竹笛音色應用與采樣分析

張建文

摘要：竹笛是我國民族樂器中最具代表性的樂器之一。歷史悠久，承載著豐富的歷史文化底蘊。熟知度高，音色的辨識度突出、穿透力強，表現力豐富。竹笛在民族音樂應用中具有不可替代性，被眾多音樂創作者廣泛使用、情有獨鐘。無論是歌劇、戲曲、交響樂、音樂劇、民族聲樂作品、電子音樂等各種形式，都能看見竹笛的身影。錄音采樣、頻譜分析對竹笛音色的頻率范圍和動態范圍有很好的指引性。通過對音色的變形制作可將其運用到更為廣泛的音樂作品中。更為重要竹笛音色的應用、變形與拓展為樂器本身改良、升級、創新提供了強有力的理論依據。

關鍵詞：竹笛應用;音色采樣;算法分析

研究意義

竹笛樂器的應用，音色的采錄、分析、算法、變形與制作，為今后竹笛藝術進一步拓展國際音樂創作市場提供更為廣闊的發展空間。通過采樣分析研究進一步確立竹笛藝術（竹笛音色）特殊性和重要性，為今后竹笛改良提供必要的理論基礎。更深層次豐富了音樂家在創作中多樣性選擇和特殊性要求，折服于竹笛音色及變形那不可思議的創造力。

一、竹笛起源與形態

賈湖骨笛，民族樂器的始祖，距今已有 8000 多年的歷史（出土于中國河南省賈湖遺址）。賈湖骨笛共計出土約 20 多件不同樣式的骨笛，其中包含有5孔、6 孔、7孔和8孔等多種樣式，大多是截取仙鶴（丹頂鶴）尺骨（翅骨）制成的骨笛，且能夠演奏中國傳統的五聲音階和七聲音階，甚至可以演奏不同少數民族的民族樂曲?！暗选弊钤绯鲇凇妒酚洝酚涊d中，"黃帝使伶倫伐竹于昆豀、斬而作笛，吹作鳳鳴"。而“骨笛”“竹笛”作為具有鮮明特色的華夏民族樂器，其發音溫婉、清脆、動聽，古人亦謂“蕩滌之聲”，始名為“滌”。自古以來，笛子就是我國廣為流傳的民族吹奏樂器，其材質用天然竹子所制，所以也稱為"竹笛"。近現代以來，竹笛的發展和改良越來越豐富多樣化。從材質的選擇，體型的大小、長短，孔位的變化，應用的領域，無一不彰顯出竹笛正在經歷一次跳躍式的改良發展。形態豐富，品種繁多。熟知度最高的是梆笛、曲笛、定調笛。另外還有短笛、豎笛、七孔笛、八孔笛、十一孔笛和玉屏笛等。笛子在樂隊中扮演著重要的角色，是民族樂隊中不可或缺的旋律樂器，常以獨奏形式存在，也可以重奏、合奏。

二、竹笛音色應用

竹笛作為最具鮮明特色的民族性樂器，它的音色一直以來都是創作者們所親睞的，對于音樂的幫襯和層次上的豐富起到畫龍點睛的效果。傳統民族民間音樂更是離不開竹笛的襯托。尤其是中國傳統戲曲音樂，在戲曲音樂的結構中舉足輕重。竹笛作為伴奏織體參與其中，淋漓盡致體現出其本身旋律性的特點和音色的獨特性，也是戲曲音樂結構中御用的伴奏樂器。

例如，中國戲曲“黃梅戲”音樂，《天仙配》《女駙馬》《牛郎織女》《打豬草》等。竹笛對于音樂性的拓展、音樂的張力、音樂調性拔高可謂是功不可沒，先聞其聲，便知其名。長久以來也是形成黃梅戲音樂伴奏織體中固定的精髓所在。

竹笛藝術與戲曲的相互作用是我國勞動人民在長期的生活中逐漸演變形成的，兩者相輔相成、默契搭配，是中國戲曲藝術在不斷發展中凝聚的結晶。提到“黃梅戲”就不得不提及“昆曲”和“秦腔”。昆曲的經典曲目：牡丹亭、長生殿、桃花扇、浣紗記;秦腔：蘇若蘭、賣酒、斬秦英、二進宮、蘇武牧羊、呂布戲貂蟬等。無論是曲目還是選段，竹笛藝術與戲曲藝術進行了數次的完美結合，竹笛的托腔、行腔、旋律再現以及情景銜接，表達了中國戲曲藝術對竹笛音色的獨到訴求。這種體系構建是在長久的戲曲歷史中錘煉出來的。

此外，竹笛也廣泛運用于現代音樂中，交響樂、歌劇、戲曲、音樂劇、民族聲樂、流行音樂、電子音樂、影視配樂等。竹笛的運用無一不展現出它強大的民族特色（音樂生命力、傳播力、影響力）。這是民族器樂的代表，更是民族文化傳承。

