以馬努里的《木星》（1987）為例看其交互音樂的樣式

班文林

引 言

1987 年，為了使用IRCAM（Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique）的4X①4X 實時系統（Sogitec 4X system）的簡稱。1976 年開發的數字聲音處理器的最終版本，是用計算機數字處理模仿模擬合成器電路所具備的變頻處理等功能而設計的硬件機器。皮埃爾·布列茲（Pierre Boulez）的現場電子音樂作品《應答曲》（Répons，1981）,是為了向世人展示4X 而作的首部作品。機器創作傳統樂器與實時信號處理的交互音樂，米勒·帕凱特（Miller Puckette）為作曲家菲利普·馬努里（Philippe Manoury）開發了可視化圖形編程語言Max。正供職于IRCAM 的馬努里使用這套軟硬件創作了第一部交互音樂作品《木星》（Jupiter），開啟了交互音樂的歷史篇章。彼時，IRCAM 正處于實時DSP（數字信號處理的簡稱）系統開發的第二階段②筆者曾于2010 年采訪Cort Lippe（考特·里皮），并依據采訪內容總結出IRCAM 實時DSP 系統開發的4 個階段：第一階段為迷你計算機DEC PDP 系列與4A、4B、4C 機器的結合使用（microcode 語言）；第二階段進化為迷你計算機與4X 數字合成器結合使用；第三階段為NeXT 計算機與ISPW 結合使用，可實時處理音頻信號；第四階段為蘋果電腦與Max/MSP 編程語言結合使用階段。，是軟硬件集成的最大規模時期。此后，作曲家又進行了不同嘗試，一共創作了四部作品，俗稱“四部作”。2017 年，北京國際電子音樂節上演了馬努里“四部作”之一的鋼琴與計算機交互作品——《冥王星》（Pluton，1988），演奏時長45 分鐘，聽者卻仍覺意猶未盡。不論從音樂創作技法角度還是從交互技術角度，中國目前尚未有能夠超越其四部作的作品出現。本文著力于解析其交互技術樣式，梳理交互音樂發展過程中的一種創作形式和理念。

馬努里所指的“交互”是讓機器理解作曲家和演奏者，Max 的用途正在于此。4X 機器是數字信號算法處理系統，體積龐大，與Max 編程語言結合使用，這個時期主要用于實現樂譜跟蹤。這樣的系統使計算機可以識別演奏家演奏的當前音符，作為算法輸出的依據，也可以讓作曲家實現對樂曲的全盤控制。馬努里正是使用了樂譜跟蹤系統實現了真正意義上的交互音樂。誠然，對于現今而言，這并非唯一途徑。

作品《木星》完成于1991 年，使用了一只通過識別演奏者指法判斷音高的MIDI-Flute①在傳統樂器長笛上安裝一個可以識別演奏者指位的裝置，并將其轉換為MIDI 音高信息。，與計算機進行信息交互。MIDI-Flute 的發明者拉里·博勒加德（Larry Beauregard）在作品完成之前不幸去世，為了紀念他，馬努里在作品封面注明該曲獻給博勒加德。此外，參加這項工作的還有考特·里皮、麥克·巴蒂爾（Marc Battier）和奧利維爾·科奇林（Olivier Koechlin）。

本文獲得的《木星》樂譜和音頻資料來自1992 年的演出版本，該版本使用的是更具有包容性的Max／FTS 編程語言，與之前只能解讀傳輸MIDI 信息不同，這個版本已經可以實時處理數字音頻信息。因此，也不再需要MIDI-Flute，而是直接使用傳統的長笛進行演奏。之后的《木星》與IRCAM實時DSP 系統開發的階段相呼應，不斷升級系統配置，先后出現了用ISPW（IRCAM Signal Processing Workstation）②ISPW 與龐大的4X 系統相比，體積非常小，可以直接安裝到NeXT 計算機主機內部。替代4X 的版本、Max／MSP 編程語言版本、jMax 編程語言版本和Pure Data 編程語言（簡稱PD）版本。版本迭代的時間橫跨20 多年，在此期間發生的形制轉換和技術開發使計算機的聲音質量得到了提升，但作品本身在1991 年已經定稿。

