比，發現每首曲目經過動態混響渲染處理后，在各評價指標的心理尺度打分值都有一定提升。

其中，經過動態混響渲染后的原創曲目《雨記》相比其他4首改編類曲目，在立體感、層次感、靈動感和空間彈性感上的心理尺度打分值更高，且在氛圍感和畫面感指標上的心理尺度范圍也介于“優”和“良”。這說明根據動態混響創作理念，在音樂作品原創過程中加入混響的思路是可行的、有效的。并且，相較于改編作品，在原創過程中加入混響能使其有更大的發揮余地。

3.5.3 顯著性分析

本實驗進一步分析兩類信號的顯著性差異。因為實驗總樣本量較少，因而采用T檢驗。首先對兩類樣本進行S—W檢驗，得到所有數據的雙尾檢驗概率p值均大于0.05，即數據均具有正態性，可用作T檢驗。經T檢驗計算，得到所有指標p值均小于0.05，拒絕原假設，說明在6種評價指標下，經過動態變化混響渲染處理的音樂信號和干聲信號整體評分均具有顯著性差異，即通過數理統計分析確認了動態混響創作和渲染的這5首鋼琴作品比傳統鋼琴演奏效果更具有氛圍感、立體感、層次感、畫面感、靈動感和空間彈性感。

4 結語

隨音樂動態變化混響的思路打破以往基于傳統固定、單一聲場空間的音樂創作方式，通過以鋼琴作品為例的主觀對比評價實驗，確定動態混響不僅可以強化人們對音樂的多種感知效果，還能帶來音樂空間隨音樂發生變化的獨特體驗。未來，可以進一步探索動態混響在不同音樂風格和演奏場景中的應用，豐富音樂創作的可能和人們的聽音方式。

參考文獻：

［1］ 沉浸式聲音：雙耳和多聲道音頻的藝術與科學［M］.牛津郡：泰勒和弗朗西斯，2017：44.

［2］ 孟子厚，戴璐.混響的感知與設計［M］.北京：中國建筑工業出版社，2018：213.

［3］ 于京君.配器新說（上）［J］.中央音樂學院學報，2009（1）：15.

［4］ 孟子厚，何穆，佟佳.音樂錄制時的聲場因素對民樂韻味感的影響［J］.藝術科技，2007（2）：3-7.

［5］ 孟子厚.音質主觀評價的實驗心理學方法［M］.北京：國防工業出版社，2008：84.

指導老師：孟子厚

作者簡介：高楠 （1994—） ，男，博士在讀，研究方向：聲音科學與藝術。