Page 1
标准

中国实验/独立电子乐器和音乐

大众音乐的品位固定且难以改变,人类几千年的听觉偏好在面对音乐审美变迁中,也显示出了相当大的惯性。今天,中国国内的电子乐器研发难以同政治功效或经济效益相关联。因此,很难见到建制式的电子乐器研发创新。但是,仍旧能看到许多源自个人的电子乐器、音乐的创新尝试。本页面将尝试记录下今天进行过实验电子乐器研发、电子音乐创作的人或作品。

历史永远是今日尘埃之落地。这些尝试或许会成为明日回溯中国电子乐器和电子音乐的一些参考。

(排名不分先后)

电子乐器及相关人物

孟奇(Meng Qi)一位擅长音乐演奏界面(Musical Interface)设计的电子乐器制作者。他的代表作是电子乐器硬件“振翅”(Wing Pinger,一款可以产生丰富泛音音色的合成器,形似斯特乐风),以及软件作品Ping Garden

文少CNSynth:一位活跃于二手交易平台“闲鱼”,擅长合成器、鼓机的复刻。代表作是909、TB-303等复刻鼓机。他的独立工作室名为“CNSynth”。

电子音乐及相关人物

洪启乐:实验音乐创作者,擅长噪声音乐。

标准

电子乐器在中国:“电琴”的媒介景观

请注意,这是一份半成品文章。
为了博士毕业,我必须水两篇期刊文章,但是又不想在本专业内灌水,于是想写一点自己感兴趣的东西。
本文本来是打算在完成后花钱发在垃圾刊物上的。但很幸运,在我论文写完之前,成功地发出了一篇专业内文章,因此不必强逼自己自费把shit涂在墙上了。遂公开之。

清代中期(1720s~1820s)的西方社会中,电子乐器的早期尝试已经有所出现。这时期电子乐器概念在中国的传播大都难以考证,但从当时技术水平、贸易封闭和信息流通的限制来看,此时中国电子乐器无论在概念还是在产业上,基本是一片空白。因此,本文主张在中国被迫与世界重新连接(1840s)后,电子乐器才随着其他科学技术信息一起传入中国。

电子乐器概念的传入

从清末至民国初期的相关资料来看,电子乐器概念至少在晚清(1870s)就已经传至中国,这从电子乐器的整体发展历程来看,并不算晚,因为西方视角中最早的电子乐器之一电机钢琴(1867)诞生时间并不比这一时间点早多少。

晚清期间对电子乐器最早的一篇报道之一,可见于时代杂志《万国公报》。这篇报道描述了1874年在美国费城的一次电子音乐乐器的演示。在这次演示中,乐器在“无劳人耳足”的情况下便产生了音乐。从前后事件,报道中的电传音乐很可能是电气工程师以利沙·格雷在演示电传琴,这也是最早利用电磁激励原理产生乐音的尝试。

西国近来有电气唱曲歌,传数万里之音韵,已列诸前报,诚阳春白雪,可和之于流水高山。(?)电气之用人精益求精,现今枰棋传颂均倩一线之传也。现今美国费哩哋费,乃大都省会之区,即数年后启设博物会之地,有人新得一法,以电气弹琴,不用人指,如琴谱中之显明工尺之圈点,琴台上悉用金类饰之,因能接引电气。即从金类作成工尺上四合等字之圈点,处以铜线连达琴齿,以玻璃杯盛电气水。用时以电气牵动铜丝,音齿自能活动,声音字眼自然而出,曲调高低,无劳人之手足耳。且一电气可抚数处之琴,即远隔路途,亦能响应,且能各抚各调,词曲并不相同,如电气送信、煤气、燃灯之一法也,可谓至巧矣。西人然犹欲以电气作人声音,是不劳人之喉舌唇齿,又假电气以作之,将来作成抚琴不须人力度曲,不用人声,空空一屋而能一唱百和,真如唐句中“此曲只应天上有,人间能得几回闻”哉!

——大美国事:电气抚琴,《万国公报》1874年第317期卷,20-21页

在中国人努力“开眼看世界”的时代,报道者对于电子乐器的正面态度可在措辞中窥见一二。事实上,无论是欧美国家人士还是中国人,维多利亚时代的传媒业对于这种新兴乐器形态的态度大都是一致的。报章向来习惯于传播新技术与新思想,并以此为基础展望基于科技与人类创造力的美好未来;人们为工业革命带来的电气力量而着迷,并为由此带来的许多电气发明感到激动。对于电子乐器,大多数赞美来自于人们对一个新奇玩意儿带来的新鲜感;但电子乐器也从此在事实上进入国人视野,并以一定的频率见诸大众刊物。

