论3D音响技术与音乐创作思维方式的变革

　　一、音乐与时空关联性的再思考
　　音乐通常被认为是时间的艺术，有音乐无法被记录所以称为时间艺术之说法。通常认为现代美学中的时间概念对于音乐中的时间概念有较深的影响。笔者对此不以为然，倒是认为音乐中的时间概念更像是人体内的所谓生物钟与头脑深处的记忆被音乐中的节奏唤醒从而影响人的意识所使然，或说听者个人本身所持有的时间概念影响了听者的意识，从而唤起了某种情绪或某些记忆，而音乐不过是起到了类似催化剂的作用。关于到底是音乐先影响身体从而影响意识或是先影响意识再由意识影响身体至今众说纷纭，此处不打算展开讨论。颇有意味的是，现代艺术中不仅仅是音乐，通常被认为是空间艺术的美术也渐渐地有了时间概念的导入。甚至在现代艺术创作的过程本身都会无意识地导入各式各样的时间空间概念。使得很难用单一的时间艺术与空间艺术来界定艺术的属性。究其原因，可以归咎于现代世界里的时间与空间本身的概念变得比较模糊，使得音乐被单纯的定义为时间艺术也渐渐地失去了说服力，实际上，现代观念中的音乐更像是融合了时间空间概念的以声音为载体的信息。
　　（一）经典音乐的时间性
　　十七、十八世纪的艺术大多遵循合理主义。作为巴洛克时期音乐的代表，巴赫的音乐中更是彻底贯彻了合理主义并运用到了极致。他的赋格、合唱、奏鸣曲都是遵循理性思考，旋律必定由具有伦理思维的节奏所驱使，看似自由的主题，却存在某些必然性，全曲一定完结在明确的终止形式上，这些都可以作为遵循合理主义的证据。更值得研究的还有，这一切与当时的牛顿的世界观高度吻合。在牛顿时期，通常时间与空间是被定义为绝对时间与绝对空间的。根据牛顿的理论，物体在某一时间点上的位置、质量、速度都可以被看做一个常数。如果运用运动法则，物体在时间轴上的任意时间点上的位置，质量、速度都为一个固定值。而绝对时间可以被界定为两种方式：一为特定时间内的时间点。例如现在时刻9点20分，集合时间为15点10分。二为时刻与时长的测量单位。例如这段音乐的播放时长为3分34秒，我在这里住了3年之类。绝对空间的概念就比较好理解，即人体可感受的真实空间。如房间大小10平方米，这个塑料瓶的容量为500ml之类。
　　关于绝对时间与绝对空间在音乐中的体现可以参照下图。如图标识1、2分别为速度记号、拍号、自由延长记号及节奏，以四分音符为一拍，每小结3拍，速度1分钟内84个八分音符。音乐中的绝对空间则体现得更加具体。此乐曲就适合在相对宽阔的空间中演奏，如大型演奏厅。有些乐器配置较少的乐曲，比如弦乐四重奏则适合在不那么宽阔的小型空间内演奏。不过，不管是大型管弦乐还是小型的室内乐，都必须符合至少能装下乐手与乐器大小的空间内。
　　（二）音乐中的主观时间与精神空间
　　所谓主观时间，即人的意识中的抽象时间概念，如我们常说的岁月如梭，光阴似箭之类。而精神空间显得比主观时间更加抽象，无法有明确的定义，如脑海里闪现出她的身影，又如心怀天下云云。此处的脑海与心中都可称为精神空间。
　　主观时间音乐中的体现，可以被理解为如图中标识3的自由延长记号。而精神空间在音乐里的体现更是无法用语言去解释，只能以欣赏音乐的感受来衡量，它们可以唤醒人类的某些记忆，如辉煌、蓬勃、寂静等等。
　　通过以上描述可以大致得出音乐中无时无刻不体现着各种时间与空间的概念，而声音本身又具有某种信息传播的功能，如蝉鸣可联想到夏天之类。于是，笔者将音乐理解为融合了时间空间概念的以声音为载体的信息的理念也可以在逻辑上站得住脚了。
　　二、多声道概念与可变空间属性