三、竹笛音色采樣

竹笛種類豐富，這里主要對梆笛、曲笛兩種類型進行不同音高、音色、演奏技法、時長、音質的采樣與制作。對竹笛音色進行采樣主要是挖掘其音色的獨特性，便于未來虛擬音樂編配提供多種可能性。

首先，具備相對標準的錄音棚及聲學環境，才能對竹笛的音色進行干聲采錄。需要多種錄音設備共同完成。（電腦終端、專業多通道聲卡、專業拾音設備、發放、壓縮器、限制器、分配器、監聽耳機、監聽音箱、數控臺、專業宿主軟件等）其次，對于竹笛調性的選擇，一般從 G 大調（曲笛）開始，依次為 bA 大調、A 大調、bB 大調、C 調、D 調、E 調;到 bE 調（綁笛）、F 調、G 調、A 調、bA調、B 調、小 c 調綁笛。竹笛的音階范圍通常在 2 個 8 度以上，以 C 調曲笛為參考，從低音 5 到高音 5，再往上拓展純五度為止。鋼琴上的對應音域是：c1G（so）到 c4D（re），理論上可以更高，但在實際的演奏中已到達極限。傳統的曲笛和綁笛音域范圍相同。

第三，演奏人員的選擇上一定是竹笛專業演奏員，對于竹笛演奏氣息的控制、音色音準的表達、演奏技法熟練都應有精準的呈現。采樣出來的初始素材就會有較高參考標準。依次對每個音進行的延音、長音、顫音、疊音、打音、頓音、氣震音、滑音、吐音（單雙三吐音）、墊音、漣音、泛音、花舌音、循環音等演奏技法進行采錄，形成竹笛奏技法音色庫。根據錄制要求，每次錄制要設置錄制距離（樂器與拾音設備的距離），提高和保證拾音采樣的準確性。一個音，一組演奏技法采錄完大約是 20 次/種），19 個音全部采錄完大約是 330 次（有效次數），另外 50 次演奏技法無效（實際演奏超高音有部分失真無效）。

第四，錄制設備調試。拾音器模式選擇，在單個錄制時，一般錄制模式選擇“心形”模式，“心形”模式更好地將聲音采錄進行集中，縮小采錄拾音范圍。對于多軌錄制，可采取“8 字形”、“環形”錄制模式。綁笛的錄制距離維持在25cm 至 50cm 之間，根據響度相應調整。曲笛錄制距離保持在 15cm 至 30cm 之間，有效錄制低音區域。前置發放壓縮：對于輸入音頻信號（Ip）壓縮比設置的是4/3，前置增益提高 5 至 8 個分貝（db）。動態實時壓縮輸出信號（Op）至聲卡端的是-0.5（db），保持信號不過載。輸入信號壓縮的主要目的是要提高輸入源的響度和增強原始動態范圍，更真實還原原始音質。數字音頻聲卡主要作用于解析音頻精度，解析范圍有限，通常將聲卡采樣率設置成 48000Hz，比特率為 32bit，通道模式設為直通采錄。每一路輸入信號對應每一路軌道設置，對輸入軌道進行標色和標記，有效統一管理音頻的位置和內容。輸入通道的預設效果器中不需要加載任何效果器，保持原真干聲輸入。

第五，錄制的方法要采用分類、分級、分開的錄控模式，在開源的宿主軟件系統中可以預設 8 通道錄制模板，進行有效切換錄制（既可 solo，也可混錄、疊錄）。如果是多通道錄制就要與硬件數字調音臺或者虛擬數字調音臺進行有效連接，對于每路信號源精準把控，才是數控臺的意義所在。

四、竹笛音色頻譜分析與算法

頻段分析：竹笛音階的每一個音高進行采錄后，在輸出末端掛載 4 個頻段的頻譜分析效果器 PAZ-Analyzer，檢測每個音高、音色的頻譜特征，可觀察音高的頻響范圍和音色動態范圍。由于是采錄，在后期制作過程中基于電腦本身二進制算法，再加上 Project setup 輸入端口固定設置的采樣率和比特率，以保證后期輸出算法的一致性，統一合成器加載標準。如，以鋼琴上中央 C 鍵、A 鍵為準，目前國際統一標準為 261.6hz、440hz。以曲笛 C 調對應錄制，得出 C 音的采樣頻率在 240hz 至 280hz 之間;A 音的采樣頻率在 435hz 左右。這與鋼琴的標準有所差異，是原于本身材質不同。鋼琴屬于弦震動，金屬材質;竹笛屬于氣膜震動，竹類材質。材質的密度、屬性不同，會導致采樣的結果有差異。同樣，頻譜分析儀對竹笛音色采樣的頻率分析結果也印證了采樣的正確性。

