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數位音樂科技(九):為什麼唱片裡的歌手音都那麼準?

Muzik Online
・2014/12/15 ・1158字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 436 ・四年級

作者 官大為(Wiwi)

上回專欄是我第一次在 Muzik Online 上露臉,我用影片跟大家介紹了數位音樂「控制器」的概念,同時分享了三個我自己收藏的、您可能不會常看到的控制器,還沒看過的人快去看噢!(影片:我們如何控制電子樂器?

今天,回到文字格式的第九篇專欄,要來討論一個問題:「為什麼唱片裡的歌手音都那麼準?」或者是這個問題的反面:「為什麼他們唱現場演出都那麼不準?」

故意漏掉的步驟

還記得在這個系列第一篇文章的時候,我說了音樂的產生,會經過「想法→保存想法→觸發樂器→樂器→聲音→保存聲音」這六個步驟嗎?

其實我故意漏掉了更重要的第七個步驟,那就是聲音被保存下來之後,還可以被電腦軟體「編輯」,這個系列的最後幾篇文章,將要專注在這個步驟上面。

音高校正軟體

在從前,如果你想當個唱片歌手,你必須要真的能在錄音室裡把音唱準才行。

直到 1997 年 Andy Hildebrand 發明了 Auto-Tune 為止。


Auto-Tune 是一個音高校正軟體。音高校正軟體做的事情,基本上就是先偵測一個錄音檔案的音高,接著使用很厲害的數學運算方式,讓使用者可以任意改變錄音的音高,但不影響錄音的速度或音色。換句話說,就是一個能讓音痴也能出唱片的工具。

可想而知,這東西剛推出的時候,那些真的能把音唱準的歌手們,當然會覺得這個是「作弊」,也就生氣得要死了。美國歌手 Allison Moorer 就曾在她 2002 年的專輯《Miss Fortune》外盒貼上了「本專輯絕無使用音高校正軟體」的貼紙。

因為大家都作弊,所以我們也只好⋯⋯

時間快轉到 2014 年,幾乎所有的音樂製作軟體都已經內建音高校正功能,幾乎所有的專輯 — 不止是人聲,連弦樂或管樂演奏也是 — 也都有經過音高校正軟體的修正了。

另外,即時音高校正的技術也漸漸在成熟中,你覺得現場演唱最可以檢測歌手的實力嗎?在不久的將來,也許每個演唱會的後台,都會有即時音高校正的器材保護著歌手,你就再也聽不到音不準的現場演出了。

實際操作

聽聽看這個例子,我用 Google 翻譯的中文發音功能,讓她唸這個句子:「今天打開電腦,發現 Facebook 上大家都在玩 Google 翻譯。」並且把它錄音下來。

載入進音高校正軟體之後,程式自動辨識出這個句子的音高,並用紅色線條表示:


接著我只要手動把每一個音用滑鼠拉到我想要的音高和節拍上,同樣的一句話就可以變成這個樣子:
重複以上的步驟,你就可以製作出一首完整的、音很準的人聲音樂了。

https://soundcloud.com/ting-wei-chen-4/wiwi-digital-music

Google 翻譯歌
最後我要播放我在 2011 年寫的「Google 翻譯歌」當作示範,這首歌的人聲,就是完全使用 Google 翻譯的發音功能,加上今天所提到的音高校正軟體製成的,希望你會喜歡喔。我們下篇文章見!

轉載自MUZiK ONLiNE 名家隨筆

文章難易度
Muzik Online
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沒有樂器,也可以有音樂!人類與音樂的悠久故事——《傾聽地球的聲音》
商周出版_96
・2022/12/14 ・3239字 ・閱讀時間約 6 分鐘

人類的音樂比任何樂器都古老

早在我們雕刻象牙或骨頭之前許久,肯定已經使用聲音戲耍出旋律、和聲與節奏。現代人類所有族群都會唱歌、演奏樂器和舞蹈。

這種普遍性意味著我們的祖先早在發明樂器以前,已經是音樂的愛好者。如今所有已知的人類文化之中,音樂都出現在類似情境裡,比如愛情、搖籃曲、治療和舞蹈。這麼說來,人類的社會行為通常少不了音樂。