一、《木星》的樂譜

（一）虛擬樂譜

馬努里為交互音樂發明了一種記譜方式——“虛擬樂譜”。電子音樂部分與樂器部分的關聯使用一套帶圈數字標記（譜例1）。數字對應的音符是計算機發出激活信息的位置，也就是計算機作出反饋要進行交互的地方。而計算機內部由事先被輸入的樂器演奏樂譜，以供計算機找到演奏者正在演奏的位置。

由于電子音樂還未有記譜法，虛擬樂譜無法為聽眾提供樂曲的全貌。但即便如此，也可以讓演奏者和計算機監控者及時找到對方演奏的位置，以便互相傾聽，在系統突發停頓時可以手動接續。

（二）樂曲結構

《木星》的演奏時長大約30 分鐘，一般認為由13 個段落（section）構成，另有研究者們聲稱還有一個隱藏的段落，如圖1 所示，奧迪亞爾（Odiard）將樂曲分為14 個段落。

圖1 《木星》樂曲結構圖② 圖片參考Patrick Odiard, “De la confrontation à la conjonction: a propos de Sonus ex machina”in Philippe Manoury, Compositeurs d'aujourd'hui（Paris: Editions IRCAM-Centre Georges-Pompidou），p.54.

譜例1 《木星》樂譜首頁截選① 文中所有樂譜來源參見https://dokumen.tips/documents/philippe-manoury-jupiter.html?page=1，訪問日期：2022 年11 月15 日。

該作品為古典協奏曲曲式，并在此基礎上進行了擴展和創新，展示了管弦樂配器的多種可能，這樣的實踐往往可以激發頻譜樂派作曲家的創新思維。根據帕凱特的描述，該作品的形式產生于1987 年版本中使用的4X 系統。每個程序都必須連續、實時地加載到機器上，因此當長笛演奏者獨奏時，技術人員會加載下一個程序。這意味著馬努里必須在這種配置下作曲。為了適應這樣的配置方式，馬努里在創作時，有意識地為作品進行了整體對稱結構的設計，3 個段落之中至少有1 個是對稱的。另外，最開始的段落與最后的段落是對稱的，與第4 個段落也是對稱的關系。相互呈現對稱關系的段落可分為以下幾種類型：（1）分別對旋律動機（initial cell）的精致化；（2）檢測（detection）或插補（interpolation）；（3）復數的固定音型（ostinato）；（4）頻譜包絡（spectral envelope）層面。從這4 個方面，計算機進行變化和生成應答。這些處理方法內含馬努里典型的算法作曲技法。

（三）樂曲動機

《木星》的樂譜是手寫的，約有32 頁。實際上，演奏與聲音關系的某些方面很難用軟件或人工記譜，也很難記錄音色、交互和形式關系的性質。在這首樂曲中，長笛與計算機的電子聲音之間的音色關系變化很大。例如，在某些情況下，計算機的音色非常接近長笛的音色，而在另一些情況下，電子音色似乎與長笛完全無關。長笛與計算機管弦樂隊的協奏表現為交替出現獨奏與合奏部分之間的關系，其創作背景與傳統協奏曲形式一樣具有強烈的關聯性。在傳統協奏曲中，獨奏與樂隊之間的交替關系為這種形式提供了強有力的關系，并強化了計算機作為樂隊的角色。

譜例2 截自譜例1，為《木星》開始的動機。譜例3 是音高與名字拼寫的關聯圖。該旋律動機來源于“Larry Beaurgard”名字的拼寫，在作品的第1、第4、第13 段均有所使用。從譜例2 可見，該樂譜頂端的主題動機是以獨奏方式呈現，并細致標注了演奏技法、力度變化等信息。在譜例1 中可以看到，從第2 段開始增加了計算機控制的4X 聲部，針對4X 的響度也進行了必要的規定，例如從-20dB 進入。①、②等帶圈的數字如前所述，表示4X 何時被激活，配合長笛演奏（使用長笛的音高作為激勵）。例如，從標注①的位置來看，當長笛吹出一個C 的長音時，該音會觸發4X 產生一個預先編程的音。此外，即使相同音高的C 音觸發了4X，所產生的相應結果可能不同，這表明音高僅僅是一個觸發器，而4X 背后是一套算法，而非一段預置音頻。