　　多声道的概念不仅仅使用在电子音乐的范围内。早在16世纪，在意大利威尼斯的天主教主教座堂中，圣马尔谷圣殿宗主教座堂就出现了把圣歌队分为左右两组来演唱二重唱的情形，而教堂本身的十字架形设计也使得歌声产生了一种双声道的效果。在后来的经典音乐中，也不乏有类似的方式来演奏音乐。这也可以看作早期运用多声道概念来给音乐加持空间属性的方式之一。
　　随着近现代数字化音乐播放技术的普及，越来越多的人使用音箱来欣赏音乐。特别是成熟的数字化多轨道技术的运用，使得使用数个音箱就可以达到与现场欣赏大型管弦乐队演奏同样的听觉效果，甚至有过之而无不及。这一变化的本质，正是在于打破音乐中的某些空间概念，比如绝对空间又或是说在绝对空间上加持了某种可变属性。通俗的说，就是用立体声音响组来实现真实的3D音响效果。
　　三、3D音响与2D音响
　　物理的划分上，3D与2D通常指立体空间与平面空间。然而，在声音上其实并不存在着物理上的3D与2D的区别，所谓的3D音响与2D音响实则是人为的划分。3D音响一般被认为是真实的听觉感受，而2D音响相对于3D音响只是少了些真实性。之所以会这样区分，是由于人类的听觉特性所决定的。
　　关于人类的听觉特性，从生物学的角度来看，在远古时期，当肉食动物迅速接近人类时，在视野不良好的情况下，人类靠听觉便可感知对方的位置、大致数量、移动速度、方位等信息，并通过轻微转动头部或者小步左右移动来进一步确认听觉信息。在此过程中，自然的瞳孔收缩，心跳加速，血液流向肌肉并随时准备逃跑或迎战。当时的人类不理解这些现象，因为不清楚人耳的构造，不清楚人耳与大脑对于声音的处理方式决定了人耳能够感知两耳的时间差、强度差、位相差以及多普勒效应①等等。而人类早已进化到几乎能够360度全方位的处理声音信息并作出对应的反应的境界。这种听觉特性事实上可以看作一种人类的自我保护机制。尽管现代人大多数时候并不需要这种保护，但这种听觉特性却保留了下来。例如即使是婴儿也可以通过听觉判断母亲的位置从而爬向母亲索要母乳，而不需像理解墙壁上的开关的用途、躲避蚊虫这样需要逻辑思考与条件反射的辅助。可以说人耳天生就可以感受真实音响（3D音响）。据此可以认为，人耳所听到所有声音都是3D音响。
　　而2D音響之所以会被区分出来，大概是因为一方面人的感知并不只有听觉，还有视觉，触觉等。当声音信息与视觉信息等不匹配时，如观看电影时视觉反应某物体明明在做3维移动，而声音却让人感受不到物体在移动，或是视觉信息告诉你是从左到右移动而听觉感受是物体从右到左移动，又或是对方明明就在你面前说话，而听觉感受显得他很遥远，即产生了违和感。当这种违和感使人感觉到不真实时，人们便将之归结于声音效果不好。一般情况下人们会将此类音响效果归类于2D音响。另一方面，在录音技术与播放技术不成熟的年代，达不到360度全方位高清收音与高清播放所导致的听觉失真或许也是2D音响的由来。
　　现今通过人耳高清录音技术与各种立体声播放技术，如杜比立体声系统、DTS立体声系统、NHK22.2ch立体声系统等，在建立真实听觉上已经可以达到近乎完美的效果。这些专为影视配套开发的立体声技术在观影中的听觉上消灭2D音响似乎已成为历史趋势。VR技术②的登场更是让立体声技术显得更加不可或缺。
　　四、音乐中的可变空间
　　关于音乐中的可变空间前文已提及。对其可以简单理解为空间属性由绝对变为可变，如2个或2个以上的发生源发生位移所造成的移动感从而产生了空间大小、位置、形状的变化。
　　在传统音乐的演奏形式中，乐器大多始终处在固定位置，能够产生的音效变化只有音量音色的变化，而用音箱来播放音乐则可以产生更多的效果。打个比方，3个发声物体分别从正面、侧面以及后方同时接近或远离你时所产生的声音效果，这在传统音乐与传统的演奏形式中很难表现，而使用立体声技术则可以轻松表现。通过多轨播放技术分别在三个发生源中做前后左右的声向、混响、音高（德普拉效应）等声效的变化，就可以充分表现。这种由音效产生的听觉感受不仅仅使空间感产生了可变属性，甚至也会影响到音乐中的时间属性。
