從電腦與音源技術的應用探討音樂創作結合數位的理念與實踐

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(1)國立台灣師範大學. 從電腦與音源技術的應用 探討音樂創作結合數位的理念與實踐. 碩士論文 音樂學系碩士班作曲組. 姓名: 羅元豪 指導教授: 李文彬. 2009 年 8 月.

(2) 論文目次 第一章 緒論 第一節 研究目的………………………………………………………………………...1 第二節 研究範圍………………………………………………………………………...2 第三節 研究方法……………………………………………………………………...3-4. 第二章 電腦音樂概說 第一節 源流發展……………………………………………………………………...5-9 第二節 發展趨勢…………………………………………………………………...10-16 第三節 音樂語彙…………………………………………………………………...17-24. 第三章 音源技術的理論與應用 第一節. 素材媒介………………………………………………………………….25-32. 第二節. 技術探討………………………………………………………………….33-39. 第三節. 音樂技法………………………………………………………………….40-47. 第四章 理念與實踐 第一節 創作概念………………………………………………………………….48-49 第二節 作品分析…………………………………………………………………...50-54. 第五章 結論……………………………………………………………….. 55-57 參考書目………………………………………………………………………58.

(3) 摘要. 「數位」這個名詞在現今的文化、藝術以及各領域中,已是當代最為嶄新與代表性 的技術,數位的發展便利了人類的生活,數位也滲透各種領域。在音樂藝術領域上數位 可以結合表演、創作、也可使用在教學上,尤其在創作領域中透過數位更可以創作出與 以往不同的音樂形式;音樂結合數位所產生的數位音樂是以另一種新穎的型態來「表現」 音樂,數位音樂也大幅的改變了創作的方式,音樂作品不再像過去只能靠真人來演出, 現今作品可透過軟硬體的音源來發聲,亦可創造出與傳統樂器所無法發出的聲響,透過 強大的電腦軟體音源可以使作品滿足作曲家、演奏家的需求,也使得音樂有另一種風貌。 本論文將從電腦音樂的概說、音源技術的理論發展之沿革論述,從歷史發展的軌跡 演變至現今常用的技術作為其主要論述,並將其可行的技術實踐在個人的創作作品。.

(4) 第一章. 第一節. 緒論. 研究目的. 本論文的研究目的是,藉由筆者在台灣師範大學就讀音樂研究所期間,對電腦與音 源技術應用的嘗試,來探討音樂創作結合數位的理念與實踐。 早在 1975 年,國外已成立「國際電腦音樂協會」 、發行《電腦音樂》(Computer Music) 雜誌,並舉辦一年一度的電腦音樂國際交流會,對從事電腦音樂的創作人產生很大的影 響。隨著科技的蓬勃發展,如今「電腦」、「數位化」與「音樂」這門藝術領域,已有 強烈的結合。新思維、新方法的加入,讓音樂創作產生了很大的變革,亦使音樂藝術能 夠另闢一條嶄新的道路,如今,「演出者」與「音樂廳」不再是音樂表演的必要條件, 透過電腦、數位、音源、硬體、軟體甚至是網路,音樂都能隨時隨地的創作、播放、演 奏、聆聽與欣賞,甚至在與其他藝術領域做揉合後,進而擴展出全新的風貌。 本論文針對電腦音樂發展至今,所經歷過的歷史沿革、發展現況做整理、描述,並 提出未來創新的可能性。在台灣,已有許多音樂系、大專院校、高中甚至私人機構,都 大力地推行音樂數位化或是音樂多媒體化,筆者由衷地希望能藉由此論文,讓學術界、 教育界、甚至一般大眾,對電腦音樂實際的應用、操作,產生初步的了解。. 1.

(5) 第二節. 研究範圍. 電腦音樂無疑是二十一世紀的新音樂中,最重要的種類之一。本論文將探討,電腦 對音樂有何貢獻,並進一步說明,音樂如何透過電腦使作品更為創新。 研究之具體範圍如下: (一). 針對電子音樂及電腦音樂的歷史發展及兩者之異同處,提出具體 的闡述。. (二). 提出電腦音樂拓展至其他藝術領域之可能性。. (三). 對硬體的演進變革及實際應用提出完整的論述。. (四). 對軟體的演進變革及實際應用提出完整的論述。. (五). 解析音源軟體應用的技術。. (六). 對現今常用的音樂格式做完整的解析。. (七). 對軟硬體的整合應用及其如何實踐在音樂作品中,提出實際的範例。. 2.

(6) 第三節. 研究方法. 本論文之研究方法以電腦音樂文獻之蒐集、歸納、發展及實際應用為主。從歷史的 角度,探討軟硬體發展至今的變革;從實務與現況的分析,提出對未來的展望;比較及 剖析前人所使用的器材,與現今筆者所使用的軟硬體之差別,進而窺視未來科技帶給人 類在藝術創作上更寬廣且無限的可能性。 本論文將以下述之章節,討論電腦與音源技術的應用、探討音樂創作結合數位的理 念與實踐: 第一章. 緒論. 以「研究目的」、「研究範圍」、「研究方法」三節,說明本論文之起點 行為,提出研究方向。 第二章. 電腦音樂概說. 以歷史的角度闡述電腦音樂由原先的類比產物,逐漸地轉化為數位軟體模 式之過程,並探討其音樂語彙。 第三章. 音源技術的理論與應用. 闡述音源的素材媒介,由最先的「硬體設備」轉換為「軟體系統」,直至 今日「軟硬體充分的搭配使用」之漸進過程。並以現今可確實實踐的音樂 技法做為主要論述。 第四章. 理念與實踐. 3.

(7) 將前述章節的理念,具體實踐於筆者的創作中,以「電子」、「數位」、 「音源軟硬體」三者做結合,應用在《映象》(Image)、 《鏡》(The Mirror)、 《碰撞》(Collsision)三部作品中。 第五章. 結語. 以上述章節之研討,提出電腦與音源技術的應用來探討音樂創作結合數位 之我見,作為本研究論文之結論。. 4.

(8) 第二章. 電腦音樂概說. 第一節. 源流發展. 早期的電子音樂靠類比(Analogue)訊號產生聲音,1它的主要功能是產生電子音訊以 及對人類的耳朵所能聽到的所有泛音列進行編輯。由於電子音樂有別於傳統音樂上,出 現了新音色、非常規的音色、新的創作手法,使創作音樂的工具的工作效率得到很大的 提升。進而,電子音樂開始引起了人們的極大關注,形成了新的音樂風格,在音樂史上, 一度湧現了許多著名的電子音樂先驅。2 現代人們對電腦音樂有著種種不同的理解,例如:電腦音樂就是從電腦裡播放出來 的音樂;電腦音樂就是機械音樂;電腦音樂就是電子音樂、MIDI 音樂…等等。在這些 理解在不同程度上除了帶有某些片面性之外,有的觀念甚至是錯誤的,究竟什麼是電腦 音樂;筆者認為,電腦音樂就是用適當演算法的數位電路來處理音訊和其他各種音樂的 設備進行製作音樂。它涉及音樂創作、音樂表演、音樂欣賞等理論與實踐各個方面。要. 1. 類比訊號是將聲波的振動,轉化成電位高低的變化。利用連續改變電壓或電流來代表訊號電路。 類比訊號理論上是能傳達最完整的聲音,但由於訊號線材、輸出入端子有其物理特性,使得最終的訊號 會與原始訊號有所出入。 2 電子音樂最初的發展以 1948 年法國籍的薛佛(Pierre Schaeffer, 1910-1995)為主,之後德國籍的史托 克豪森(Karlheinz Stockhausen, 1928-2007) ,義大利籍的貝瑞歐(Luciano Berio, 1925-2003)、諾諾(Luigi Nono, 1924-1990)希臘籍的森納基斯(Iannis Xenakis, 1922-2001),美國籍的瓦瑞斯(Edgard Varèse, 1883-1965)、烏 沙謝斯基(Vladimir Ussachevsky, 1991-1990)、凱吉(John Cage, 1912-1992)、蘇波特尼克(Morton Subotnick, 1933- )等人都參與了電子音樂並有其創作。 5.

(9) 想瞭解什麼是電腦音樂,首先必須瞭解什麼是電子音樂、MIDI 音樂。3因為這兩者都是 電子科學與音樂相結合所帶來的產物,而一般人對兩者的分界並不清楚而容易導致混 淆。 電腦靠數位電路來產生聲音,它不僅能做電子音樂所能運作的全部工作,還能處理 其他許多事,例如:在電腦上可以很直接的看著樂譜欣賞音樂、看到其錄製的聲波形態, 且其增修起來也極其方便。如果說電子音樂是使得音樂製作上的物件解放的話,那麼電 腦音樂就是使自我得以解放。事實上,電子音樂發展到如今也已逐步實現了數位化,廣 義的說只要是使用數位電路的電子音樂,實際上已被電腦音樂所包容和代替,換句話 說,電腦音樂是電子音樂的再發展。 在探討電子音樂之前我們要先將 MIDI 一詞做初步的了解。<MIDI>是<Musical >、<Instrumental>、<Digital>、<Interface>的英文縮寫,其中文可譯為「音樂樂 器的數位介面化」,它其實就是電子樂器的數位標準。像這樣的標準還有很多種,但做 為數位標準的一種形式,它本身就屬於廣義的電腦音樂的一部分。由此看來,現在的電 腦音樂已包含了電子音樂、MIDI 音樂。它是電子科學、電腦科學與音樂結合的綜合體。 電腦音樂也是個很大的集合體,它涉及音樂、數學、物理等許多門學科。但隨著科技的 發展,於是也逐步獨立形成一門學科。 現在的電腦音樂系統包含了硬體系統和軟體系統。硬體包括了電腦、輸入裝置(例 如:鍵盤、滑鼠、MIDI 鍵盤、合成器…等。)、輸出設備(例如:音源、多軌聲音混. 3. 電子音樂、MIDI 音樂兩者都是藉由電腦科技來運作,但其技術上兩者並不相同。而電腦音樂便是 包含了這兩項技術。 6.