譜例2 《木星》開始部分

另外，電子聲音是按照長笛聲部的時間線進行記譜的，計算機并不是對所有音符都有反應，而是對作曲家制定的音符有反應。在樂曲的第一段落中，激勵音高多被設置為#C 音和G 音，從這些設置也可看出其交互的復雜程度。4X 部分幾乎使用了近似圖形樂譜的記譜法，而長笛部分則側重于使用傳統記譜法，這樣可以顯示出大致的音樂結構。有時，樂譜上僅標注了4X 的激勵音，沒有對4X 進行任何記譜行為，這意味著長笛演奏者不必擔心計算機會在一定程度上實時生成音符，這相當于在合奏中以長笛為主導，計算機的電子音由合成算法激活，呈現出流暢且劇烈變化的合奏特點。

（四）通過虛擬樂譜看馬努里對偶然性的思考

馬努里是經過嚴格古典音樂作曲訓練的作曲家，對計算機的死板和隨機這類缺乏智能的演奏是不能認同的。他很早就對電子音樂有著極大的興趣，受到卡爾海因茲·斯托克豪森（Karlheinz Stockhausen）及布列茲等人的影響，認為現場電子音樂形式是比較適合的展現方式。但與前輩有所不同的是，馬努里想要對計算機生成的聲音作細致入微的控制，而又不能簡單地接受預置音頻和變頻音效。隨著研究的逐漸深入，馬努里及其團隊考察出一套以樂譜跟蹤技術為主要特征的“交互音樂” 系統。

馬努里關于偶然性的想法與古典音樂的二次創作有共通之處，即在演奏時所發生的（對作曲家而言）不可控因素，這也是馬努里使用實時控制的一個重要原因。2007 年，馬努里針對自己的作曲過程做了如下描述：“通過作曲化思考被創作出來的音樂過于復雜，不可能是即興演奏的結果。古典音樂的作曲就是不斷重復思考，再檢討、修改、重寫的過程?！雹僦形臑楣P者翻譯，原文見Philippe Manoury, “Considérations （toujours actuelles） sur l'état de la musique en temps reel,” in L'étincelle#3（Paris:Ircam-Centre Pompidou,2007）,p.5.特別是構造復雜的音樂，不可能通過即興而創作，因為一邊演奏一邊思考設計音樂從時間上講是沒有辦法完成的。而且，創作音樂的順序不一定是演奏的順序。即興演奏是一種有個性的現場表演，與作曲活動完全不同。

計算機總是刻板執行命令，產生出固定的結果。在樂譜跟蹤系統的初期，高識別系統對演奏者的音準度要求很高，并且只能作出固定的響應。但是，人類的演奏或者演唱并不會像機器一樣準確且一成不變，這就要求計算機默認一定范圍內的音高為某音，才能預測出正在演奏樂譜的哪一部分。這樣的一個音高范圍也可以為計算機帶來多種響應的可能，增加計算機輸出的隨機性。因為這個“幅度”，刻板的計算機也可以增加聲音生成的自由度，而這種自由度就是馬努里所稱的“偶然性”。因此，所謂的即興音樂，在馬努里的作品中并不存在，存在的是計算機算法里面的隨機性和演出過程中的偶然性。

二、《木星》的系統集成

1996 年，馬努里對計算機系統進行了最后一次版本更新，此后帕凱特將其置換為PD 編程語言版本，湯姆·梅斯（Tom Mays）, 賴斯·斯塔克（Les Stuck）與謝爾蓋·勒莫頓（Serge Le Mouton）等人在帕凱特的基礎上對其進行了增加和改訂。

（一） 程序界面

本文進行分析所使用的程序是2011 年的PD 編程語言版本。由一臺Mac 搭載PD 程序即可代替當初大約1 噸重的機器，且聲音的采樣率更高。所有控制器都集中在一個界面內，比較簡潔，如圖2 所示。

圖2 基于PD 編程語言的系統操作界面② 圖2—圖4 參見網址http://crca.ucsd.edu/～msp/pdrp/latest/，訪問日期：2022 年11 月15 日。

