二、 研究背景
2.2 國內研究
目前國內在鑽研電腦音樂領域的人相對於傳統音樂領域的人來說可以算 是較為稀少，在數位樂團的發展上更是屈指可數。吾人的指導教授曾毓忠教授 即是其中一位。在曾教授的過去研究當中，已為數位樂團計劃奠下良好之基 礎。起初先以個別互動音樂系統為主之研究，而後延伸與擴充至集體式互動音 樂合奏系統（Interactive Performing Ensemble）之建置。過去三年在互動演奏 系統的研究上，嘗試將感應器（sensors）及 Wiimote 控制器與電腦程式結合運
3.整合感應器、Wiimote 控制器、MIDI 與準則作曲程式 Max，設計與發展互動 式感應訊息之音樂處理模式（modes of mapping）。
4.探討感應器、Wiimote 控制器與電腦程式之訊息處理模式與其最後音樂結果 呈現之間的對應關係，尋求兩者之最佳整合方式。
5.建構功能強大之互動音樂系統，符合音樂家之創作與表演活動各項需求，讓
音樂家的表演能在此系統中做出最具獨特性與最大發揮空間。
圖 2-4-1 Phidget InterfaceKit 888 圖 2-4-2 可變電阻感應器
圖 2-4-3 光感應器 圖 2-4-4 紅外線距離感應器 圖 2-4 各種感應器
圖 2-5 Max 程式接收感應器的輸入資訊
圖 2-6 Wiimote 數值以 Max 演算 rescaling 於一定範圍內以符合音樂
第三章 CLOrk 的建構
Live、Audition 1.5 等音樂軟體。另外，為了使表演可以更多元化，我們也讓團員配置 iPhone，透過在其上 安裝音樂軟體，讓 iPhone 成為一個虛擬樂器，作為展演的另一種模式。
3.2 感應器與 Max Patch 的設計
感應器我們採用的是 Phidget 公司所研發的 USB 感應器電路板（圖 3-1）
[42]。電路板上面有八個插槽，可同時接八組的感應器。在本研究中，我們只 接了三組感應器（兩組距離感應器、一組光感應器）。
安裝的時候，必須先安裝微軟的 Net Runtime 3.5 與 Max/MSP，然後再安 裝 Phidget 公司所提供的軟體，以便開機就可以常駐。安裝完成之後，必須在 想要的位置設置一個存放 Phidget 相關驅動程式的目錄（圖 3-2），之後所有的 Max 程式都必須放在這個目錄底下，感應器的控制才能正常被執行。
另外，Phidget 提供了一個 Max patch（圖 3-3），這個 patch 會將感應器電 路板的訊號以一組字串存進電腦。在 PhidgetInterfaceKit 的 patch 上端，設置 三個輸入：「read」、「start」、「stop」，其中 read 幾乎不需用到，start 及 stop 就 是控制感應器輸入的開關。在該 patch 的下端另外再接 route 跟 unpack 兩個 patch，這樣就可以完整分析感應器的數值（圖 3-4）。
有關於感應器的數值範圍，目前經過多次的測試，距離感應器的數值範圍 大約在 0-680 之間，而光感應器的數值範圍大約在 0-996 之間，這範圍對於後 面設計音樂表演 patch 時有很重要的關連。
圖 3-1 Phidget InterfaceKit 888
圖 3-2 Phidget Interface 驅動目錄
圖 3-3 Phidget InterfaceKit Patch
圖 3-4 Phidget 的基本 patch 格式
圖 3-5 是 Max 與感應器連結最簡單的 patch，當感應器的字串經過 unpack 分析之後，會分別從相對應的輸出點輸出。然後利用 zmap 重新定義音樂表演 所需要的間隔，如 zmap 0 680 0 4 的意思就是將感應器的數值等分成 0-3 四個 等分，然後再利用 select 這個函式去轉換真正要表示的音高。除了利用 select 來分段之外，還可以用 split 這個函式自行設定各段間距，以達到自己想要表 現的模式。
圖 3-5 感應器數值在 Max 中的演算
下圖 3-6 是各種表演用的複雜 Max 音樂模組，當中皆使用兩組距離感應 器及一個光感應器。
圖 3-6-1 藍調音樂[67]