(10) 音器、硬碟、揚聲器…等。)。軟體包括錄音軟體(例如:Nuendo Samplitude)、4打 譜軟體(如 Finale) 、5影音編輯軟體(如 Sony Vegas) 、6聲音撥放軟體(如 Windows Media Player、Foobar 2000)。7因此,電腦音樂已經不僅單指某一種數位化的設備,也不僅只 使用某一數位化設備製作音樂的實踐過程和透過它們所生產的產物,而是包括上述的各 個方面等更為寬泛的概念。 只要音樂與電腦技術或設備相聯繫,就帶有電腦音樂製作的成分。在科學技術高速 發展的今天,眾多的音樂都包含著電腦技術。舉凡從揚聲器裡撥放出的音樂,不論是古 典音樂(Classical)、現代音樂(Contemporary)、重金屬音樂(Heavy metal)、爵士樂(Jazz)、 搖 滾 樂 (Rock) 、 還 是 黑 人 說 唱 音 樂 (Rap) 、 鄉 村 音 樂 (Country music) 和 牙 買 加 音 樂 (Reggae)…等,這些都與電腦技術習習相關。即便是僅用最簡單的家用音響設備來播放 傳統的民族音樂或古典音樂的 CD 或錄音帶,此時大眾常使用的音量大小調整或聲音均 衡調節都是透過機器的微電腦技術來控制音樂,所以當下聽到的音樂其實就已經包含了 電腦音樂的成分。如果走進專業錄音室的主控制室,隨處可見那成千上萬的指示燈、儀 錶和按鈕,由此可見音樂與電腦技術兩者之間的關係是不言而喻的。 現代電腦技術的優勢在於它有著高水準的數位化資訊處理能力,電腦音樂的特點之 4. Nuendo 是德國 Steinberg Media Technologies GmbH 公司所研發的音樂編輯軟體,2009 年最新版本 為 Nuendo 4,本文於其後皆以 Nuendo 稱之;Samplitude 是德國 Magix 公司所研發的音樂錄音編輯軟體, 2009 年最新版本為 Samplitude 10,本文於其後皆以 Samplitude 稱之。 5 Fianle 是美國 Makemusic, Inc.公司所研發的製譜軟體,在其 2005 版本後開始增加音源軟體、MIDI 編輯介面,2009 年最新版本為 Fianle 2009,本文於其後皆以 Fianle 稱之。 6 Vegas 原是由 Sonic Foundry 公司所設計研發的影音編輯軟體,而後 Sony Creative Software, Inc.公 司將其買下並發行改版 2009 年最新版本為 Sony Vegas Pro 8,本文於其後皆以 Vegas 稱之。 7 Windows Media Player 是由美國 Microsoft Corporation 公司所設計的影音播放軟體,2009 年最新版 本為 Windows Media Player 11 本文於其後皆以 Media Player 稱之;Foobar 2000 是免費的多功能聲音撥放 軟體,其開發者為 Peter Pawlowski,2009 年最新版本為 Foobar 2000 v0.9.6.5,本文於其後皆以 Foobar 稱 之。 7.

(11) 一正是將聲音做「數位化」的處理。8此外,藉由電腦將聲音的數位化以及聲音的數位 處理技術後,聲音提升了聲響效果的保真度,豐富了音樂的表現力,使音樂的音響品質 和音樂構造能力表現出現一個前所未有的巨大飛躍。數位音訊與 MIDI 這兩項主要技術 是電腦和音樂相結合的關鍵;事實上,在現代人的生活中時常運用到數位音訊。在廣播、 電視、電影、廣告、錄音、錄影、電子遊戲和電腦多媒體…等,無一不包含著數位音訊 與 MIDI 的技術。 電腦音樂製作是主要以電腦為控制中樞,搭配 MIDI 技術和數位音訊技術為控制手 段和資訊交流語言,再以合成器、取樣器等電子樂器為音訊終端的一種音樂製作方式。 從音樂創作的角度來看,使用這種方式創作出的音樂可謂是一種特殊的音樂織體和類 型,而這透過這種手法的創作就可稱之為電腦音樂。它有著自己獨特的音樂風格、語言 和美學特徵。在旋律、曲式結構、和聲、配器、以及表演等各方面都應該自己的語彙, 來區別與以往的其他任何音樂表現形式。從製作的技術角度來看,它涉及音樂聲學、音 樂編輯學、音樂錄音學、樂器學、音律學、電子學以及數位化的電腦技術…等,屬於音 樂學的一個新型應用學科。 個人電腦的數位音訊技術和 MIDI 技術合為一體,形成了電腦音樂製作的方法體系 或學科,其中的發展過程只有數十幾年的歷史。從現今的電腦音樂追朔到早期的電子音 樂的發展,最初的模式使用電子元件來製造,利用振盪電路產生不同波形,經過放大後 產生聲音,再利用不同的波形變化來產生不同的音色,這時期的電子音樂還停留在對聲. 8. 聲音數位化是指將聲音透過電腦運算的方式做處理,其聲音的儲存方式由原先類比電壓訊號變為 數位訊號「0」和「1」 。 8.

(12) 音的創造與改變的實驗階段。而近十幾年的電腦音樂發展主要是伴隨著多媒體的發展而 前進,在專業音樂領域中雖然沒有形成一個明確的風格體系和強大學術影響力。但是, 電腦音樂製作系統在現今已經可以較完美地模仿或是製作出各種形式的音樂,電腦音樂 反而在商業音樂中有廣闊的市場。 電腦音樂的出現與發展是音樂藝術與聲音處理技術的一次革命。它改變了傳統的音 樂創作、演奏和製作方式,使更多不同類型的音樂作品得以實現,滿足了社會發展對音 樂的數量及品質上的需求。同時,電腦音樂的發展也對傳統的音樂教育方式產生重大影 響,進而引發音樂教學的改革。不管是在國內還是國外,推廣普及電腦音樂,發展電腦 音樂製作技術都有著十分重要的意義。 現今許多的大學音樂系科以及高中音樂班都普遍的開設「電腦音樂製作」的製作專 業課程。這是一項近年來興起的並且有意義的音樂教育事業,經由校園及社會的推廣, 大眾開始因應時代的要求,來符合教育創新的精神和現代教育發展的方向。現今的音樂 已經不再是僅以傳統的手法來創作,它更是結合了更多面的藝術做結合。例如:影片、 舞蹈、圖像、程式互動…等,都與電腦音樂數位化有著緊密的等號,所以電腦及數位多 媒體化的技術已經無處不在,深入人心。. 9.

(13) 第二節. 發展趨勢. 電腦音樂的本質還是音樂。因此,在闡述電腦音樂必須圍繞音樂而展開。為了便於 對電腦音樂未來發展進行探討,筆者將先從電腦音樂的過去沿革及現今的發展潮流進行 整理。人類追求藝術的創新一直是永恆的主題,而這種追求不光是對表面的追求,更多 的是對層次而言,即是人們在探討音樂本質中的深入過程。於是具體表現就可簡化為兩 個方面:「音樂素材的發展」和「音樂的創作實踐」。因此,本節將從這兩個方面進行 分析: 一、探求音樂素材的發展層面 音樂是音響藝術,但音樂也是聲波,它是由物體振動引起;對音樂來講,「物體」 是它的源泉,對音樂的探索也是由物來解決,人類為了獲得聲音必須依靠物體,那即是 通稱的「樂器」。人類的祖先進行漫長的嘗試,發現自然存在的音都沒有規律,無法彼 此溝通,於是人類便開始利用最原始的素材,例如:獸骨、木頭、石頭…等器具,來製 成音器來使其趨於有規律,滿足人們的需要,這就是最初的樂器,它使音樂獲得了初步 的發展。隨著時間推移,生產力的提高,手工業的發展,社會經濟和城市的進一步繁榮、 人類的需求不斷擴大,樂器種類不斷增加,技法也比較複雜,音樂內容也更加豐富起來。 當科技的演進把人類社會帶入到機械工業時代的時候,儘管音樂的形式、風格已經產生 了不少變化,但當時採用的樂器基本上都是傳統的,這種所謂的傳統樂器是泛指機械工. 10.

