何謂電腦音樂研究?

有見網上甚少電腦音樂(Computer Music)或音樂科技(Music Technology)研究相關的資訊,中文科普更少,就讓我在此拋磚引玉,讓更多中文讀者加入此行列吧。雖然博士研究主題於此,但入行未深,只好把曾經碰釘繞路的內容記一記,方便後來者。

用作彈奏鋼琴的機械手
諗大學時我於「計算機工程」某科的作業( 2005 年當時也完全沒留意世上其他機械手長怎麼樣)

往往說起在大學主力研究電腦音樂,長輩總問是否就是用電腦作曲。我最近教書時整理了一下,認為電腦與音樂的關係可以在於:

  • 以電腦為樂器:新的聲音
  • 以電腦為媒介:新的表現方法
  • 以電腦為工具:製作音樂的新輔助
  • 以電腦為樂手:大概是新的開源節流方針
  • 以電腦為作曲家:好了,我要一首全新的巴哈式爵士樂

咦?那人人趨之若鶩的人工智能(artificial intelligence, AI)呢?以上範疇發展其實都頗成熟,但近年 AI 的快速發展又再把這些方向翻新了一下。

簡單來說, AI 往往用到機器學習(machine learning),把大量的數據化成經驗,模擬出「最有可能」的成品。故此科技新聞提到 AI 寫了新的「貝十」¹(貝多芬第十交響曲)、完成了舒伯特的「未完成」交響曲²,都能有有狗尾續貂的效果。

不過,在談到 AI 發展前,我們先看看現時電腦於音樂界的用處。

以電腦為樂器

自電力發明以來,電子樂器推陳出新。電結他等擴音樂器不說,純粹以電力原理發聲的樂器現在大概只剩下特雷門琴(theremin)。電子合成器(analog synhesizer)雖仍有捧場客,大部分日常樂手應用都已被成本低得多的數碼合成器 (digital synthesizer)和電腦軟件取代。樂手和作曲家夢寐以求的獨特音色,現在大概上網買個新插件就搞定,更可千變萬化。至於 Google Magenta Team 的 NSynth 用上 AI 「混」出嶄新音色³,暫時還在試驗階段。

NSynth Super³

以電腦為媒介

媒介有兩部份,可談儲存媒體與操作介面。

曾幾何時, CD 與黑膠唱片的支持者總是難分高下。後來電腦儲存裝置盛行, mp3 等音樂格式自然肩負上傳播音樂的大任。只是,到了雲端年代,要求不高的大眾就轉投 Spotify 、 Apple Music 等訂閱服務,各式年代版本曲風樂種包羅萬有,更有 AI 算法為你按你喜好選好該聽甚麼。

傳統的樂器操作積累了前人智慧,但電腦介面也能為新音樂人帶來新靈感。現在各式 MIDI controller 大行其道,除了鍵盤式操作,還有吹管式、敲擊式、按鍵式,配合 Apple MainStage 等軟件作即時演奏綽綽有餘。每年的 NIME (New Interface for Musical Expression) 會議⁴更有各式新穎的介面推陳出新。

以電腦為工具

電腦「微型化」之初即成為辦公室寵兒,尤以出版及平面製作為甚。樂譜編寫出版、 MIDI 編曲等工序普及已久,近十年運算能力大大提升,連平版電腦甚至手提電話都可用作多軌錄音之用,令音樂製作此門專業變得平易近人。現在的 iOS/Android App 更有不少「全自動」 music making app ,方便得很。

以電腦為樂手

十八十九世紀時,只有宮廷貴族才能僱得一個樂團為其演出,但即使到現在,專業樂團有時依舊一票千金難求。畢竟每位樂手都要開飯嘛,台十數十人數十年功夫也不是開玩笑的。但在如音樂劇等的演出類型,現場伴奏隱沒於台下的樂隊池,為求減省成本,隨時只有數名「真」樂手伴上專人操作電腦控制電腦樂手,快慢強弱都不是問題。此方式於長期演出或演前排練更常見。

以電腦為作曲家

電腦專於邏輯,要其「精通音律」其實不難。在上世紀末,曾經對 AI 充滿期盼的年代,專家系統(expert system)的研究已能將所有樂理知識都灌輸給系統⁵,讓其編寫「音樂」。可惜因為當年電腦能力不足, AI 發展步入寒冬,各方研究都偃旗息鼓,AI 音樂自然也不例外。

如有興趣可以先看此訪問:
繼續唱,小夜鶯── AI 藝術的可能與不能

現在人人手有一機(或更多),似乎沒有甚麼是電腦或流動裝置做不來的。如何以此工具令藝術更上一層樓,大概是當代的功夫吧。

本文僅僅是電腦與音樂間甚粗淺的分類,望為讀者提供再發掘的方向。在稍後的文章,我會再逐一詳談當中的科研發展,深入淺出介紹理論概念。還請多多支持。

[1] Classic FM. Beethoven’s unfinished Tenth Symphony completed by artificial intelligence. https://www.classicfm.com/composers/beethoven/unfinished-tenth-symphony-completed-by-artificial-intelligence/

[2] Classic FM. Schubert’s ‘Unfinished’ Symphony completed by artificial intelligence. https://www.classicfm.com/composers/schubert/unfinished-symphony-completed-by-ai/

[3] NSynth Super. https://nsynthsuper.withgoogle.com

[4] The International Conference on New Interfaces for Musical Expression. https://www.nime.org

[5] K. Ebcioğlu, “An Expert System for Chorale Harmonization”, in AAAI-86 Proceedings, 1986, https://www.aaai.org/Papers/AAAI/1986/AAAI86-130.pdf

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Chuck-jee Chau 周卓之
電腦音樂研究筆記 Computer Music Research Notes

Lecturer/Musician at Hong Kong, made an “Intro to Computer Music” course at CUHK, appears as a collaborative pianist/percussionist in shows 大學講師,以向學生推廣電腦音樂研究為己任