　　为此，笔者利用8个音箱做了《8个音箱的声音实验》。
　　实验由四个步骤构成
　　第一步、将8个音箱如下图所示摆放
　　音箱高度全部为离地120cm。
　　第二步、调节立体声音响组参数
　　利用双耳效应调节相位与时间差来模拟发声源的左右、高低、远近，并通过修改数据来调节。
　　第三步、设定发声源运动轨迹程序
　　本次实验在发生源上使用的是正圆形运动轨迹，还可以通过在程序内部编写函数或利用一部分的调节来控制轨道大小、形状与平面角度。
　　第四步、将10个轨道与8个音箱连接
　　实验过程中会发现，设定的五种情形所产生的声音参数及音响效果完全不同。
　　第一种情形：在第一轨上导入440HZ的正旋波，不启动回转效果。声音效果为正常正旋波。
　　第二种情形：在第一轨上导入440HZ的正旋波，启动回转效果并调节回转速度。声音产生回转感，并伴随节奏产生音量大小变化、音高变化以及音色变化。
　　第三种情形：在第一轨上导入440HZ的正旋波，启动回转效果，并调节回转速度、第一轨的高度及远近。声音产生回转感，同时产生更复杂的节奏变化和音高变化。音量大小变化与音高变化以及音色变化均更为明显。
　　第四种情形：在1，5，7轨上分别导入440HZ、460HZ、510HZ的正旋波，不启动回转效果。声音效果为正常的3个正旋波的叠加效果。
　　第五种情形：在1，5，7轨上分别导入440HZ、460HZ、510HZ的正旋波，启动回转效果，并分别调节回转速度。3个声音分别产生不同的节奏、不同的音高变化幅度、不同的音量大小变化、以及的音色变化，整体听觉效果与4产生了极大的不同。
　　在实验中不难发现，在通过调节声音的空间属性的同时会使得声音的要素产生一系列的变化，运用到音乐中则可视为改变了音乐的时间属性。
　　由此可以得出结论：由于现代世界里的时间与空间本身的概念变得模糊，使得音乐不能被单纯的定义为时间艺术而更像是融合了时间与空间概念的、以声音为载体的信息。在音乐创作的同时多伴随着对时间与空间的理解，并将此融入音乐作品中。在传统音乐中，其表现形式中的空间性大多表现为绝对空间，而运用了立体声的音乐中，空间属性上除了绝对空间以外，还增加了传统表现形式中很难表现的可变空间形式。通过《8个音箱的声音实验》的结果可看出，改变音乐中的空间属性的同时，音响音乐中的时间属性会随之产生变化。
　　使用3D立体声技术来创作音乐，可以使音乐在空间性表现形式上突破传统的极限。这也许会对现代的音乐创作的思维方式产生极大的改变，使得传统的创作思维方式不再受用，而由此而派生出的新的思维方式将使得声音艺术的表现空间得到极大的提升。
　　注释：
　　①多普勒效应（Doppler effect）：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低；波源的速度越高，所产生的效应越大。多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴约翰多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。
　　②VR技术：Virtual Reality虚拟现实技术。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。VR主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。