(14) 業末期至電子技術出現以前,各個民族、國家當時已經形成的固有樂器。於是當時創作 者想在傳統的樂器上有再發展,再獲得新的音色、新的個性,甚至是新的樂器都不太容 易,主因是經由長年歷史不斷的改良研發後,許多樂器演奏音域已經發展到極限也是極 致了,樂器彷彿可利用的僅剩的一些噪音、敲擊聲和摩擦聲。但對於處於消費者的聽眾 來說,他們對以往的音響感覺已經習以為常而無法接受。但在另一方面,為了滿足現代 音樂的各種流派,有些音樂家就走向所謂的「前衛派」(Avant-garde),產生了現代音樂 的各種流派,例如:十二音列(Twelve-Tone)、完全序列主義(Total Serialism)、機遇音樂 (Chance Music)…等。像是約翰.凱吉(John Cage, 1912-1992)著名的《4 分 33 秒》(4’33”) 就是這個時期的作品。雖說這些作曲家的作品偶爾有使用不同的樂器來做變化,但整體 上還是離不開傳統樂器音色的概念。在這種情況下,富有創造精神的音樂家們進而離開 傳統樂器,創造發明新樂器,把人類音樂推進至音樂與電子科學相結合的「具像音樂」 (Musique Concréte)時代。9 所謂的具像音樂,是指最早用電子技術來處理自然音響的音 樂。 作曲家將自然界或是日常生活中的具體聲響作為素材,再利用「電」的技術處理、 加工、後製來製成具像音樂。具像音樂的最大貢獻是在於它將音樂素材的範圍從傳統樂 器的聲音以及所可以利用的聲音擴展到自然界和日常生活中的一切音響。之後更隨著電 子技術的進一步發展,並且在具體音樂思想的啟發下,出現了音樂與電子科學技術相結 合的第二個產物「電子音樂」。電子音樂的重大貢獻在於它用電子振盪器直接產生基本. 9. 具像音樂多收集大自然或是人造的聲音,將聲音錄製在錄音帶後,藉由錄音器材將聲音做快轉、放 慢、拼貼…等處理,最後再錄製到另一個磁帶上形成作品。 11.

(15) 波形,例如:三角波、方波、正弦波…等,當聲音通過了電子技術的調整、濾波、倍頻、 疊加、組合、合成…等手段,產生全新的聲音,給人以耳目一新的感覺。人類技術發展 至此,正如作曲家史托克豪森(Karlheinz Stockhausen, 1928-2007)就曾經提出的一個電 子音樂解放了音樂內部世界的觀念。於是,到了電子音樂時代已大致解決了作曲家尋找 新的聲音的素材問題,而電子琴和電子合成器就是這個時代的標誌。但是,當時傳統的 電子音樂所產生的類比聲音不精確,聲音的變化範圍又小。之後隨著數位時代的到來, 出現了電子科學與音樂相結合的第三個產物,那就是「電腦音樂」。電腦音樂最大的特 色就是它完成了聲音的數位化,於是就開啟了「音樂數位化」的時代。硬體設備從先前 的類比電子琴(Analog Piano)和類比合成器(Analog Synthesizer)演進成數位式電子琴 (Digital Piano)和電子合成器(Electric Synthesizer)。它們的特點不僅能快速的儲存、重新 合成波形,並且還能直接產生波形進而產生聲音。此時,電子琴和電子合成器實際上已 變成一種電腦。除此之外,由於電腦它具有儲存空間大、視覺化高、操作方便、擴展性 強、可快速的前往及返回等…優點,以及它對文字、聲音、圖形等各種資訊進行編輯都 非常方便。而在未來電腦還可以運用「虛擬技術」,使用物理模型或是一定的數學方程 式進行聲音模擬,進而直接產生聲音,來徹底解決存儲問題。或是透過未來電腦的虛擬 技術直接對聲音做混音後製作業。到時,音樂創作者便能更方的為音樂藝術創造出更多 無限的可能。 二、探索音樂實踐活動 音樂其實就是將一系列的音符,按一定的規律或是邏輯組織起來形成樂曲來後,表. 12.

(16) 達人們的思想感情和社會生活的藝術,這種透過邏輯性及藝術性的激盪後所產生的產 物,在傳統的術語就是所謂的「動機」或是「動機發展」,而音樂實踐活動及音樂存在 方式則是由,創造、表演、欣賞這幾個環節所組成的。創作和表演或是音樂製作,是音 樂的生產環節,而欣賞則是音樂的消費環節。在錄音技術發明以前,作曲家們總是先創 作出作品寫出總譜,然後再請演奏者先試演,才知道效果好壞。如效果不好或達不到作 曲家創作的意念,就還得拿回去再修改,然後再試。而作為消費環節的聽眾,只能到現 場才能聽到音樂作品。這些過程動用的人力、物力及耗費的精神是龐大的,也不利於音 樂的發展。但是在 1877 年,發明家愛迪生發明了能記錄和重複播放聲音的留聲機後, 從此改變了聲音存在的方式。聽眾不需要到現場就可以欣賞音樂,這樣一個欣賞方式好 像把一個正在演奏的演奏者轉化成一個軟體(即類似於電腦軟體)的方式儲存在磁帶 上,如此一來就可以在不同空間和需要的時間進行欣賞。之後隨著音樂消費量的急劇上 升,消費環節的增長進而刺激了音樂的生產,迫使音樂生產速度需要加快。請樂團錄音 來製作音樂,其速度還是差強人意。正好此時的電子技術解決了音樂的素材問題,因此 作曲家便轉向利用電子音樂技術來製作音樂。以前錄製音樂需請樂團或是演奏者到錄音 室或是演奏廳來現場錄音,對樂團的排練和樂團錄音技術以及周圍環境噪音的控制是很 大的問題。但是到了電子音樂時代,出現了電子音色和傳統樂器音色並存的局面。作品 有些聲部由電子設備的音樂來代替,甚至出現了完全用電子音色製作成的音樂作品,使 得音樂生產帶來許多的新氣象。當然,電子音樂雖能給人一種新鮮感覺,但在錄音技術 上沒有很大的突破。而且,傳統的電子樂器的設備由存在下列問題:一、生產廠家不同,. 13.

(17) 設備操作不統一、繁瑣,不便使用。二、設備系統經費龐大,一般人無能為力。三、大 部分設備是類比設備,設備越多,訊號的信噪比率越高。四、處理合成音樂需要更多的 學科知識,一般人無法勝任等等。但是,隨著 MIDI 標準的制定,各種電子樂器與電腦 之間的溝通就成為可能;於是使用電子音源來製作音樂,已成為時代的時尚。儘管這些 設備都是數位式的,但因為電腦具有大容量的儲存空間,操作方便,視覺化高,可擴展 性強等優點;於是,以電腦為中心媒介的電腦音樂製作系統便形成了。這就是目前大家 所熟悉的類比設備與數位設備並存的電腦音樂系統。至此,作曲家創作音樂終於可直接 在電腦上實現。作曲家可以通過電腦的聲音編輯軟體或專門業的取樣器(Sampler)來編輯 音色來解決音樂的素材問題。10並且就算是即時的錄音現場,演奏者所錄出來的效果若 不滿意,馬上就可以透過刪除或恢復的指令再次錄制,直到滿意為止。對於演奏來說, 難度比較大的作品或演奏技術比較差的音樂家也可以放慢速度來錄制,甚至還可以用 「步錄」的方法(即像走路一樣先選好一個音符隨即便錄入一個),這樣的邊錄邊聽, 若是需要微調時還可以使用滑鼠進行修改,也可以用拷貝、複製、量化…等,指令對作 品相同的地方進行拷貝和使作品進一步規範化。這樣的作品寫出來,既可以即時的看、 聽總譜,也可以即時的看、聽分譜。對於音樂作品的力度、音量、聲像等對音符控制的 各種資訊,還可以列印正式樂譜。而在對作品合成處理的環節裡,可以任意的監聽各個 聲部,組合聲部,整體效果…等。也可以輕而易舉的透過線性或是數位的調整來改變聲 部平衡、設置聲像、效果、音符屬性…等。其錄製出來的產品可以是類比式磁帶也可以. 10. 取樣器是將真實的聲音預先錄下,而後轉成為數位媒體儲存;便可在透過軟體在電腦上直接撥放。 14.

(18) 是數位式磁帶或光碟,聲音所保有的真實度極高。如此一來電腦確實是極大的方便了作 曲家們的創作,甚至不是作曲家也可以通過它嘗試作曲。此時的作曲家也已不僅僅是作 曲家,還可以是指揮家、錄音師、音響師、電腦專家。也隨著電腦技術的發展,尤其是 多媒體標準 Multimedia Personal Computer 的制定以及版本的升級,11電腦的相容性越來 越好,使得電腦進行綜合音樂製作能力更強,音樂作品可以把它儲存成一定的格式,透 過硬碟或網路進行傳播,12聽眾便可直接在電腦上聆聽音樂。現在的電腦還可透過虛擬 技術來獲得虛擬音源,從而徹底解決音樂的素材問題。虛擬裝置也將模仿現實設備的功 能,對音樂進行全方位的編輯。且未來電腦將實現高度智慧化,電腦將代替人們的部分 創作活動,只需要一個按鈕或一句語言提示就可完成部分活動。同時,電腦網路化已成 為世界趨勢,人們欣賞音樂的方式將發生很大變化。例如:完全可以透過網路來欣賞無 論什麼地方的文藝演出和無論什麼時期的音樂作品,透過網路可以欣賞世界上一流的演 奏大師的實況演奏,甚至還可以把任何音樂片斷剪輯下來,按自己喜歡的方式重新任意 組合。 綜合上述,從電腦音樂的過去、現在、未來發展的追求進程中可以看出,電腦音樂 就是追求音樂實踐的高度自由,在這個過程中,它隱含著硬體轉成軟體化的一種發展趨 勢,也只有音樂實踐高度軟體化,才能實現真正的自由。而這個軟體化的趨勢最終的技 術保證是靠數位化來實現的。因此,未來電腦音樂的發展是使音樂的全面數位化;而數 位化技術基本溝通語言的基礎就是「0」、「1」,即電流的通電、斷電這兩種狀態。而. 11 12. 在本文中提及此單位,皆以 MPC 稱之。 現今電腦硬碟可直接藉由網路直接將聲音或是影像檔傳至 YouTube 平台分享。 15.

