论民族乐器音色样本的采集与处理

论民族乐器音色样本的采集与处理
作者：孟申
来源：《北方音乐》2014年第09期
【摘要】文章针对湖北特有的民族乐器的音色特点，提出了全套的音色采集和制作的工作程序和参照标准，并就实际应用进行了实例讲解，对进一步开展民族乐器的采样和处理工作具有一定的实用意义。

【关键词】民族音乐；音色样本；采样；规范；制作
随着计算机技术的发展和不断完善，数字音乐越来越多地进入了我们的生活，但世面上应用的音色文件，大多是由国外制作的。

当前，在数字音乐制作中广泛应用的音色库，也主要由德国公司-kontakt音色库统领，这是令我国音乐人感到汗颜的。

然而，随着音色数据应用品质的提高，当前流行的音色文件大多都存在品质较低的弊端，急需音色文件档次的升级，这既是我们介入此领域的机会，也是为今后形成我们自己的音色库文件系统的有效突破口，抓住机会就意味着抓住了未来。

一、音色采集与制作的规范研究
音色样本的采集，主要在于形成一定的规范，这项技术对我们来讲，并不感到生疏，主要的问题是有效形成嫁接和推广使用，为了形成计算机应用在音乐制作上的工程模式，我们按照工程规范的理念，通过与音乐理论的嫁接，形成了一个较为完整的规范：
（一）采样环境的确定
采样环境是实施采样的基础，采样的全部过程必须严格服从此类环境指标的管理。

采样环境应保持合适的温度和湿度，以保持乐器的发声处于自然、良好的状态，环境温度一般为15℃～28℃之间；环境湿度应以60%～75%之间为宜，环境噪音应小于45dB（A计权），这项指标可根据采样话筒的指向特性具体规定，原则上，在乐器发声与采样话筒的轴线和相关延长线上，不出现明显噪声干扰，且采样话筒未检出超出规定的噪音干扰即可；具体操作中也可使用声级计（C计权）进行监控，当轴线上声级（C计权）高出方向角之外声级60分贝以上时，或方向角内噪音（A计权）低于45分贝，即可视为符合基础应用条件。

（二）话筒及布置
音色录制话筒通常可采用AB制，使用时话筒高度应与乐器主发声轴线相平齐，在实际使用时，可根据乐器的发声特性，综合确定，如对于编钟，采样话筒应保持与钟体下沿平齐，且距离相隔1米，若使用单话筒，话筒位置应保持在钟体的下沿水平线中心点上。

采样过程中，应有效消除各种杂音干扰（如支架和乐器晃动等）。

采样录制时间，应根据乐器的发声余音特征确定，以衰减60分贝为基准，可先行测定乐器发单音时的余音情况，以此确定乐器的发音周期。

采样时，还要注意消除何种物体对声音形成的反射影响，特别注意人体的影响，录制时操作员应远离话筒，以确保采样数据的完备性和准确性。

（三）音色制作标准
1.根据耐奎斯特采样理论，采样频率必须是信号最高频率的两倍。

因此，乐器音色的采样录制频率可确定为44.1KHz。

同时为了使采样的数据较好地适应专业环境应用，乐器音色的采样的数据管理，运用24bit/44.1KHz的较高行业标准。

2.在操作平台的选择上，可运用行业较为通用的CakewalkSonar软件、Audition软件、kontakt音色库软件，作为采样、音色制作的基础平台。

（四）样本录制举例
使用Cakewalk Sonar软件进行采样录制工作，系统图如下：
图中，话筒放大器（简称：话放）、声卡（外置式、独立声卡）、计算机（CPU-双核
2G、内存8G）、Win7操作系统并安装了Cakewalk Sonar、Audition等工作软件。

系统运行时，应预热5分钟，待运行环境稳定后，方可开始样本录制工作。

现场录制时，系统应用24bit/44.1KHz的工作标准展开工作，以形成完整的工程文件，为录制任务完成的标志。

（五）样本调校与管理
获取工程文件后，在后期的整理、校音、切片工作中，可运用如下工作流程：
1.运用Cakewalk Sonar软件，打开相应的工程文件，制作形成音频文件。