圖 3-6-2 打擊樂[68]
圖 3-6-3 慢歌[69]
圖 3-6-4 模擬高階鋼琴技巧[70]
3.3 Wiimote 與 Max Patch 的設計
Wiimote 的存在。在增設完硬體之後，會測試 Wiimote 的操控是否可以在 Max 軟體中順利進行。在測試的過程中，某些數位的藍芽驅動程式是會要求使用者「tk.wii」，當我們透過藍芽與 Wii 連結之後，就開啟 tk.wii，這時候按下左上 角的 connect，程式會自動與 Wiimote 連結，並且 Wiimote 會震動以表示連結 成功。如果沒有辦法連結，就要必須調整圖 3-7 正中間的「prepend deviceid」，
將其數字設為 1 就可以啟動。遙控手把有很多種不同的設計，因此在圖十三的 圓圈部分，就是針對不同手把所做的設計，其中「core」是 Wiimote，「nunchuk」
是另一種按鈕較少的手把，「classic」則是類似 PS 手把的設計。
圖 3-7 tk.wii 程式
圖 3-8 就是我們主要設計的介面，在程式的左邊有一個外部輸入，透過兩 層的 route 及一個 unpack 就可以將字串分解成 X、Y、Z 三個軸面的數值，因 為其數值為小數，所以在 unpack 後面必須加上三個「0.」的格式設定。目前 測試三軸的數值大約都在 0.3 到 0.6 左右，與感應器設計方式一樣，將其設定
成對應的範圍，就可以表現相對應的作用。中間的部分就是按鈕的控制，包含 A、B、＋、－、Home、1、2、以及四個方向鍵。右邊則是紅外線感應器的偵 測，在我們的設計裡面，這部分幾乎沒有用到。
圖 3-8 主要控制 Wiimote 程式設計介面
以上是只有控制一支 Wiimote 的程式，當有多支 Wiimote 要一起控制的時 候，在圖 3-7 的右上方（方格），有個 OtherWiimote 的 patch（圖 3-9），它的構 造基本上與圖 3-7 雷同，不同的地方在於裝置的編號「deviceid」（圖 3-9 的方 塊），每多一支 Wiimote 就要多一個 patch，然後修改 id 的編號即可。
圖 3-9 連接多支 Wiimote 的 patch
當我們瞭解其構造之後，我們就可以自己來寫程式！圖 3-10 就是所編寫 的 Core 程式，利用 Wiimote 的 X、Z 兩軸的轉動，來控制播放的速度與大小 聲，所播放的曲目是蕭邦的圓舞曲。圖 3-11 則是貝多芬的命運交響曲。
圖 3-10 蕭邦圓舞曲用 Wiimote 控制
圖 3-11 貝多芬命運交響曲用 Wiimote 控制
3.4 曲目創作
1.鳥叫聲+槍聲 0:00-0:10
2.低音 in 0:10-0:25 (會有 cue 給高音) 3.高音 in 0:25-0:40
4.中音 in 0:40-1:30
5.中音 change timber 1:30
6.高音+低音 fade out 1:30-1:45 7.高音+低音 change timber 1:45 8.高音 loud +大悲咒 1:45-2:15 9.高音 solo(斷點 cue) 2:15-2:45 10 低音+高音 fast 2:45-3:00 11.中音進 3:00
12.高音+低音 fade out 3:00-3:30
圖 3-12-1 負責高音的程式
圖 3-12-2 負責中音的程式
圖 3-12-3 負責低音的程式 圖 3-12 Earth and Birds 的 Max 程式
圖 3-13 是另一首曲子「東絃西鼓」第一版的曲譜[75]，這首曲子的成形並
不是先有作曲靈感開始，而是先將三個人分別對聲音的喜好（節奏、聲音組織）
及所想要的呈現的方式做設計，然後開始演奏，再從演奏過程中去修正聲音的 品質、聲音堆疊呈現的方式、以及可能再追加其它的聲音作補充。因此一開始 在圖 3-13 中，並沒有二胡這樣的樂器加入，也沒有中國調音階的出現。經過 多次練習與討論之後，為了豐富曲子的音樂變化性，首先加入了感應器控制的 古箏聲音，爾後再加上組員本身會二胡樂器，配合另一位在鼓節奏上的敏銳 度，形成了圖 3-14－「東絃西鼓」的最終版本，使得整首曲子先是西方樂器－