如今所有已知的人類文化之中,音樂都出現在類似情境裡,例如搖籃曲。圖/pixabay

化石證據同樣顯示,五十萬年前的人類已經擁有能發出現代口語和歌聲的舌骨。因此,在我們製造樂器之前幾十萬年,人類的喉嚨就已經能夠說或唱出語句或歌詞。

口語和音樂何者先出現,目前還無從確定。其他物種也具有感知語言和音樂所需的神經組織,顯示我們的語言和音樂能力只是原有能力的精緻化。

左右腦的劃分

人類以左腦處理口說語言(其他哺乳類或許也是在同樣的部位處理同類的聲音),其他聲音則是傳送到負責處理音樂的右腦。或許左右腦共同處理,左腦利用聲音在不同時間呈現的細微差異理解語義和語法,右腦則用音頻的差異來捕捉旋律和音色等細節。

但這個劃分並非絕對,顯示語言和音樂之間沒有明確的分隔線。語言的抑揚頓挫和音韻會啟動右腦,歌曲的語義內容卻是點亮左腦,那麼,歌曲和詩文讓我們左右腦的運作相互交織。

所有的人類文化都有這種現象,都將文字融入歌曲裡,而口說語言的意義有一部分來自語言本身的音樂性。在嬰兒時期,我們根據母親聲音的速度和音頻辨識她。成年以後,我們用音頻、拍子、力度、音質和音調傳情表意。

在文化的層面,我們結合音樂和語言,將最珍貴的知識傳遞下去:澳洲的歌行(song line);中東與歐洲的禱文吟誦、聖歌和詩篇;桑族(San)入神舞的「呼喊敘事」;以及全世界不同族群各異其趣的詠唱方式。

在文化的層面,我們結合音樂和語言,將最珍貴的知識傳遞下去。圖/pixabay

這麼說來,器樂(instrumental music)性質特殊,跟歌曲和口語有所區分。它是一種完全脫離語言的音樂。最早的製笛師也許研究出如何創造超越語言特性的音樂。在這方面,他們或許跟其他動物找到了共通性。

動物們也有音樂和語言

昆蟲、鳥類、蛙類和其他物種的聲音也許有自己的文法和句式,卻肯定不屬於人類語言的範疇。如果器樂確實讓我們感受到超越語言或先於語言的聲音,那麼這是一種矛盾的體驗。

人類對工具的使用為時不久又獨一無二,透過這樣的活動,我們超越語言,體驗到聲音的含義與細節。我們的動物親族或許仍然這樣體驗聲音,演化成為人類之前的祖先肯定也是。器樂或許帶領我們的感官回到工具和語言出現之前的體驗。

打擊樂的出現可能也早於口語或歌曲。由於鼓的材質多半是生活中常見的皮革或木頭,不耐久存、容易腐朽,考古學上的證據因此相當稀少。已知最早的鼓只有六千年歷史,出現在中國,但人類打鼓的歷史應該久遠得多。

在非洲,野生黑猩猩、倭黑猩猩和大黑猩猩都使用鼓聲做為社交信號。這些猩猩表親使用雙手、雙腳和石頭敲擊身體、地面或樹木的板根。

這意味著我們的祖先可能會擊鼓,或許用來傳達身分或領域訊息,在此同時凝聚成團結合作、節奏一致的群體。相較於其他類人猿,人類鼓聲的節拍更有規律,也更精準。有趣的是,對許多黑猩猩族群而言,用石塊敲擊樹木可說是一種儀式。

黑猩猩會選擇特定樹木,在選定的每個地點疊出石堆。牠們不但把石頭存放起來,還會將它們拋或扔向樹木,發出砰或喀嗒聲。牠們敲擊樹木時,通常一面發出洪亮的「噓喘」,一面用手腳擊打樹幹。那麼,黑猩猩和人類都會將敲擊聲、嗓音、社會展演和儀式結合在一起。

黑猩猩和人類都會將敲擊聲、嗓音、社會展演和儀式結合在一起。圖/pixabay

這個現象告訴我們,人類音樂的這些元素,歷史比我們的物種更悠久。

最古老的緣起仍成謎

人類音樂最古老的根源究竟從什麼時間點開始,目前還是個謎,器樂與其他藝術形態之間的關係卻比較清楚。世上已知最古老的樂器,就埋葬在已知最古老的具象雕像旁,二者都來自洞穴裡人類遺跡的最底層。

它們底下的沉積層已經看不到人類的痕跡,而後,在更深處是尼安德塔人的工具。在地球上的這個位置,器樂和具象藝術同時出現,就在解剖學意義上的現代人最早抵達歐洲冰雪大地的時刻。