(19) 音樂的本質也就是「有聲」和「無聲」兩種狀態。這種思維和邏輯上的共性也使得它們 能走在一條緊密組織的道路上。最後,電腦與音樂的相結合,便能將音樂實踐獲得高度 自由與創意。. 16.

(20) 第三節. 音樂語彙. 廣義的電腦音樂概念為:在創作、演奏、製作與傳播過程中使用電腦技術或設備的 音樂。狹義的電腦音樂概念是:透過電腦及相關設備進行程式設計,來控制 MIDI 樂器 或數位設備進行創作、演奏和製作的音樂。 MIDI 是一個國際性的電子樂器行業標準,是電子樂器間相互合作的協定,是電子 樂器控制資訊的方法和資訊交流的語言。MIDI 發表於 1983 年,它的概念並不等同於電 子音樂和電子聲音樂;最早的電子聲樂器是在普通鋼琴的琴身上安裝收音器,將琴弦的 振動變換成電信號後再經由放大器把訊號放大,最後再透過揚聲器發聲,除了鋼琴之外 當時也常將一些樂器做「電」化,例如:電吉他、電大提琴、電小提琴…等,但這種使 用收音器來將聲音訊號放大的電樂器還不能真正稱為「電子樂器」 。在 1955 年,美國新 澤西州普林斯頓 RCA 實驗室研製了世界上第一台合成器(Synthesizer)。13這台體積龐大 的合成器可謂是電子音樂發展的開端。隨著科學技術的不斷發展,1975 年,世界上第一 台個人電腦問世,隨後在 1976 年和 1981 年,麥金塔電腦和 IBM 個人電腦相繼問世。 由於電腦時代的來臨,更是加快電腦與合成器結合的腳步。雖然電腦快速的使兩種東西 有緊密的結合,但在當時,電子樂器的廠商所生產的產品在規格上並不統一。由於廠商 在設計電子樂器的發聲元件時並沒有統一的音色排列順序,所以不同品牌、型號樂器的. 13. 合成器是一種以加法合成、減法合成、FM、physical modelling 或相位調變等電子技術發聲之電子. 樂器。 17.

(21) 聲音就不能相容。例如:A 廠商把小提琴音色編為第 41 號音色,而 B 廠商卻將小提琴 編列在第 60 號。那麼若是用 A 設備做好的音樂檔案拿到 B 設備上播放,原本小提琴的 聲音就可能變成了其他音色,其他各聲部可能也都變了音色;例如:打擊樂中的大鼓聲 變成了鈸、弦樂器聲音變成了管樂器。這樣的結果,不僅聲音無法正確的成現也造成了 創作者除了創作外還要再重頭習慣不同的設備器材。於是在 1982 年,國際樂器製造協 會的幾十家廠商開始協商並達成協議,這就是美國 Sequential Cirtuits 公司提出的「通用 合成器介面方案」 。在 1983 年就正式制定了關於數位樂器的統一標準,這就是現今我們 使用的 MIDI。可譯文為「樂器數位化介面」 。也有人說:原先 MIDI 的原文<Musical >、<Instrumental>、<Digital>、<Interface>的英文縮寫,也可以是代表 Music(音 樂)、Idea(思想)、Direct(直接)和 Instrument(樂器)四個單詞的首字母。 MIDI 協定了一份標準 MIDI 樂器音色排序表,它收錄了常用的樂器分為 16 個總類, 其中第 16 軌是音效,例如:電話鈴、鳥叫、海浪…等。在 16 類的音色下又各有 8 種不 同的音色力度表情,共有 128 種音色。另外各家的樂器在第 10 軌中固定收錄了一組打 擊樂音色,並規定了每件打擊樂器在鍵盤上的鍵位。這份標準 MIDI (General MIDI)音色 排序表簡稱 GM 音色表。而後,所有的標準 MIDI 樂器面板上都在醒目的位置印製了 “General MIDI”的標誌,並安裝了標準的圓形五針插座,這就是所謂的「MIDI 介面」。 至此之後,所有的數位樂器都可以通過 MIDI 介面相連並互相相容。所以 MIDI 之意不 是特定指哪一種設備或機器,而是電腦與音樂設備之間的一種規範和協定,是數位樂器 之間的語言。. 18.

(22) GM 音色的出現表統一了數位樂器的標準,但 128 種音色畢竟太少,難以滿足人們 製作音樂的要求,所以之後廠商們又新研發規範了 GS 和 XG 標準的音色表,14它們的 音色不只增加了許多,而且音質越來越好。但無論音色如何增加,它都要包含原先 GM 音色表裡的 128 種音色,並且與其相容,這樣才是標準的 MIDI 樂器。透過這樣的協定 後於,一首在 GM 音源上創作的樂曲就算是拿到一台擁有上千種音色的音源上播放,其 撥放出來的音樂就與 GM 音源完全相同,且音質會變更好。但相反的,若是把使用較多 其他未在 GM 音源規範裡的音源樂曲拿到只有 128 種音色的 GM 音源上播放,並且是 GM 音色表也沒有可相對應的音色時,那麼這些聲部可能就「啞巴」了,因為 GM 音源 在音色庫中找不到它們的音色編號。 因此,MIDI 檔本身不是音效檔,它只是個訊號、指令。簡單的說,將 MIDI 想成 樂譜,而這個樂譜進入音源,音源就會忠實地按照曲譜發音。反之,則不會發出任何聲 音。另外,不同品牌、不同價格的音源發出的聲音相差很大,播放出來的效果也會不同。 所以若是使用 MIDI 來創作,最終的音質與音源的來源品質有很大關係。 數位音訊 (Digital Audio)是一種數位化的聲音。通常透過電腦及相對應的數位音訊 設備,例如:數位錄音機(Digital Record)、數位轉換器(Analog to Digital Converter,縮寫 為"A/D")…等設備,然後以 0 和 1 的二進位元數位元組合方式記錄和編輯聲音,並以頻 譜或波形的方式顯示在電腦螢幕上,以便進行非線性的編輯和製作。 除了使用硬體設備來轉換數位音訊,使之廣泛應用電子音樂上,另一方面軟體音源. 14. GS 是由日本 ROLAND 公司於 1990 年制定出的標準;XG 是由 YAMAHA 公司於 1994 年制定出. 的標準 19.

(23) 也快速的在萌芽,像是 DirectSound 這類的軟體技術出現。15DirectSound 軟體技術剛發 表的時後,讓許多數位音樂製作者有耳目一新的感覺,因為它只需透過軟體就能進行一 些聲音的模擬,有別於以往需要昂貴的硬體設備才能完成創作者所想表現的音效,於是 DirectSound 技術的發明在當時被廣為討論及應用。雖然說它帶來了在數位創作上另一 種新的使用管道,但在另一方面,使用 Direct Sound 技術有個嚴重的缺憾,那就是 DirectSound 對於「聲音延遲」(Time Delay)過高的問題始終沒有好的解決。而聲音延遲 這個問題,在當時就成為阻礙著軟體音源發展的主因。因為聲音延遲的比例若是過高, 就會產生撥放音樂或是彈奏音樂的時後,需要過了幾秒鐘才有聲音。簡單的說:就像是 一個人在空曠深遠的山谷中大喊,此時可以發現所聽到的聲音,它是慢了幾秒後耳朵才 聽到剛才喊叫的聲音從遠方傳來,除此之外,因為聲音延遲的關係,耳朵還可以聽的到 剛才喊叫的聲音一次又一次的出現。在創作音樂或是即時演奏上,這樣的情況是不能被 允許的。 於是,著名的音樂製作軟體 Steinberg 公司提出了稱之為 Audio Stream Input Output 的標準規範,這就是現今所簡稱的“ASIO”。ASIO 的中文可釋義為「聲音訊號流的輸入 輸出」。ASIO 的特色在於它完全擺脫了 Windows 作業系統對硬體的集中控制,實現了 聲音訊號在處理軟體與硬體之間,同時進行多通道傳輸的工作時間與系統對聲音訊號回 應的時間降至最短。從此,使用 ASIO 驅動程式的音效卡,對聲音訊號回應時間可以降 低到 10 幾毫秒以內。這已經完全滿足了「即時」(Real Time)的要求。於是在 ASIO 技術. 15. DirectSound 是由 Windows 微軟公司所制定的聲音驅動程式。 20.