這里的算法主要指竹笛音色采樣完成后，進入合成器進行二次加載時的算法。此時的算法與前期固定設置的采樣率和比特率有直接關系。涉及到二次加載，第一步要解決采樣的格式問題。通常選取的音色主要集中在宿主軟件音色庫中，每一個音色庫就是一個單獨的合成器，以掛載的形式放置在開源的宿主軟件中，也可以是一個單獨的音色軟件。使用前都需預設成 PC 模式下 VST及VST拓展形式，音源音色庫下設菜單欄會以分級狀態呈現。如，C：＼Program Files（x86）＼Steinberg＼VstPlugins＼＼C：＼ProgramFiles

（x86）＼EastWest＼Colossus＼Colossus＼Library＼Instruments＼Acoustic Drumkits 等路徑形式存在。關鍵在于合成器對應的格式。Kontakt系列合成器采樣對應的虛擬路徑格式是nki格式，而實際音色包壓縮的讀取格式是 nkc 格式。前期采樣的音頻格式統一為WAV無損音頻格式，后期經過合成算法統一轉化為虛擬nki、nkc以及其他合成器需要的格式。極端情況下WAV格式是可以直接進行掛載，前提是要按照規定的路徑放置在標準的子文件夾內（Library＼Instruments 或 Contents）。這里的算法就是將十進制算法通過計算機轉化成二進制算法，便于讀取。

十進制如何轉二進制：將該數字不斷除以2直到商為零，然后將余數由下至上依次寫出，即可得到該數字二進制表示。如，數字21轉化為二進制為10101。將音頻格式先以十進制形式儲存，然后通過進制轉換器轉換成二進制編碼，每個編碼對應虛擬采樣的nki格式，通過合成器以虛擬鍵盤的形式呈現。這樣的算法既不會出錯，更會精準對應鋼琴鍵盤上的音階。虛擬鋼琴鍵盤上中央C觸發的編碼是10101，而10101對應的是21號十進制數字，只要把 21 號十進制數字觸發預設成竹笛音頻的C音，我們在合成器鍵盤上點擊中央C時，就會聽到C調的竹笛發出C（do）音。

五、竹笛音色的變形制作

音色上的變化會帶來情緒上的起伏，人對于固定、熟知事物的形態和音色是具有能動條件反射和提前預知。但只要改變其原有的振動頻率，一切固定的形態和音色就會變得截然不同。傳統意義下，我們對竹笛音色的需求足以通過采錄來獲取，在音樂的創作和編配中可以物盡其用。想要獲得額外音色樣本，就需在原有基礎上利用音頻軟件及工具進行變形制作。張藝謀武俠三部曲中的《英雄》開篇音樂“蒼”，譚盾采用的是小提琴聲音變形得來的。音色變形有利于拓展音色應用范圍，進一步挖掘音色使用的市場空間，豐富音色種類。在現代音樂編配、電子音樂制作、影視配樂方面可展現出無限的發展潛力和應用空間。

在實際演奏中，竹笛的泛音列只存在中低音階，向上純五度即是泛音列的構成。而竹笛在演奏超高音 1-do 和 2-re 時，泛音列不存在，在合成器中也得不到完全解決。需要通過音色變形可以實現高質量錄入與加載。在此，運用到的是Nuendo/Cubase 效果器中的多段 EQ、delay、filter、Step filter/tonic、Transpose、Sizing Applies Time Stretch 等功能?？蓪⒏咭?7-si 直接通過變形手法改變音程關系達到所需音階。反之，亦可將低音 5-so 向下延展至更低音域。當原音與變形音之間的關系值到達一定范圍時，變形效果就會越明顯。如需音質保持不變，則需原有的音色時長（時值）做出相對應調整。成千上萬的電子音色都是通過自然音色變形出來的，現在的編曲風格復雜多樣，變形音色參與其中，已經成為音樂、影視制作中的不可或缺的一部分。竹笛音色的長音既可以變形近似管樂聲，也可以變形成風聲。諸多創作者在影視配樂中僅僅一件樂器就可以制作出一組影視配樂，功能強大到難以置信。由此可見，竹笛音色的變形足以讓竹笛這件喜聞樂見的民族樂器在今后的音樂、影視舞臺上大放異彩。

六、結語

竹笛音色變形超越了原有本質音色范疇，在一定程度上也觸發了竹笛改良的契機?？蓪υ疾馁|、大小、長短、孔距、孔數、發生原理做出改變，創造出新類笛。當前竹笛的改良處于發展的試探期，大部分還沒有超脫出原有的本質。有部分類似電子管合成器已經開始向民族樂器伸出橄欖手。未來竹笛本身改良和音色的應用在市場中大有可為。

參考文獻

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