樂器與具象雕刻品有個共通概念,那就是物質經過三度空間的修改,可以變成活動的物件,刺激我們的感官、心靈和情感,如今我們稱之為「藝術的體驗」。笛子與雕像的並置告訴我們,在奧瑞納文化時期,人類的創意不只展現在單一活動或功能上。工匠的技藝、音樂的創新與具象派藝術彼此連結。

最早期的人類藝術也為藝術形式之間的相關性提供佐證。已知最早的繪畫是抽象的,而非具象。這些繪畫來自七萬三千年前,掩埋在南非布隆伯斯洞窟(Blombos Cave)的沉積層裡。在那個洞穴裡,有人用赭石筆在易碎的岩石上畫出交叉陰影圖案。這個圖案所在的沉積層還有其他創意作品存在,比如貝殼珠子、骨錐、矛頭和赭石鐫刻的作品。

布隆伯斯洞窟的貝殼珠。圖/wikipedia

只是,現階段的紀錄顯示,德國南部洞穴立體藝術品製作工藝發展的速度,可能與使用顏料的具象藝術不一樣。笛子和小雕像似乎沒有經過刻意著色,它們所在的洞穴也沒有壁畫裝飾。在這個地區,要等到更後期的馬格達連文化(Magdalenian,大約這些笛子出現後再經過兩萬年),才有明顯以赭色顏料塗畫的岩石裝飾。

馬格達林洞穴壁畫。圖/wikipedia

歐洲另一個奧瑞納文化遺址、西班牙北部的埃爾卡斯蒂洞窟(El Castillo),發展軌跡卻是不同。洞穴裡的圓盤壁畫時間超過四萬年,在同一面牆壁上有個三萬七千年前的手掌圖案。不過,據我們目前所知,這個時期在這個地區並沒有立體藝術創作。

同樣的,蘇拉威西洞穴的具象壁畫也跟任何已知雕刻作品無關。這些差異透露的,是考古紀錄有欠完整,而不是人類藝術的發展歷程。目前看來,立體藝術作品(雕像與笛子)最早發展的時間和地點似乎與繪畫不同。

見證音樂的悠久歷史

這段悠久的歷史重塑我們對更近期藝術的體驗。望著舊石器時代的笛子和小雕像,我想到大英博物館、紐約大都會藝術博物館和羅浮宮的人潮。有時我們會排隊幾小時,只為了看一眼人類藝術與文化的重要時刻。但在德國鄉間這座小博物館裡,我們見識到藝術更深遠的根源。

我張開雙臂。假設我雙手之間的距離是已知人類音樂與具象藝術存在的時間,冰河期的笛子和雕刻品的位置會在我左手指尖,跟蘇拉威西的洞穴壁畫一起。各大博物館裡的主要藝術品的位置則在我右手伸直的指尖,是過去一千年來的產物。

這絕不代表過去幾百年來的藝術創作不重要,相反的,紀錄遠古人類精湛藝術的遺址和博物館既與更近期的作品相得益彰,也為人類的藝術創作尋根溯源。藝術在與每個地區的動物和環境的關係中誕生,又藉著舊石器時代人類的高超技藝與想像力向上提升。

—本文摘自《傾聽地球之聲》,2022 年 11 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

商周出版_96
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閱讀商周,一手掌握趨勢,感受愜意生活!商周出版為專業的商業書籍出版公司,期望為社會推動基礎商業知識和教育。

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舞池太冷該怎麼炒熱氣氛?DJ 請下點聽不到的低頻 BASS!
Peggy Sha
・2022/12/07 ・1637字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

「Despacito~Quiero respirar tu cuello despacito~」聽到這段旋律,你是不是也開始不由自主地跟著搖擺了呢?跟著音樂一起流動實在是再自然不過的事了,不過,假設你完全聽不到這些動感「音樂」,它還能發揮同樣的效果嗎?

科學家也想知道這個問題的答案,於是乎,他們把實驗室搬到舞池啦!

人會跟著聽不到的低頻音樂動次動嗎? 圖/GIPHY

超酷的實驗,就要在超酷的表演廳進行!