鼓與藍調音階的出現，然後轉變成中國調音階，逐漸加入二胡實體樂器的聲 音。在第二段，就讓二胡獨奏一段，然後大鼓加入換場景，由感應器演奏中國 音樂接續二胡的音樂，最後一段就先以鼓的獨奏為主，然後加進音效、二胡來 作為整首曲目所要表達的東西合併之意。而圖 3-15 就是整個東絃西鼓的 Max 程式。
圖 3-13 東絃西鼓的第一版曲譜
圖 3-14 東絃西鼓的最終曲譜
圖 3-15-1 鼓與藍調、中國音階的 Max 程式
圖 3-15-2 線條左半邊是音效控制，右半邊是日本與中國調音階控制
圖 3-15-3 另外一組音效控制 圖 3-15 東絃西鼓的 Max 程式
「Mario Good」[76]的演奏譜記錄在圖 3-16，這首曲子成形之處，是在於 先以有名電玩瑪利歐的音樂為主軸，然後加上 MIDI 的聲音穿插在其中，使得 整首曲子像是一個電玩配樂一樣。「Mario Good」共分成兩大段，瑪利歐的音 樂是預錄的，第一段的 MIDI 聲音偏向音效節奏，利用感應器控制音效穿插在 曲子當中；第二段就偏向和弦的配樂，在三拍子的音樂空檔中加入和弦呼應，
形成對話形式的演奏，最後仿瑪利歐遊戲的過關音效來結束整首曲子。圖 3-17 就是「Mario Good」整首曲子的 Max 程式。
圖 3-16 Mario Good 的演奏譜
圖 3-17 Mario Good 的 Max 程式
「Hymns」是第一個嘗試將 Wiimote 當作主旋律樂器來表現[77]。之所以 會做這樣的嘗試是因為 Wiimote 上有幾個按鈕可以控制，以及 Wiimote 的甩動 跟手鐘操作的樣子很像。第一次的嘗試，是表演了兩首經典的歌曲「奇異恩典」
[78]、「快樂歌」[79]。首先先分析譜的結構，將四部所需要用到的音符分析如 圖 3-18，通常一支 Wiimote 有四方鍵、A、B、＋、－、Home 以及 1、2 共 11 個控制鈕，照理說這種四部的歌曲，單一聲部所需要的音符是足夠的，但是要 考慮到手鐘整體的表演性，會把原有的音符分給兩支 Wiimote，然後為了平衡 左右手的甩動，會同時在兩支 Wiimote 上增設一些相同的音符。之後，會根據 這些音符出現的次數多寡及順手操作，將其對應至 Wiimote 上不同的按鍵。因 為總共有四部，所以用了四台電腦及八支 Wiimote 做展演。
圖 3-18 分析 Hymns 四部所需要的音符
這首曲子，是利用 Max 為操作介面操作，每台電腦連上兩支 Wiimote 然 後如圖 3-19 設置分別控制兩個 Wiimote 的 patch。然後在個別的 patch 中，撰 寫所需要的表演控制的 patch（圖 3-20）
圖 3-19 同時連接兩支 Wiimote 的 patch
圖 3-20 分別控制兩支 Wiimote 的 patch
「即興」是以上樂曲表現的重要手法。在 CLOrk 所創作的曲子當中，每
到傳統樂器上做搭配，讓傳統樂器產生主旋律的聲音，感應器及 Wiimote 發出 具有規律性的樂音或是節奏，另外，我們也發現有人在 iPhone 上製作了一系 列的音樂軟體供大家付費下載使用[51]，我們也利用了其中一套陶笛的軟體來 當作主旋律的樂器，讓 iPhone 成為音樂的主軸。圖 3-21 就是「頑皮豹」的部 分曲譜。其中 Bass 是感應器及 Wiimote 控制、Drum 由兩支 Wiimote 控制、另 一組感應器產生和聲，其他樂器有 iPhone 的陶笛、口琴、二胡、還有 Bongo 鼓做即興。
圖 3-21 頑皮豹的部分曲譜[80]
第四章 成果展示
CLOrk 的成立時間只有一年，在這一年當中，上下學期各以一門「數位樂 團」的課程來招募團員，並且發表了三次的演出。
第一次的演出在 2009 年 11 月 18 日，地點在交通大學工程五館國際會議 廳。因為是 CLOrk 的第一次展演，所以並沒有對外開放，只邀請所上老師聆 聽欣賞。在本次的演出當中，主要就是先以基本的操作為表演重心，感應器的
第一次的演出在 2009 年 11 月 18 日，地點在交通大學工程五館國際會議 廳。因為是 CLOrk 的第一次展演，所以並沒有對外開放，只邀請所上老師聆 聽欣賞。在本次的演出當中，主要就是先以基本的操作為表演重心，感應器的