音乐技术和重新创造声音

Kat -现在我们要和来自约克大学电子系的Jez Wells聊聊。杰斯和他的同事正在做一些非常有趣的工作，研究我们如何重新创造已经不存在的声音。给我们讲讲吧。

Jez:你可以用两种方式来思考声音。你可以想象声音到达耳朵的时候，也可以想象声音由乐器发出的时候。我们从两个方面看;我们研究声音的物理模型和光谱模型。光谱建模是关于声音和声音进入耳朵时的本质。物理建模是关于声音的本质，因为它是由乐器创造的。当我们尝试创建吉他弦的物理模型时我们感兴趣的是声波穿过弦，到达吉他的琴桥需要多长时间然后当它到达琴桥时，声波会发生什么变化。所以有些会被反射回弦上有些会传递到吉他的琴身上。所以当我们建立乐器的物理模型时，我们感兴趣的是弄清楚乐器的这些物理部件是如何组合在一起并相互作用来产生声音的。一旦我们创建了一个物理模型，我们要做的就是激发它。 That means usually plucking it if it's a stringed instrument or blowing it if it's a bottle or a flute. Then what we're interested in doing is hearing. We need to put a microphone somewhere round our physical model. When we've put that microphone near to it, we might put it near one part of it to get one type of sound or another part to get another part. This is what recording engineers do all the time when you're miking up a guitar or a harp or something like that, you're always interested in getting the best noise. What we can do is you can take a physical model, which is a one dimensional physical model when waves are moving up and down the string. We can look at that in two dimensions by creating a mesh, if you like.

这些都是电脑模型吗?

杰斯:是的，电脑模型。所以它们都是想象出来的。物理模型的另一个重要方面是与它们交互，因为把这些东西困在笔记本电脑里并不是很有趣。界面以及我们如何分析人类手势并将其转化为音乐手势是物理模型的另一个重要部分。但是，是的，模型本身实际上存在于建模者的想象中，存在于计算机的内存和处理器中。

凯特:你今天带来了一些你工作的例子。

杰斯:是的，这是我的同事达米安·墨菲博士所做的工作，他一直在研究三维物理模型。三维物理模型的伟大之处在于我们实际上可以开始想象空间而不是一维的东西，比如一根弦或者二维的东西，比如鼓的外皮。管理空间的好处在于，如果你是建筑师，你不必等到礼堂铺好最后一块地毯才知道它听起来好不好。以前我们需要建立一个小模型，现在我们可以把建筑设计输入电脑，电脑就会把它想象成空间里的空气。通常情况下，我们对冲动的声音感兴趣，比如拍手声，而且我们经常以枪声开始。我们感兴趣的是建筑的反应。当枪开火时，声波开始在空气颗粒中传播。这就是为什么在真空中我们不能有声音的原因之一。它必须有介质才能传播。然后它到达某些物体:人，墙，诸如此类的东西。 Some of it will be absorbed and some of it will be reflected back and that's dependent on the nature of the sound, the frequency of the sound and so on. What we've got in this three-dimensional modelling is that we can say that even though this building doesn't exist, what would it sound like? This is quite handy for buildings that have been destroyed by fire or by warfare and for buildings that haven't yet been made.

Kat -我们这里有一个例子，我猜是考文垂大教堂被炸毁前的声音。

杰斯:是的，那是老考文垂大教堂。有一座功能齐全的新考文垂大教堂，但旧的在第二次世界大战期间被毁了。所以你会听到的是冲动，实际上，那是一个唱诗班男孩。那是在消声室里录的，也就是一个完全没有回声的房间。我希望我们接下来听到的是在大空间里开枪的声音。现在我们要做的是通过一个叫做卷积的过程，把唱诗班的声音和考文垂大教堂的声音结合起来。如果在考文垂大教堂被毁之前，唱诗班的人能够在教堂里唱歌的话，他们的声音可能会是这样的。

凯特-好极了。不是唱诗班被枪击的声音，我担心那可能是。我们这里还有一些其他的声音。你正在研究如何将乐器的声音结合起来，制造出全新的声音。

Jez:是的，刚才讲了物理建模，我要讲一下频谱建模，我们对声音的组成感兴趣。休正在用管风琴演奏不同的谐波。当你把这些谐波组合在一起时，就会产生乐器的声音。我们之所以能分辨出小号和小提琴在相同的响度下以相同的时间演奏相同的音符是因为谐波之间的关系，谐波的响度是不同的。因此，通过光谱建模，我们可以把声音分解成这些基本成分。这有点像喝一杯咖啡，然后能算出里面有多少糖，有多少牛奶，还有咖啡豆是什么。然后你可以开始说，如果我加入10个糖会发生什么或者如果我把所有的牛奶都拿出来，加入奶油会发生什么?所以我感兴趣的一件事是创造声音的混合。我制作的一种东西叫做floboe。floboe是长笛和双簧管结合在一起产生的一种小乐器。 The idea is not to combine the two sounds so that it sounds like two instruments being played, but so they're somehow being fused together. In physical terms, what we're doing is taking the excitation part of the oboe, which is the reed that vibrates, and we are imposing it on the resonant structure of the flute. We've also got some of the breathiness of the flute thrown in for good measure as well.

凯特-好吧，让我们听听。我们有了笛子。现在我们有了双簧管。在我看来，这听起来就像一只鸭子死了。希望更漂亮的东西是floboe。你真的可以听到两种不同的特征。

Jez -这就是我的想法。许多人期望音乐技术是关于惊人的嗖嗖声和惊人的合成声。但实际上，音乐技术现在已经开始进入一个领域，在这个领域，那些特效仍然可以得到，但我们可以创造声音，这些声音在声学上更加可信，听起来就像真正的物理物体发出的声音。把它放在这样的消声室里有点不讨人喜欢，这对我们分析声音很好，但对一般录音来说就不太好了。然后你会想要一个漂亮的大礼堂，比如大教堂。

凯特，你给我们举的最后一个例子其实已经不存在了，那就是阉割的声音。你是怎么做的?

杰斯:这是为今年夏天在BBC 4台播出的一个节目准备的。这是一部关于18世纪的电视剧，他们想做一个关于阉割的节目。

凯特-简单告诉我们什么是阉割。

Jez - Castrati是指嗓音特别好的男孩，被选中进行阉割。它更像是一个剪，而不是一个hack，尽管我确信这并没有多少安慰。这一手术并不像一些人想象的那么残酷。然而，这样做的原因是为了保护他们的声带。这可以防止他们的声带在青春期变粗变长，但身体本身会继续发育，思维也会继续发育，所以所有这些年的训练都是有回报的。所以你最终得到的是一个男人有很大的声道和巨大的能量供应，一对大肺，控制着青春期前的声道。

我们来听听这个。首先是男高音的样本。

Jez -是的，这是一个男高音唱亨德尔咏叹调的样本，这是为阉割(声音)写的。

凯特-现在我们有高音了。

Jez，现在高音唱的是高一个八度的声音我们想要的是共振结构，我们刚刚听到的人的肺和声道，但是我们想要的是声带或者我们即将听到的人的兴奋(声音)。

Kat -现在我们一起来听他们(声音)。这是难以置信的。

杰斯-还在进行中。我们遇到的困难之一是，男孩的声音往往带有浓重的呼吸声，因为他们没有像成年歌手那样的控制力。所以我们得想办法消除那种气息。最终版本将在今年夏天播出。