圖2 中的“sequencer”是音序器部分，使用了一個單獨的控制界面，默認需要勾選音符跟蹤系統的3 個選項（例如單擊toggle 后中間顯示為叉，意思是開；中間空白意思是關）。程序下方的“section-start”上面的“0”按鈕是初始默認值，用鼠標單擊信息“1”時，系統啟動，音符跟蹤系統進入待機狀態，等待音頻信號的輸入。音頻信號通過麥克風拾取，然后進入該程序。2012 年前后，該系統在每次現場演出時仍然會有5%的幾率不能正確識別分析音頻信號，需要人工手動單擊相應的節信息（section）使系統恢復響應。2017 年，程序設計者米勒·帕凱特在北京國際電子音樂節上帶來該作品，演奏過程中仍出現了系統暫停響應的情況。此外，音序器部分中的“MASTER-IN”和“MASTER-OUT”左側數字框中的數值可以調整，其設置范圍是-99～164。但是如果數值超過100，就會發出警告，此時可以使用靜音（mute）開關（toggle），將主輸出增益切換到0 或從0 開始。雖然輸出數值可達到164，但創作者認為數值超過100 后，對于一般的音樂廳來講音量過大。

程序界面上開頭為“pd”的都是子程序，每一個子程序都有特定的功能，例如音高跟蹤、樂譜跟蹤、合成或播放采樣等?！赌拘恰分械母鱾€程序如同管弦樂隊中的樂手，既可以“傾聽”，也可以“演奏”，與長笛演奏者進行合奏。長笛演奏者的大部分時間還同時扮演著指揮的角色，如同傳統的管弦樂隊一樣。該作品中使用的數字設備被分為幾個特殊的“器樂部分”，由采樣器、合成器和信號處理器組成。在采樣器中有4種類型短小的采樣素材，分別是普通長笛的聲音和吐音、鈸的敲擊聲、鋼琴和弦以及鈸的合成音色。

（二）關于子程序“play”

除了圖2 程序控制界面所顯示的30 多個子程序以外，在子程序的內部仍然有眾多的子程序，本文無意解說PD 程序的全構造，只舉例分析一個名為“explode”的上層子程序及名為“play”的深層子程序。在“play”子程序下，沒有更多的子程序。

PD 程序的處理部分實現了多通道MIDI 錄音或播放，即名為“explode”的子程序（圖3），而圖4“play”子程序中的循環播放（playback loop）顯示了這種插值的一個子過程?！癊xplode”的子程序使用[route]對象命令分析第一個輸入端口[inlet]的錄音、開始、下一個、停止、浮點數、列表信息。錄音與開始用于控制開啟關閉錄音（信息0 或1），開始還用于激活“play”子程序，傳輸列表等。此外“explode”的子程序還用于接收長笛的音高、力度、時值以及通道信息?！癳xplode”的子程序接收到開始（start）信息后激活“play”子程序，停止（stop）信息則關掉循環播放（playback on/off）?！赌拘恰返某绦蛲ㄟ^廣泛的PD 通信機制工作，“循環播放”也不例外，“play”子程序的主要功能是增加輸入音高的數量?！皃lay”子程序接收來自[explode～]對象命令的音高，并將其記錄為可重復的材料。另一個類似的用途是生成一個介于 0 和 1 之間的浮點數，由一系列插值控制補丁用于控制重放之間的插值。

圖4 名為“play”的深層子程序

這些子程序主要服務于樂譜跟蹤系統。當長笛演奏者吹奏一個音符時，音高跟蹤算法會盡快確定其音高。然后，跟譜算法會將該音高編號與跟事先輸入的樂譜中的音高列表關聯起來。某些音高事件會觸發提示，而其他事件則會被簡單地計算和記錄。

（三） 關于交互系統中計算機生成的策略

在《木星》的系統中，為了避免長笛與計算機之間產生單調的關系，基本解決辦法有4 種。它們分別是時間擴展（TX）、節奏激活（RA）、聲音擴展（SX）及和聲擴展（HX）。

1.時間擴展：原文為temporal extension （TX），指長笛旋律線的聲音在計算機內被擴展，以產生一個較慢的節奏層。 這是通過在混響器中運行長笛聲音來實現的。

2.節奏激活：原文為rhythmic activation （RA），指在計算機中的音序器部分可以創建對正常長笛旋律線的節奏響應。 這一點很獨特，合成的和采樣的聲音都可以使用。