(24) 出現之後,軟體音源技術發展的速度可說是突飛猛進。利用 ASIO 的技術,在現今就有 許多軟體音源和軟體效果器,其音質和性能已經可與傳統硬體抗衡,甚至有些軟體音源 和軟體效果器的性能超越了傳統硬體,於是大量使用軟體效果於數位音樂創作上的時代 也隨之來臨。 軟體音源大致上可以分為「獨立運行」以及「外掛程式」(Plus IN)這兩種類型;像 是 Giga Studio 之類的軟體音源,16是屬於可以獨立運行工作的軟體音源或是軟體取樣 器。它的優點是由不會增加電腦運算的負擔,也可以獨立操作,而它的缺點是不能透過 電腦的運算後與其它電腦上的聲音訊號軌「直接的」做所謂的「混音」(Mix)的工作,17 它必需先將聲音訊號透過音效卡將其轉換為音訊之後,再一次的錄製到電腦硬碟。其連 結方式是將獨立運行工作的軟體音源或是軟體取樣器上的 LINE OUT 插孔,透過導線線 材連結到電腦音效卡的 LINE IN 插孔上。如果音效卡不支援無損失的聲音內部傳輸,就 必然導致音質的損耗(實際上聲音只要透過線材的傳輸必會有所耗損)。所以,現今大 多數的軟體音源和軟體取樣器都是以外掛程式的方式做為主要的使用。 所謂「外掛程式」就是將原本不屬於數位聲音編輯軟體所擁有的軟體音源或是取 樣,「插入」至數位聲音編輯軟體的內部來使用它(外掛程式),外掛程式本身不能夠 獨立的運作使用,它一定要透過數位聲音編輯軟體才能運作。外掛程式的使用極為方 便,而且無需像獨立運行工作的軟體音源或是軟體取樣器一樣必須先將數位聲音訊號做 內部錄製。外掛程式可以直接透過電腦運算後直接與數位聲音訊號軌進行混音,如此一 16. Giga Studio 原是由 Tascam 公司所設計研發的取樣編輯軟體,2009 年最新版本 Giga Studio 4,本 文於其後皆以 Giga Studio 稱之。 17 混音意為將原先多軌的聲音訊號檔,透過錄音編曲軟體將其合併成一個單獨的聲音訊號檔。 21.

(25) 來便無音質的損耗的問題。現今的外掛程式有許多格式,其之間有的可以通用,有的不 通用。有的外掛程式是開放原始的程式碼,任何人都可以自由開發此類外掛程式,而有 些是不開放的,只有所被授權的公司才可以開發自家的外掛程式。 外掛程式有許多的總類,但是<DX/Dxi>和<VST/VSTi>這四種格式還是現今最 多人所使用的外掛程式。如果使用 Mac OS X,那麼就要使用 Audio Units 格式。另外還 有其他的專業外掛程式格式,必須有相應硬體配合才可以使用,比如 Pro Tools 的 TDM、 HTDM、RTAS 格式,Cream ware 的 Cream ware 格式,Vari OS 的 Vari OS 格式等等。18 DX 是一類效果器外掛程式。DX 顧名思義,是<DirectX>的縮寫,它是基於微軟 的 DirectX 介面開放性技術的,這種效果器外掛程式無論是 Cubase、Nuendo 或是 Cakewalk 都可以使用。19DX 效果器種類非常多,幾乎所有音樂製作裡用到的效果器都 有 DX 格式的。DX 效果器都是來處理聲波音訊的,所以都要載入在音訊軌中使用,MIDI 軌不能使用 DX 效果器。 但是,由於 DX 效果器仍然是基於 DirectX 技術的,因此,它的即時性能還是不很 理想。於是就有之後的 DXi。DXi 是<DirectX Instrument>的縮寫,它是軟音源外掛程 式。它是 Cakewalk 公司開發的,它的確改善了延遲問題。但這類外掛程式的數量並不 多,而且只能運作在 Cakewalk、Sonar 系列軟體上,Cubase 和 Nuendo 上無法使用,因 此,它就沒有被廣泛的使用。. 18. Pro Tools 是美國 Digidesing 公司所研發的音樂編輯軟體,2009 年最新版本為 Pro Tools 8,本文於 其後皆以 Pro Tools 稱之。 19 Cakewalk 是美國 Twelve Tone Systems, Inc.所研發的音樂編輯軟體,2009 年最新版本為 Cakewalk Sonar 7,本文於其後皆以 Sonar 稱之。 22.

(26) VST/VSTi 是目前使用最廣的外掛程式。VST 是<Virtual Studio Technology>的縮 寫,它是基於 Steinberg 的軟體效果器技術,並且以 ASIO 為主要驅動運行平台,因此能 夠以較低的延遲提供非常高品質的效果處理。所以,要達到 VST 的最佳效果(也就是 延遲很低的情況),音效卡要支援 ASIO。 VSTi 是<Virtual Studio Technology Instruments>的縮寫,是基於 Steinberg 的「虛 擬樂器外掛程式」技術,它和 VST 一樣,音效卡要支援 ASIO 才能發揮它的性能。能夠 使用這些 VSTi 外掛程式的音樂軟體我們稱為 VSTi 的主體,而支援 VSTi 的軟體有 Nuendo、Samplitude、Cubase VST32、Cubase SX、FruityLoops、Orion、Project5…等等。 VSTi 虛擬樂器就是軟體音源,所以只能載入在 MIDI 軌上。需要注意的是,VST、VSTi 外掛程式與 DX、DXi 外掛程式不同,所以它們安裝也有一定的位子。VST 外掛程式的 主要程式都在 dll. 檔中,而 dll. 檔必須放在指定的「VST Plugins」目錄下,軟體在運行 時才可以找到他們。一些比較大的 VST 外掛程式在安裝時會問兩次安裝路徑,先選擇 程式安裝的目錄,而後會讓使用者選擇 VST 外掛程式 dll. 檔的存放位置,這時安裝位 置就一定要選擇 VST Plugins 的資料夾。而較小的外掛程式一般都沒有其他程式,只有 dll. 檔。這就需要手動將 dll. 檔複製到 VST Plugins 資料夾就可以使用。 電子音樂至電腦音樂的發展,隨著人類的科技進步從一開始只有簡單的用電流將聲 音訊號放大來做音色上的創新的電音樂,演進為透過類比合成器來製作新的聲音,之後 MIDI 的出現就進入數位的電子音樂創作時期。在現今更是利用強大的電腦及數位設備 進入了電腦音樂時期。電腦音樂透過軟體元件,更是提升了創作者在創作音樂上的便利. 23.

(27) 性,也得以讓創作者有更多元性的聲音選擇。聲音不再單單是以傳統方式來呈現,它可 以是先前從未聽過的獨特聲響。除此之外,透過電腦所製作的音樂也常與其他領域的藝 術做結合,進而產生新的藝術作品。. 第三章. 音源技術的理論與應用. 24.

(28) 第一節 素材媒介. 本章節主要是從電腦的相關應用技術,探討如何隨著電子技術的飛速發展,進而使 用電腦與音樂的應用於創作表演上。電腦這個現代科學技術的產物已經和人們的生活密 不可分,且電腦在各行各業都掀起了一場革命,音樂領域也不例外;音樂和電腦的結合, 給音樂界帶來了強烈的震撼。 在電腦音樂系統出現之前,所有的音樂作品的完成,都是靠樂團演奏者演出。如果 要錄製一部絃樂四重奏,就需要找四個演奏者來錄音。如果要錄製交響樂,就需要把整 個交響樂團和指揮才能演奏。但自從有了電腦音樂,一切都改變了。在電腦音樂系統的 音源中,儲存各式各樣樂器的音色,而這些音色可以自由地選擇,並且只需用到一台鍵 盤來彈奏,透過 MIDI 將各個聲部依序的錄進電腦。例如:先將第一聲部的弦樂錄進電 腦,再將第二聲部的銅管錄進去,然後把第三聲部的木管錄進去,最後就能即時的在電 腦上將它們同時播放。 從前作曲家在創作的時候,無法在譜曲時就直接聽到樂團實際的演奏效果,只有憑 著感覺及腦中的聲響在譜紙上寫作,完成之後再把樂譜交由樂團試演,聽了樂團演奏實 際的聲響效果後再加以修改,如此反覆,直至定稿。作曲家大多只能借助鋼琴來試聽和 聲的效果,但最後演出效果是否與作曲家所想的效果一樣,就需要長時間經驗的累積。 但至從現在有了電腦音樂系統,只需要透過鍵盤將各聲部依次彈進電腦,就能初步聽到 各樂器的聲響。柴可夫斯基(Peter Ilich Tchaikovsky, 1840-1893)在他的《1812 序曲》中,. 25.

(29) 使用了真正的大炮做為特殊音效。但在二十一世紀的現今,讀者若是需要大炮這種聲音 效果,完全不需要找一座真正的大炮。只要借助音源取樣軟體,就可以得到相同的效果, 甚至進一步可將大砲的音效加以變化。電腦音樂系統的出現,使得音樂創作領域發展了 一次重大的革命。電腦音樂系統在音樂的創作上、學習和演出…等,都提供了強而有力 的工具。除此之外,現今的電腦音樂系統更是廣泛應用在其他音樂領域中,例如:在電 影、電視、戲劇…等。各方面都發揮著極重要的作用。 電腦本身並不能發出聲音,聲音是要透過許多其他的周邊設備例如:主機板、音效 卡、線材、揚聲器…等,共同運作才能發出聲音。而其中聲音的主要處理硬體就是「音 效卡」 。目前,在家用電腦的主機板上都已經內建了 AC97 或是 Realtek 這幾類的音效卡。 20. 這類音效卡等級較低,僅能用於家庭多媒體及娛樂遊戲,無法用來製作專業音樂和錄. 音。其主要原因是多數一般家用電腦內建音效卡並不支援 AISO,時間延遲比過高。且 它們只具備 D/A 播放聲音功能,並無具備 A/D 錄製聲音功能,也就是說它們只有撥放 聲音的處理晶片而沒有錄製聲音的處理晶片。所以若是需要重新製作音樂或是錄製聲 音,除了要另行安裝獨立支援 AISO 功能且具有 A/D 錄製聲音功能處理晶片的音效卡之 外,在使用前必須先進入電腦的 BIOS 設置,找到其電腦內建音效卡晶片組裝置;例如 筆者電腦主機板的音效晶片是(High Definition Audio),其原先的預設選項是開啟 (Enabled)狀態,所以要將其切換成關閉(Disabled),如此一來電腦才能正確的使用所新安 裝的獨立音效卡,而不會與原先內建音效卡發生硬體元件上的衝突。. 20. AC97 及 Realtek 是 1987 年臺灣晶片半導體瑞昱公司所研發的聲音晶片處理器。 26.