沒錯!最近發表在《當代生物學》(Current Biology)期刊上的研究就是這麼嗨!這份研究的第一作者是來自麥克馬斯特大學(McMaster University)的神經科學家 Daniel Cameron,他本身就是個音樂愛好者,除了會打鼓外,研究的主要方向也離不開音樂,總是在探索音樂和人類間的互動關係。

想要從事如此動感的實驗,一般的研究室可沒辦法進行,研究者們選擇的地點是麥克馬斯特大學裡面的「LIVELab」,這個地方算是個研究型表演劇院,裡面既能進行各式演出,也能同時進行各種測試和研究。

LIVELab 介紹影片。影/YouTube

劇場裡不僅有 3D 動作捕捉系統,還有可以模擬各種音樂環境的超強大 Meyer 音響系統,最重要的是,它還配備了本次研究的主角──能產生極低頻率的喇叭!普遍來說,我們耳朵能聽到的聲音頻率介在 20 Hz~20,000 Hz 之間,更高或更低都聽不見,那麼,問題來了:聽不見的聲音,還會對我們產生影響嗎?

偷偷來點低頻音,大家真的會感受得到嗎?

為了尋找答案,研究者邀請加拿大的電子音樂雙人組合「 Orphx」到 LIVELab 辦了場表演,並招募了一群實驗參與者來參加。想聽這場演出,需要比平常多一點點的準備。

首先,觀眾需要戴上運動感應頭帶,用以偵測舞蹈動作;再來,觀眾在參加前和參加後都需要填寫調查表,好衡量他們對於演出的喜愛程度、相關生理感受,並確認他們沒有聽到那些偷偷塞進去的低頻聲音。

加拿大的電子音樂組合 Orphx 在 2008 年的現場表演照片。圖/Wikipedia

在整整 45 分鐘的演出中,研究人員會悄悄在幕後控制撥放低頻聲音的喇叭 ,這些喇叭會撥放 8~37 Hz 間的聲音,每兩分鐘開關一次,結果發現,當喇叭開著、放出低音的時候,觀眾的運動量竟然增加了近 12%!

為什麼我們聽不到低音卻還是想跳舞?聲音能被「感受」嗎?

不過,為什麼這些超低聲音會讓人們更愛跳舞呢?研究者們現在還不知道確切的生理運作機制,但他們有些推測。研究者認為,低頻聲音雖然無法被聽見,也不會讓大腦中處理聲音的部分變得活躍,但是,卻能被神經系統的其他部分接收到。

Cameron 表示,我們腦中的前庭系統,也就是專門負責平衡感和空間感的感覺系統對於低頻刺激非常敏感。另一方面,觸覺也扮演了很重要的角色,我們身上的機械性受器(mechanoreceptor)同樣對於低頻的刺激很敏感,會隨著震動而移動,這也就是為什麼,當你站在很大聲的音響前方時,會感覺全身彷彿都在跟著震動。

圖/Pexels

或許,就是這些系統,讓我們能夠用不同的方式來「感受」到音樂、接收我們聽不見的低頻聲音。

如果想要完整了解背後的機制,勢必還要多辦幾場這樣的「科學音樂表演」,但在那之前,如果大家想要讓舞池嗨一些的話,低頻音催下去就對啦!

參考資料

  1. Want to fire up the dance floor? Play low-frequency bass
  2. Cameron, D. J., Dotov, D., Flaten, E., Bosnyak, D., Hove, M. J., & Trainor, L. J. (2022). Undetectable very-low frequency sound increases dancing at a live concert. Current Biology32(21), R1222-R1223.
  3. Low-Frequency Bass Encourages Dancing
  4. Inaudible, low-frequency bass makes people boogie more on the dancefloor
Peggy Sha
69 篇文章 ・ 387 位粉絲
曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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運動聽音樂,讓你越動越活躍!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/08/15 ・2255字 ・閱讀時間約 4 分鐘

你有過邊聽音樂邊跑步的經驗嗎?讓我們先來看一段動畫,再開始今天的主題!動畫裡的主角阿辰有個熱愛跑步的阿公,他想要挑戰路跑,於是向阿辰下戰帖,想看誰可以先跑完四圈操場。沒想到,原本落後的阿辰,戴上耳機後,竟然逆轉局勢,贏得了比賽。這究竟是什麼魔法?為什麼音樂能讓阿辰瞬間變成飛毛腿呢?

「音樂關鍵字(Unlocking Music)」EP2:奔跑吧!阿公(Go, Grandpa, Go!)。影/YouTube

日常生活中的音樂與運動

2014 年,美國音樂潮牌 Sol Republic 調查 1,000 位民眾使用耳機的習慣,有 62% 的民眾表示「一整天沒有聽音樂,比一整天沒有社交活動」更糟,另外也有 40% 的民眾表示,如果沒有搭配音樂,他們想要運動、鍛鍊身體的欲望就會大幅降低。

在臺灣,如果你曾經踏進健身房或運動中心,想必聽過從喇叭傳出來的快節奏音樂,或是看過不少人戴著耳機跑步、舉重、騎飛輪。如果你在學校或熱鬧的商圈看過街舞表演,通常也都是選用節奏明快的流行歌。可是,為什麼音樂和運動有關呢?一邊運動,一邊聽音樂,真的對我們有幫助嗎?如果有,背後的科學原理又是什麼?