2.运用Audition软件进行样本的切片和校音。

3.运用kontakt软件完成音色制作。

4.逐一生成对应的音色文件，并按音高实现与键位的对应。

二、应用举例
（一）民族打击乐器采样与音色制作
作为应用我们首选了京打（京剧打击乐器）系列，京打系列的乐器表现均形成一个明确的发声轴线，采样录制时，只要根据各个乐器的发声特性，以现场演奏环境特征为标准，运用上述讨论的采样录制标准与规范，即可开展工作，考虑到京打乐器体积普遍较小，我们采用了录音棚录制的方案；
录音棚的声学条件为：
混响时间：1.2s；
隔音：85分贝；
本底噪音：35分贝；
声场特性：声场均匀度良好，无声染色现象。

采样录制系统参照前文所述，录音平台运用了Cakewalk Sonar软件；录制时，每样乐器独立进行，各乐器分别录制5个力度，供后期音色制作时选择使用；
后期制作中，首先运用工程文件导出相应的音频文件，再导入到Audition软件中完成样本切片与校音；
最后运用kontakt软件完成音色制作。

（二）编钟采样与音色制作
编钟的采样，是一个较为庞杂的工作，这项工作涉及的面比较广，编钟乐器又不能直接放至到录音棚中，因此样本录制工作，必须在现场进行。

这不仅在环境要求上具有被动的一面，在操作上还应考虑符合实际操作的敲击力度和角度。

作为举例，我们的采音录制工作尽可能选取了一个相对符合编钟演奏的环境：
剧场规模可容纳观众200人左右，有一个舞台，其声场环境特性属于两个声场，舞台隔音效果不太理想，后面有一个公共通道兼有其他功能，设备操作间位于观众厅的后方，且与观众厅相通，这也与普通剧场的环境条件相吻合，经测定舞台声场条件能够满足音色样本的录制要求。

实际录制时，我们将64件编钟按特性分为高、中、低三组，使用多种校音对比手段，对编钟的正、侧音进行了采样录制，每个敲击点均分为五个力度，形成分层，话筒摆放依据编钟的发声特性，选择了AB制组合，且话筒高度与编钟下沿平齐，距地面最小距离大于1米，这主要是为了消除地面反射形成的干扰；敲击器的选择为硬度在60%～75%的软质击锤，共完成200多个样本的录制。

由于编钟形成的早期律制与现行的十二平均律有一定的出入，在后期的调整上，首先是摸清原钟的音准特性，并按照现行的律制规律进行校音，对于高音区和中音区的钟，通常运用校音器结合钢琴音律对比即可，但对于低音区，如此操作就较为困难，为此，我们运用了闪频测速仪协同完成，原钟的音律摸准了，后期的校音工作就少走了许多弯路，使我们顺利地获得编钟的音色样本。

三、音色成品与原音的比对实验（以编钟为例）
音色校验工作是音色制作过程的检验性工作，这项工作完成的好坏直接影响到音色库的质量和实用性价值，重视和关注校验过程，严格规范校验程序，也是为后期实现音色库建设提供必要的保障。

音色的制作结果与原音的频谱比对，从频谱的完整度上看，音色的频谱表现较原音要纯净一些，为了有效形成比对结果，我们分别选取了高音、低音、中音等三个区段，作为比对样本，每个区段在主音附近再选取一组样本音。

样本音选取完成后，分别测得各音的音效、频谱，具体过程归纳如下：
（一）样本比对实验的步骤
第一，调用原音样本，作为比对对象；
第二，经音源系统（如工作软件）调出相应音色，形成比对音；
第三，将比对音正常还音，以采样标准拾取比对音，形成比对样本；
第四，分别对原音和比对音进行频谱分析，比对两者的差异，形成比对结果。

（二）实验过程
1.实验一：三中点效果比对（比对图样略）
将数据文本按照排列均分为三个等分，分别选取各等分的中值采样点，作为比对样本；针对其表现特性，进行比对试验，结果如下：
2.实验二：乐段特征点效果比对
特征点比对的样本选取规律为：选取最高音、最低音和中间音，为基础比对样本，再以基础样本为中心，分别选取次位样本音参与比对，即中间音：分选两侧的两个音源样本；最高音、最低音：分别向音域内选择一个样本；进而将其分成三个比对样本段，即：中频段效果比对，低频段效果比对，高频段效果比对（比对图样及列表略）。

实验三：0.618分割点取样比对
第一，最高音比对。

第二，最低音比对。

第三，0.618取点样本比对（比对图样及列表略）。

上述三个比对实验，旨在研究数据获得的可信性和规律的遍在性，确保数据真实、有效。

通过比对实验结果分析，样本与原音的吻合度相对较高，说明了采样过程的完备性和可信性，多种方式取样，较好地保持了数据选择的科学性和规范性，为采样数据处理提供了良好的思路。