(30) 談及音效卡,它的價格差異極大,功用性能也大為不同。音效卡從數百元到數十萬 元都有。幾百元的音效卡可能就只具備撥放功能,且播放音質效果大多不佳。而上萬的 音效卡除了撥放音質大有改善之外,還具備了許多輸出、輸入的接口,讓使用者可以應 付專業上的需求。通常稱較便宜的音效卡為「家用多媒體音效卡」,它的價格大約落在 幾百元至幾千元內。而動輒破萬或是要價數十萬的音效卡,則常稱為「專業錄音卡」。 會有如此大的價差比,其主要原因除了晶片處理器的硬體用料有差別之外,專業錄音卡 更是多了許多專業規格上的介面。常在專業錄音卡上面可看到的介面有:LINE I/O(線 材訊號輸入/出)、A/D(類比/數位轉換器)、D/A(數位/類比轉換器)、MIC PRE(麥克 風訊號放大前級) 、ADAT I/O(光纖輸入/出) 、AES/EBU I/O(數位訊號輸入/出) 、SPDIF I/O(同軸式數位訊號輸入/出)、MIDI I/O(MIDI 訊號輸入/出) 、Word Clock I/O(時間 同步鎖碼輸入/出)…等,這些介面。低階的家用音效卡往往只具備一些簡單的基本功能, 例如:D/A 輸出、LINE I/O、ADAT I/O…等,且它們的電晶體的處理晶片規格也較便宜。 中高階的專業錄音卡則大多包含了上述完整的介面且整合為一台機器,電晶體的處理晶 片也比低階的家用音效卡好上許多,而更昂貴的錄音硬體設備就不是將上述的介面整合 為一台機器,它們都是單項介面一台機器;也就是 A/D、D/A、MIC PRE…等介面,都 是分別獨立的機器並且它們的價位都很高,之後再依個人工作環境不同的需求添購,將 機器串連為「一組」錄音作業系統。這也就是往往聽到專業的數位錄音工作室需要斥資 上百萬在硬體器材的主因。 數位創作除了需要音效卡做最基本的工作外,要真正的讓成品完成還需要許多要. 27.

(31) 素,而其中最常使用的軟硬體工具可分為幾類:Compressor/Limiter(壓縮器/限幅器)、 Expander/Gate(擴展器/雜音閘)、Equalizer/Filter(等化器/濾波器)、Channel Strip(聲 道參數條) 、Multiband(多重波段調整器) 、Reverb(殘響效果器) 、Delay(延遲效果器), 以下筆者將簡述這幾種常用的效果器功能。 Compressor/Limiter(壓縮器/限幅器) ;它用途是讓信號的輸出動態範圍變小,它主 要能使較微弱的訊號變大而使較大的訊號變小。例如:在古典音樂往往有小到聽不見的 樂段,而下個樂段卻又非常的大聲,此時就可以使用壓縮器來做一些調整。當聲音透過 壓縮器後可以就可以讓那些小聲的樂段變大聲而大聲的樂段變小聲,如此一來整首曲子 的平衡度就會改善許多。使用壓縮器時,一旦輸入的聲音訊號電平超過了使用者所設定 的閥值(Threshold),21此時壓縮器就將開始工作,把過高的輸入電平降低。於是在增大 輸入電平的同時,不會造成輸出電平產生同等幅度的增大。例如:設置壓縮率為 2:1, 則每增加 2 dB 的輸入電平只會造成輸出電平有 1 dB 的變化。壓縮器有幾種重要的參數 設定,讓使用者依照需求來運用。最常見的參數為:一、Threshold(閥值)參數:它決 定要被壓縮或是限制之訊號的上與下限值,而在閥值以內的訊號則不會受到影響。二、 Ratio(控制壓縮比率)參數:在輸入的訊號超過閥值時,輸出電平訊號開始壓縮運作。 也就是設定了較高的比率值,將導致較大的壓縮。若是在極高的比率值下就會導致信號 產生極端的現象,這又稱為極限(Limiting)。三、Output Gain(輸出音量)參數:提高輸 出音量來抵消掉由於動態範圍約束而產生的較低的電平訊號。四、Attack(觸發時間). 21. 聲音訊號電平指的是輸入的電壓及輸出的電壓,其單位是伏特(V)。 28.

(32) 參數:控制壓縮的起始時間。設置較長的 Attack 時間就會使得在進行壓縮之前「允許」 更多的原始動態信號。五、Release(釋放)參數:當輸入的聲音訊號在恢復到閥值範圍 內時,要通過多長的時間才能夠讓壓限器回到正常的狀態。 Expander/Gate(擴展器/雜音閘);最大的功能在於可從有用的訊號中不知不覺得消 除不需要的背景噪音,擴展器可減低整體低於觸發的電平訊號。雜音閘可視為高壓縮比 的擴展器,其功能是只要聲音訊號低於電平,它馬上就會將訊號做衰減。 Equalizer/Filter(等化器/濾波器) ;等化器主要是用於增強或是減弱某一頻段上的訊 號,以達到改變音色的目的,其增強或是減弱的多少是用 dB(分貝)來衡量。等化器 最常見的參數為:一、Frequency(頻率)參數:設定了要對聲音頻帶中進行均衡的具體 頻段,大至可分為低頻、中頻、中高頻、高頻四個頻段。二、Boost(提升)或 Cut(衰 減)參數:決定對選定的頻段進行提升或是衰減的程度。三、頻寬,共振或是 Q 值參數: 此參數決定提升或是衰減曲線是窄而尖或是寬而平緩。若是較窄的頻寬設置(即較高的 共振或是 Q 值),等化器就只會對某一的小段的音訊段進行操作,而較寬的設定值則可 以對較多的音訊段進行操作。 濾波器主要是將訊號頻譜中某些部分不予理睬(通過),而對另外一些部分進行提 升或是降低。通常使用的濾波器主要有四種類型:一、Low Pass Filter(低通濾波器), 它的用途是使低於某個特定頻率的訊號全部通過,而對高於此頻率的成分予以衰減,其 中這個特定的頻率稱之為 Cutoff Frequency(截止頻率)。二、High Pass Filter(高通濾 波器),它的用途是使高於截止頻率的訊號全部通過,而對低於此頻率的成分予以衰減。. 29.

(33) 三、Band Pass Filter(帶通濾波器),它的用途是提升某一特定頻率附近的訊號,而忽 略過高和過低的頻率成分,其中這個特定的頻率稱之為 Center Frequency(中心頻率)。 四、Notch Pass Filter(帶阻濾波器),它的用途是衰減中心頻率附近的訊號,而忽略過 高和過低的頻率。 Channel Strip(聲道參數條);一般都設計在 Mixer(混音台)或 Console(控制台) 上,它混合了 EQ、Filter、Compressor、Gate…等功能,主要是讓使用者能迅速的對每 一軌做多種的處理,但其通常不會加入 Reverb、Delay 等空間效果。 Multiband(多重波段調整器);通常用於成品要輸出前最後的調整。它也常結合了 EQ、Filter、Compressor、Gate…等功能,不同的是 Multiband 具有多段頻率處理功能, 可將各個頻率的動態做細部的壓縮、限幅、放大或是衰減。 Reverb(殘響效果器);主要用於模擬聲音在聲學空間中的反射。其還可以分為純數位 式 Reverb,和 Impulse Response。數位式 Reverb 是透過電腦運算後來處理聲音,這種運 算法中用濾波器建立了一系列的延遲,來模仿在真實房間中聲波遇到牆壁和天花板後發 生反射的情況。而 Impulse Response 由於會以真實空間的反射聲做為取樣,其真實性比 純數位式的 Reverb 高很多,但遇上一些需要虛擬空間感的音樂時往往還是會使用純數 位式。常見的參數為:一、Type(類型)參數:是選擇殘響效果器模仿的類型,例如: 房間、大廳、反射板、棒球場…等等。二、Room Size(空間尺寸)參數:選擇其空間 的大小。改變這個參數通常會使其他參數發生變化,像是影響到低頻或高頻的衰減。三、 Early Reflections Level(早期反射電平)參數:早期反射是一種間隔非常接近的離散的. 30.

(34) 回聲,與較晚產生的"wash"聲音不同,後者將會持續殘響聲的尾部。四、Pre Delay(預 延時)參數:決定了空間中產生第一個聲音的開始至反射聲或殘響聲開始之前的時間。 較長的 Pre Delay 將有一種非常巨大的聲學空間感覺,反之,聲音空間就小。五、Decay Time(衰減時間)參數:該參數用於調整殘響聲的尾部衰減至消失時所經過的時間。六、 Crossover Frequency(線路轉換頻率)參數:是為高頻和低頻分別設置延時時間的參數, 它決定了高頻和低頻之間的「界線」。例如:以 1 KHz 的線路轉換頻率做基礎,低於該 頻率值的訊號將屬於低頻延時時間,而高於該頻率值的訊號就屬於高頻延時時間。七、 High-Frequency Roll Off(高頻消散)參數:在自然的殘響空間中,高頻消失速度要較低 頻迅速,於是此功能便可幫助使用者模擬這種效果。八、Mix(混音)、Balance(平衡) 或是 Blend(混合)參數:這個參數是設定殘響聲和直接聲的混合比例。九、Diffusion (漫射)參數:是一個製造聲音「平滑」或是「粗糙」的參數。增加 Diffusion 會導致 早期反射聲的結合更加緊密,這樣的聲音聽起來非常的厚實。降低 Diffusion 傳播會使 早期反射聲分離程度增加,聲音聽起來就比較鬆散。 Delay(延遲效果器) ;延遲效果器可以產生迴旋,回聲,合唱,延時…等,許多種 效果。延時效果器是將輸入信號錄製到數位化的記憶體中,然後經過一段短暫的時間之 後再將其讀出來。將輸出信號的一部分迴授到輸入端,使之再進入到延時的迴授,於是 得到一種重複的回聲效果。常見的參數為:一、Modulation(調製)參數:這是一種在 某一特定範圍內進行延時時間變化的參數,它是用來製造延時時間在最大值和最小值之 間不斷地來回變化。二、Initial Delay(初始延遲)參數:設定了延時的時間。在回聲效. 31.