3.聲音擴展：原文為sonic extension （SX），指計算機可以轉換或對比長笛的聲音或呈現其音色。例如，相位和噪音調制器不作用于時間和分音，但可以放大音色。

4.和聲擴展：原文為harmonic extension （HX），指計算機通過與長笛的旋律線進行對比，產生一個新的音高。該方法是通過使用泛音和頻率移動來實現的，這也在一定程度上影響了音色。

這些方法很少獨立使用，而是經常結合起來，形成一種靈活的關系，并貫穿作品始終。 例如，泛音可以被移位合成，同時激活節奏等。從這4 個策略可以看出其目的主要是為了避免長笛與計算機之間的靜態關系。被特定音高激活的系統在計算機內創造出不同程度的獨立時間和事件，而不總是表現為計算機對演奏者的演奏材料做出應答，是對布列茲《應答曲》的一種“升級”表達。

三、系統工作流程

根據樂譜和程序可知長笛與計算機的關系比較簡單，計算機演奏部分以長笛演奏的旋律線條為線索和激勵，非常頻繁地進行交互。通過采集長笛的演奏信息，可以給計算機輸入MIDI 信號或者音頻信號。當輸入音頻信號時，計算機的“音高捕捉（pitch track）”功能會將音頻的音高信息轉換成對應的MIDI音高信息，與計算機內部的“樂譜”進行比對，對需要作為激活信號的音高過濾到“qlist”當中，激勵計算機進行實時處理。對于簡單的效果器添加，音頻信號或MIDI 信號可以直接與計算機處理系統相關聯。圖5 顯示了音高捕捉、樂譜跟蹤以及聲音合成控制、處理之間的關系。

圖5 基于音高跟蹤系統的工作流程圖

（一）樂譜跟蹤系統的意義

傳統音樂理論有音高、時值、音色的基本概念，同時通過和聲、曲式、復調、配器等進行分析解讀。計算機的工作方式最好與作曲家所使用的上述音樂基本概念及音樂分析解讀方式保持一致。只有開發出一種可以實現音樂性的技術，才會被大家公認為是具有優勢的。能根據音樂文化、美學和哲學創作的音樂，將比計算機音樂早期靠直覺創作的、幾乎沒有控制的音樂更有價值，因為后者依靠的是隨機性、無從預判的結果和無法復制的實驗性想法。

計算機通過識別音響本身，把音高信息轉換為MIDI 信息（Pitch-to-MIDI），用于交互音樂的創作樣式被認為是最合適的手法。這種手法可以讓作曲家為傳統樂器和計算機進行作曲，保留上述傳統音樂理論。因此，樂譜跟蹤系統顯得尤為重要，但是IRCAM 尚未對外開放該技術，只是每年邀請約12 位藝術家前往IRCAM 進行創作，并由專門的技術人員輔助。

最早提出樂譜跟蹤技術的是巴里·維可（Barry Vercoe）和羅杰·丹恩伯格（Roger Dannenburg），其論文公講于1984 年的ICMC（International Computer Music Conference）學術會議。1987 年，在IRCAM 的馬努里和帕凱特采用了這一想法，開始進行作品創作和程序編寫。與此同時，帕凱特的可視化編程語言Max 也成功設計出來，使得作曲家不需要學習代碼就可以進行編程，樂譜跟蹤系統在Max 編程語言的平臺上得以實現。

樂譜是音樂的基礎，在處理過程中要測量樂譜中每一個相應的時刻，使程序化的過程同步化，并允許作曲家控制作品的每一個細節。樂譜跟蹤系統需事先將樂譜按照規定的格式輸入計算機，計算機內部有可以實時檢測音高的系統，檢測音高的同時與樂譜相對照，對演奏家正在演奏的位置進行追蹤，根據作曲家的設計在特定的點上激活計算機交互程序。