聲音如何穿越耳朵、抵達大腦?

想知道為什麼音樂和運動有關,就得先瞭解聲音如何穿越耳朵、抵達大腦。

從生理構造來看,我們的耳朵可分為三部分:外耳、中耳和內耳。外耳負責將接收到的聲波傳入中耳。中耳有「耳膜」和「聽小骨」,能夠增強聲波,將聲波轉換成內耳能夠解讀的訊號。內耳有「耳蝸」和「前庭系統」,分別掌管聽覺和平衡感。這兩個結構會在末端合體,成為「前庭耳蝸神經」,也就是 12 對腦神經中的第 8 對,可以將聲音訊號直接送進大腦。

聽小骨(綠色)、耳蝸(粉紅色)與前庭耳蝸神經(藍色)。圖/iStock

擅長平衡、喜歡打節拍的前庭系統

說到平衡感,那就和運動有關了!前庭系統的功能就是穩定身體,讓我們走路時不易跌倒、運動時能保持平衡,眼睛追蹤移動物體時,也不至於暈頭轉向。這些都要歸功於前庭系統裡頭的「半規管」和「耳石」,前者感知旋轉,後者感知重力與加速度。

如果我們一邊跑步一邊聽音樂,讓節奏規律的低頻重拍經由前庭系統刺激大腦,就能讓大腦誤以為是雙腳落地的低頻聲響。如此一來,大腦就會透過前庭系統發送訊號給肌肉,幫助腳步保持規律。換句話說,如果音樂節奏與步伐速度相近,跑起來就能更輕鬆;反之,如果換成節奏較慢的音樂,前庭系統就會讓我們不自覺放慢腳步,導致運動效果不佳。

研究顯示,聽音樂運動「效果十分顯著」

早在 1911 年,美國統計學家艾爾斯(Leonard Ayres)就發現,如果賽道旁有樂隊演奏,自行車選手踩踏板的速度也會隨之加快。[1] 2012 年,英國雪菲爾哈倫大學(Sheffield Hallam University)的研究進一步證明,相較於踩踏速度沒有和音樂節拍同步的選手來說,同步選手的耗氧量減少 7%,意思就是比較不容易疲累或缺氧。由此可見,音樂就像身體的節拍器,可以穩住運動節奏,減少體力耗損。[2]

2017 年,印度幾所大學的醫學院教授共同研究音樂對青少年運動表現的影響。這些教授找來 50 位年齡介於 19 到 25 歲的學生,讓他們連續 10 個早晨在跑步機上運動,速度不限,累了就可以停下來。研究數據顯示,在沒有播放任何音樂時,男性的平均運動時間約為 26 分鐘,女性則是 18 分鐘;相較之下,當他們聆聽各自喜歡的音樂時,男性的平均運動時間可以達到 42 分鐘,女性則是 31 分鐘,前後有非常明顯的落差。[3]

音樂能夠顯著延長青少年的慢跑時間。圖/IJPPP

2020 年,美國桑福德大學(Samford University)的研究也顯示,只要在暖身時,聆聽喜歡的音樂,就可以提高臥推槓鈴的表現。雖然臥推速度幾乎沒有差異,如圖(a),可是臥推次數明顯增加。根據圖(b)的數據,如果聆聽不喜歡的音樂(NON-PREF),平均只能推 11.1 下,經過兩分鐘休息後,只能再推 8.0 下;但如果聆聽喜歡的音樂(PREF),平均可以推 13.5 下,經過兩分鐘休息後,也可以再推 9.4 下,可見聽音樂運動的效果確實非常顯著。[4] 

研究顯示,只要在暖身時,聆聽喜歡的音樂,就可以提高臥推槓鈴的表現。圖/JFMK

註解

參考資料

  1. Sound Over Pounds: Survey Finds Two Out Of Three People Cut Their Workout Short Or Ditch It Completely Without Headphones
  2. 認識耳朵 – 歡迎光臨林口長庚耳鼻喉部
  3. Let’s Get Physical: The Psychology of Effective Workout Music
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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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