(35) 果中,這個參數決定直接聲與第一聲回聲之間的時間間隔。三、Mix(混音)、Balance (平衡)或是 Blend(混合)參數:這個參數調整了直接聲與延時聲音之間的平衡關係。 四、feedback(迴授)參數:這個參數決定了從輸出端返回到輸入端信號量值的多少。 在回聲效果中,最小的迴授量提供了一種單一的回聲,而較大的回饋量值則增大了回聲 的效果。五、Sweep Range(掃描範圍)、Modulation(調製量)或是 Depth(深度)參 數:決定使用多少調製量(有時也稱之為低頻振盪或是掃描)來使得延時時間產生變化。 六、Modulation Type(調製類型)參數:通常用於週期性的波形,例如:三角波或是方 波,使聲音產生變形。. 32.

(36) 第二節 技術探討. 在幾年前,當軟體音效技術還未成熟時,使用者只能討論何種音效卡上的音色比較 好。而現在幾乎已經沒有人使用音效卡上的音色了。其實,一般音效卡上的音色本來就 不是為專業音樂製作而設計的,它主要用於家庭多媒體及遊戲的配樂重播。所以,專業 的音樂人都是使用專業的音源來製作音樂。目前,音源主要有兩種,一種是傳統的「硬 體音源」,另一種是「軟體音源」。 提到音源,筆者將先由合成器(Synthesizer)談起。一般人都知道,所有的聲音都是 經由振動產生的。合成器就是使用一台振盪器來產生聲音的一種電子樂器,透過振盪器 的電流振盪後產生各種聲音波形並進行處理,進而合成出全新的音色,因此被稱為合成 器。合成器的歷史比 MIDI、音效卡都要久遠,早在 1955 年,世界上第一台類比式的合 成器“RCA”就已經誕生了,那時連電腦都還沒有問世。現在的合成器一般都是數位化 的,它們使用處理器和數位訊號處理器,通過各種複雜的演算法產生聲音。合成器主要 的聲音合成方法有:取樣重播、RS-PCM、線性/算術(L/A)合成法,高級集成式合成 法、VAST 合成法、Z 平面合成法、物理建模合成法之多。22很難說哪種技術是最好的, 所以只需要去選擇使用者最喜歡的音色就可以了。 早期的類比合成器都有一個鍵盤,而在 MIDI 技術出現後,由於各種電子樂器都可. 22. 合成器有三種發聲方式:一、直接改變電壓。二、利用電腦做數學運算。三、綜合以上二種方式,. 最後會產生電壓訊號進而產生聲音。 33.

(37) 以通過 MIDI 介面互連,所以合成器就沒有一定需要有鍵盤。於是現今的數位合成器去 掉了和聲音品質沒有任何關係的外殼、鍵盤和控制旋鈕,只留下發聲的核心部件,其成 本、體積也降低了很多。於是我們可以用一個 MIDI 鍵盤和電腦軟體來控制多個音源, 得到更多的音色,並大大節省了空間。 音源與合成器的音色是固定的,使用者可以調整音色,也可以經由擴充插槽來擴充 音色,但是擴充卡的價格很高,若是將擴充卡換成廉價的光碟儲存,隨時更換那就更方 便、便宜了,取樣器正是根據這個原理製造的。取樣器也是一種音源,不同的是取樣器 裝有一台光碟機,使用者只需要購買音色光碟,就可以得到新的音色,而且光碟的價格 比擴充卡便宜多了。另外,用戶還可以使用取樣器自己進行取樣,即自己採集、錄製各 種真實樂器或自然音響等並將其製作成音色。因此,取樣器的音色是無限的,而且聲音 真實程度最高。取樣光碟價格雖便宜,但取樣器要比普通音源貴得多。如果需要高品質 的音色如管弦樂、打擊樂等真實樂器的音色,取樣器是很好的選擇。 電腦音樂以及數位錄音技術的發展可謂是日新月異,電腦音樂從興起發展到今天, 大致經歷了三個時代。首先是以合成器、硬體多軌錄音機為基礎的製作方式。而後,隨 著 Cakewalk 軟體的普及,就以音源軟體、硬體及音效卡為基礎的製作方式,此為第二 個時代。然而,大約在 2002 年初,隨著德國 Steinberg 公司為其 Cubase 和 Nuendo 設計 的各種軟體音源外掛程式的時代,也就是軟體音源外掛程式和軟體效果器外掛程式的第 三時期。 軟體音源的概念,早在數位合成器出現時就已經形成,但是那時的軟體音源除了音. 34.

(38) 質較差之外,還有一個嚴重的缺點就是時間延遲過高。如果使用軟體合成器,每當按下 琴鍵後,要等上差不多半秒甚至一秒鐘時間才能聽到聲音,這種情形使得軟體音源在當 時並不受歡迎。 直 到 DirectSound 技 術 出 現 以 後 , 軟 音 源 的 發 展 才 開 始 有 長 足 進 步 。 美 國 的 SeerSystem 公司推出的 Reality 可以說是開創了軟音源的一個新紀元。這種軟體取樣器 可以不依靠家用音效卡而獨立讀取 SF 格式的音色,而且可以做到基本即時回應,即按 下琴鍵和發聲幾乎是同時的,時間差距很小,不僅音樂製作沒有問題,更可使用在現場 演奏。目前,軟體音源和軟體效果器的性能已經相當成熟,現在的一個外掛程式往往動 輒就是 2 張 CD 的容量,取樣音色就更加大,僅一個鋼琴音色就達到 2G 的容量,整套 的 Vienna Symphonic Library 音色更是需要 20 張 DVD。23所以它們的音質也是傳統硬體 音源、合成器以及傳統硬取樣器所望塵莫及的。 若是要將電腦與鍵盤連接,最常使用的就是 MIDI 設備,透過 MIDI 將所需要的音 (訊號)彈進電腦,電腦就能接收這些訊號記錄起來,再經由數位音樂編輯軟體就能發 出聲音。MIDI 插頭的五個針腳中實際上只有兩根針腳是訊號,五個針腳的中間針腳是 做為遮罩用途,而最外邊那兩根針腳則只有固定線材避免脫落的作用。此外在電腦主機 板上一般都有一個方形的「遊戲搖桿介面」(Game Port),這個連接埠不僅可以用來連接 遊戲搖桿,它還可以是 MIDI 的連接埠。在 Windows 作業系統中查看音訊設備,會看到. 23. Vienna Symphonic Library 是德國 Vienna Symphonic Library 公司所研發的樂器取樣軟體,本文於 其後皆以 Vienna Symphonic Library 稱之。 35.

(39) 一個叫做 MUP-401 的選項,24那就是音效卡上的 MIDI 介面。除了 MIDI 線之外,現在 的大多的 MIDI 鍵盤都有 USB 介面。USB 介面的 MIDI 鍵盤以被廣泛的使用。主因是它 的傳送速率快,集結了資料傳輸和供電,還可以隨時熱拔插的多項功能。連結的線材也 只需要方便取得的 USB 線,且不用再另外購買 MIDI 介面來與電腦連結。也就是說,現 今只需要一台支援 USB 的 MIDI 鍵盤就可以馬上將訊號彈進電腦中。但即使如此,傳統 的 MIDI 介面還是不會被取代,因為若是需要數台機器的串連,就還是要透過 MIDI 介 面來做整合。例如:工作需要十六台機器同時使用,那我們就會選擇一台可以支援十六 軌輸入輸出的 MIDI 介面,這樣遠比找一台有著十六個 USB 插孔的電腦方便的多。 上文提到 MIDI 線頭只有兩根針腳有其作用,其中一根針腳為 MIDI OUT(輸出), 另一根針腳為 MIDI IN(輸入) 。這兩根導線就是處理 MIDI 輸入輸出的訊號。在鍵盤上 的 MIDI 介面插座也標有相同的記號。此時若將鍵盤上的 MIDI IN 插入 MIDI 介面的 MIDI IN、鍵盤上的 MIDI OUT 插入 MIDI 介面的 MIDI OUT,其結果是無法發出聲音的。所 以在連接設備之前,必須先瞭解 MIDI 設備的工作原理。 當彈奏琴鍵時,琴鍵會從其介面的 MIDI OUT 輸出一個信號,這個訊號必須要由音 效卡上 MIDI 介面的 MIDI IN 輸入到電腦,經電腦分析和處理後,將這個音符的長短、 力度、音量以及要使用何種音色…等等,各種數位資訊的指令再一起經由音效卡的 MIDI OUT 輸出。MIDI 訊號從音源的 MIDI IN 進入音源內,此時音源就從按照電腦音效卡的 MIDI OUT 發出信號進而發出聲音。如果使用的是琴裡的音色,那麼從電腦發出的指令. 24. MUP-401 為 Windows 微軟公司所研發的聲音驅動軟體,本文於其後皆以 MUP-401 稱之。 36.