樂譜跟蹤技術是將多個數據整理在一起的模式識別技術，IRCAM 專注于這項技術開發和完善，近年還實現了節奏追蹤，用以改善樂譜跟蹤的正確率和加強系統的穩定性。音樂參數在音高跟蹤、帶域限制包絡跟蹤及FFT 頻譜分析3 個領域被分析和提取。在頻率領域中，使用音高跟蹤來提供更多的音高穩定性（音高跟蹤器）。為了提取彎音信息、滑音、音階式滑音、顫音和震音等連續的動態振幅，由帶域限制包絡跟蹤器進行分析，銜接檢測可以識別管樂器中的顫音和頓音。而在第3 個領域中，可以通過FFT、分析FFT 分析、音高跟蹤、濾波來跟蹤和解讀聲音中頻譜成分的連續變化。結合這些分析的高水平檢測是通過輸出一個反映輸入信號中發現的微妙變化的控制信號來提供的。與早期的樂譜跟蹤相比，目前樂譜跟蹤的一個發展情況是，能夠根據不同音樂家的個人表演特點進行微調，這使表演者能夠很容易地感覺到自身的個性表演被計算機所解釋。

（二）演奏者與計算機的交互關系

在2011 年筆者采訪馬努里的時候，就計算機與演奏者的關系提出了相關疑問。馬努里表示，在演奏過程中無疑是長笛演奏者起著指揮的作用。簡單總結而言，其作用如同弦樂四重奏中的小提琴。

長笛具有演奏主旋律的主導權，而“數字交響”（計算機生成部分）是計算機追蹤長笛音高根據預置樂譜進行實時生成的。因此，長笛演奏者在演奏的同時也要聽取計算機的輸出音頻，判斷樂句演奏的時機。同時，因為計算機的輸出具有一定的自由度和多樣性，并非嚴格按照“樂譜”行事，對長笛的演奏也有很大的影響。早期交互音樂演奏的過程中，演奏者不能進行傾聽是不合理的、錯誤的。

考特·里皮認為，《木星》時代的樂譜跟蹤系統是演奏者與機器之間的一種“靜”的關系?？偸怯裳葑嗾叩难葑嗉钣嬎銠C反饋，是一種類似“呼叫與應答”的關系，所以長笛與計算機進行交替演奏?？梢哉f，《木星》是第一部采用了樂譜跟蹤系統的交互音樂，將演奏者從預制磁帶的伴奏里解脫出來，是一部習作。

樂器與計算機之間僅靠音高信息相聯系，是那個時代的技術特征。在其后來創作的鋼琴與計算機交互作品《冥王星》中，計算機對拾取到的鋼琴樂音進行了音高跟蹤，這個技術特征標志著真正的交互音樂開端。盡管從目前來看，《冥王星》才更能稱得上是真正的交互音樂，但是《木星》仍然具有劃時代的意義。

結 論

通過本論文可以明確，馬努里一貫以嚴謹的作曲家態度對待電子聲音與西洋樂器的交互。電子聲音與真實的樂器音相結合的時候，使用預置音頻方式很難將自然發聲原理的聲音與人造的電子聲音融合。此外，對演奏家而言，固定的音頻是一種桎梏，限制了對音樂二度創作的自由。

馬努里認為：“合成的音樂如果不能超越傳統音樂就沒有存在的意義?！雹貾hilippe Manoury，“Considérations （toujours actuelles） sur l’état de lamusique en temps reel”，p.7.筆者的理解是：在傳統音樂里所不可能達到的表現張力、新的音響效果融合以及擴展等，在多層次時間與空間里運用的方法才是交互音樂存在的意義。筆者認為，較為理想的交互音樂樣式應該具有如下特征：首先，實時將樂器音拾取到計算機內部進行分析解析；其次，解析的目的之一是調用程序實時生成應答，解析的目的之二是讓機器識別當前演奏位置，以便更有效、更準確地實現作曲家的意圖；最后，使用樂器音作為生成的基本材料，以保持樂器的演奏與電子聲音的輸出，在聲音層面上能夠更好地相互融合。

電子音樂與傳統器樂音樂的基礎表現方法以及歷史意義有所不同，也擁有獨自的語言表達。電子音樂語言的多樣性使其目前無法被歸類總結，盡管各類音樂風格類型都盡量嘗試著做歸類整理，但目前擁有的也只是冰山一角。其中的交互音樂更是嘗試將兩個不同“世界”的聲音進行融合，從20 世紀80 年代至今仍在不斷探索完善。樂譜跟蹤系統也是IRCAM 的一項重要技術，對交互音樂藝術樣式的發展起到重要的示范作用，時至今日，樂譜跟蹤系統尚未公開，作曲家們若想使用該系統，仍需要來到IRCAM才能獲得技術輔助。