(40) 就要從琴的 MIDI IN 插座進入琴內的音源,使琴發出聲音。所以如果要在電腦上連接一 台琴的話,琴的輸出一定要連到電腦的輸入埠,電腦的輸出要連到預定使用的音源的輸 入埠上。簡單的說,琴的 MIDI IN 要連結至音效卡的 MIDI OUT,琴的 MIDI OUT 連結 至音效卡的 MIDI IN 這樣就是正確的迴路,便可以發出聲音。音源可以是琴鍵本身,也 可以是另外的硬體音源。但如果使用的是軟體音源,那就不需要使用電腦的 MIDI 輸出 埠,因為軟體音源是電腦透過直接的發出聲音。 MIDI 鍵盤的外型和普通電子琴相像,但它僅是一個鍵盤。既沒有音源也沒有喇叭, 因此自己並不能單獨發音。所以當按下 MIDI 鍵盤上的一個琴鍵時,鍵盤發出一個指令 給電腦,這個指令包括觸鍵的力度、音符的長度等,電腦再將指令加上用何種音色、是 否加上效果等命令,一起發給音效卡。然後音效卡就按照這個指令發出聲音。雖然力度、 觸鍵、滑音、顫音…等參數可以在錄入電腦後再做修改調整,但對於鍵盤基礎較好的人, 還是會直接在 MIDI 鍵盤做上即時錄音。直接在 MIDI 鍵盤彈奏所錄製出來的效果會比 全部使用機器製作出來的效果好的多,因為機器很「標準」,容易讓作品僵硬無感情。 如果沒有鍵盤,也可以透過滑鼠在螢幕上點擊虛擬琴鍵來輸入音符。但這種要一個一點 音符的方法很不方便,所以大多還是會使用琴鍵來創作。MIDI 鍵盤的種類很多,小尺 寸 MIDI 鍵盤的只有鋼琴鍵盤的一個八度,大的 MIDI 鍵盤就和鋼琴的尺寸一樣有 88 個 鍵盤。此外,現在為了不會彈鋼琴的其他樂器演奏者也能進行音樂製作,廠商製造研發 了 MIDI 吉他、MIDI 吹管、MIDI 小提琴…等。這些樂器都可以將演奏的音樂轉換為 MIDI 信號輸入電腦。不論何種大小的鍵盤,在選購時要注重琴的觸鍵感覺,且最好要. 37.

(41) 帶有力度、滑音輪、顫音輪和延音踏板的鍵盤,這樣在製作樂曲時更能提升速度。正規 電子樂器廠家生產的電子琴裝的都是相容 GM、GS 或 XG 標準的音色庫,如此一來使 用者就可在 Sonar、Nuendo 等軟體中找到它的音色表並設置樂器定義。如果使用的是具 有揚聲器的鍵盤做音源,就會發現當播放 MIDI 時,聲音是從電子琴的揚聲器撥放出來, 而不是從電腦的音效卡撥放聲音。使用其他硬體音源也是一樣。所以,從硬體音源的 LINE OUT(線路輸出)輸出的聲音訊號要從音效卡的 LINE IN(線路輸入)輸入回電 腦,這樣聲音訊號就會經過電腦處理後再從音效卡的 LINE OUT 輸出。而且,這樣音源 發出的聲音可以在編輯軟體裡調整並和其他音訊軌進行混音的動作,最後輸出標準的 Wave 檔或 MP3 檔,之後就可以燒錄成的音樂 CD 光碟。 提到 Wave 音訊,要先分辨它和 MIDI 的關係。雖然在數位錄音中,音訊軌和 MIDI 軌一樣都是數位信號,但它們卻有著天壤之別。我們知道,MIDI 檔只是訊號指令。例 如:一首交響樂,MIDI 格式就好像是總譜,無論在哪裡,只要有標準編制的交響樂團, 把樂譜交給他們演出,音樂就會再現。但效果如何,就得看樂團的水準好壞。而 Wave 音訊格式則是帶著總譜和固定樂團的所有人員和所有樂器進行演出。所以無論走到哪 裡,效果都是一樣的好。由上面的例子就可以了解為什麼 MIDI 檔非常小而 Wave 音效 檔卻是碩大無比。因為同樣的音樂,在自己工作室裡是非常好聽,因為「演奏」它的「樂 團」音源很好。反之把同樣樂曲的 MIDI 檔存到隨身碟上,帶回家用一般電腦音效卡裡 的音色來演奏,其效果就很差。 所以最後的成品是 Wave 音訊檔而不是 MIDI 檔,且目前 MIDI 在音樂製作使用的. 38.

(42) 越來越少。主因是現在的電腦性能越來越強大,原本那些龐大的 Wave 音訊對於現在的 電腦來說已經微不足道。現在的音樂製作軟體都提供了強大的 Wave 音訊編輯功能,並 且出現了很多 Wave 格式的音樂素材。比如各種弦樂、管樂、打擊的取樣,或是各種特 殊音效和獨奏片段…等等。其效果就是由演奏家真人演奏的錄音截取出來的 Wave 音訊 檔。而且隨著軟體功能的強大,Wave 的修改也十分方便。例如:在 Nuendo 軟體裡,可 以直接插入一個弦樂或打擊樂素材,然後連續拷貝使其成為反覆 (Loop),直接可以進行 速度、音量、均衡、變調、降噪以及加上各種混音、壓縮、殘響效果器…等一系列的調 整,且效果非常好。現今的音樂製作中,MIDI 的成分往往佔不到一半,大部分的音樂 都是用 Wave 直接作成,直接使用軟體音源做出的音軌可以經由電腦直接混音後轉化為 Wave,不必使用硬體音源再經音效卡回到電腦,因此音質也得到了最好的品質。. 39.

(43) 第三節 音樂技法. 一、MIDI 的錄製和播放. 首先要使用 Project Menu/Add Track/MIDI 指令以新建 MIDI Track,然後在 Track List 的“Input”下拉式選單中為該 MIDI Track 設定其 MIDI Input。在 Track List 中為所要錄製 的 MIDI Track 啟動相應的“Record Enable”按鈕;若是要為所錄製 MIDI Track 設置 MIDI Output,可由 Track List 的“Output”下拉式功能表中選擇恰當的 Output 選項。這裡所列 的 Output 內容項將根據所使用 MIDI 介面類別型而定,並且所選擇 Output 應當是已連 接有 MIDI 音源設備的相關埠。. 要為所錄製 MIDI Track 設置 MIDI Channel,可由 Track List 中的“Channel”下拉式 功能表中進行選擇。要為所錄製 MIDI Track 選擇音色,可從 Track List 的“Program Change:”下拉式功能表來進行選擇(即對 MIDI 音源設備所發送的 Program Change 資 訊)。按照 GM MIDI 標準,Program Change 資訊定址範圍為 128 Program;若是所使用 MIDI 音源設備含有 128 Program 以上的音色,則需要通過 Bank Select 資訊來選擇不同 的 Bank,每個 Bank 各含有 128 Program 定址範圍。. 在錄製前,需將播放游標定位在所要開始錄音的位置,現在按下 Transport 面板中 的“Record”按鈕即開始錄音。當錄製完成後,將在 Project 視窗中建立含有 MIDI Event. 40.

(44) 的 MIDI Part,這時要記得將所在 MIDI Track 的“Record Enable”按鈕取消。然後,將播 放游標定位到已錄製 MIDI Part 之前,按下“Play”按鈕即可進行播放。. 如果要對 MIDI Track 設置相關的參數如 Transpose,這可從 Inspector 區域的 Track Parameters 部分進行設置。首先按下視窗工具列上的“Inspector”按鈕,從 Track List 選定 MIDI Track,這樣在 Inspector 區域將顯示該選定 MIDI Track 的相關參數,然後展開 Inspector 區域的 Track Parameters 標籤頁,點擊這裡的 Transpose 數值框將出現有 Fader, 調節該 Fader 即可對 MIDI Part 的 Transpose 參數進行設置,或也可以使用數值框的箭頭 按鈕來進行設置。. 二、為聲音軌道加入音訊效果處理器. 在使用 Send Effect 時,音訊信號將通過每個 Channel 獨立的 Effect Send 路徑而被路 由到效果處理器;首先可打開 Devices Menu/VST Send Effects 面板,這是一種效果器機 架式視窗,共提供有 8 個機位,初次打開將都是空白的。現在從頂部 Effect Slot 欄(目 前是空白欄,顯示為“No Effect”)的下拉式功能表上選擇所要使用的 Effect Plug-ins 項, 這裡是按照效果器類型而以子目錄結構進行管理分類。例如可從中選擇 Delay/DoubleDelay 項,這將使該 Effect 項載入所在的 Effect Slot 欄,同時左端按鈕點亮 表示當前為啟動狀態,按下“EDIT”按鈕可打開該 Effect 的控制台以對其參數進行設置。. 之後回到 Mixer 視窗,在 Common 區域中部的下拉式功能表上選擇 Sends 項,使 Audio Channel Strip 的展開視圖區域顯示 Sends 部分,從頂部空白“No Effect”欄下拉式功 41.

數據

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參考文獻

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