传媒中的电子乐器

20世纪开始,世界范围内的电子乐器动态已经在中国报刊中广泛出现。这些报道大多集中在美国、德国和苏俄等国家的相关成就。1923年,《上海总商会月报》中“工商新语”栏目报道了一种用于测试原声乐器音准的电动仪器,其原理与亥姆霍兹声音合成器原理基本相当;1935年,《新生活周刊》提到美国生产的一种音轮型电子乐器;同年,《时事月报》中提到了一种由苏俄发明家联合美国人合作制造的一种电子乐器乐器,不同的是,这种乐器基于光-电原理制成(次年,《民众之友》再次提及这项发明);1939年,《新科学》报道了哈蒙德(Hammond)发明的诺瓦创(Novachord)电风琴。但基本可以确定的是,此时各类电子乐器更多地只是读者心中的媒介想象。因为早期电子乐器性能不够稳定、体积过大不便运输,而中国本土又不具备电子元器件产能,这些因素很大程度上制约了电子乐器传入中国。早期刊物报道中,直到1947年,上海沪江大学才引入一台“电风琴”,而这台风琴属于电子乐器,还是单独的电力鼓风风琴,还存有疑惑。

与此同时,一些科学类期刊杂志也开始介绍电子乐器的基本工作原理,并受到了读者的关注。1929年,《会报》名为王仲皋的作者简述了无线电与音乐之间的关系。在此前后时间,美国社会“电传音乐”及其盈利模式被介绍到国内,但这些内容涉及的更多是乐器声音的传送,而不是乐器声音的产生。上海创办的刊物《电世界》在1948年刊登了一篇文章,文章中利用氖灯(霓虹灯)电路,创造出类似笛子一样的声音,是早期刊物中最早揭示电子乐器电路原理的文章之一。这篇文章还受到台湾省读者的来函互动。接下来,电子乐器在广播电台中的应用开始为国内行业注意。1949年,台湾广播业行业杂志《台湾之声》介绍了世上世上最成功的的电子乐器之一——哈蒙德风琴(Hammond Organ),并对乐器的音色波形和电路构成进行了详尽的分析。

结语

可以看到的是,电子乐器理念在早期传入中国受到资本力量的极大驱动,这主要从两个方面得以体现:

第一,彼时投入量产和商业化生产的电子乐器大部分来自美国,这些报道中技术相对成熟的电子乐器都来自于美国,且已有用于当地音乐产业(如广播机构)的先例,这些电子乐器传入中国的背后实质上伴随着资本推动的,对音乐产业化进行改造的尝试。

第二,报章提及的各类电子乐器无一例外属于传统钢琴键盘类乐器,几乎未提及具有微分音色彩的先锋(avant-grade)电子乐器,如以拨弦和弓弦乐器类似的指板(fingerboard)乐器;或者以电磁感应原理为基础的非接触型乐器(如theremin)。在这一时期,西洋乐器和音乐体系在中国还属新鲜事物,而电子乐器在中国的传播往往需要更多前置基础。

总体来看,这些报道在描述新型电子乐器功能特点的同时,最终将观点落于音乐产业或传媒产业的应用中。而在探讨音乐议题的学术刊物中,完全没有检索到电子音乐及其概念的讨论和影子。这一结果体现出此时期中国电子音乐概念的传播往往聚焦于维系乐器制造和音乐产业进步,而不是将电子音乐会对已有音乐理念和音乐制作体系产生的影响,展现出了典型的保守特点。

但不可否认,晚清和民国期间在中国报纸杂志上出现的电子乐器相关报道,在一定程度上保持了中国与世界在电子乐器和电子音乐方面的信息对等。在1949年以前,已经逐渐出现了技术性、对电子乐器生产具有指导性意义的技术类文章,这些都为1949年以后中国电子乐器生产制造的尝试奠定了有利条件。

标准

1935年:Jowiphon [德国]Hans Joachim Winckelmann

1953年: 汉斯·约阿希姆·温克尔曼的约温琴

20世纪20至30年代,德国出现了几种光学合成(光电)设备,约温琴(Jowiphon)便是其中之一。约温琴是一种结构简单的单音电子管乐器,利用手持光源操作进行演奏。当光源照射到硒光电电池时,将触发真空管产生可听阈内的电压波动。约温琴的结构与沃利亚·萨拉加(Wolja Saraga)于1930年前后,在柏林海因里希·赫兹振荡器研究所(Heinrich-Hertz Institut Für Schwingungsforschung)设计的乐器高度相似。

“但是,当时最令人称奇的就是我那时和一个朋友在一起的时候。他是一位电气大拿(radioing-meur),给我展示了一台设备。这台设备与泰勒明琴十分相似,但乍一眼看上去,比泰勒明琴更令人感到惊异。他带我进了一间黑屋,黑屋中有一束光线——而且你听,不知道在哪个位置安装的扬声器,整传出与泰勒明琴非常相似的声音。同样,在米勒敏(Mirmein)的朋友解释它的技术原理前,我只能说这个场景可谓是奇迹。
 
将光电电池暴露在闪光灯泡(flashlamp)前,就可以产生电流;电流可以通过某种方法转换为声音震动,一个另外的例子就是泰勒明琴。越多的光线接触到光电池,暴露的程度越高,电流就会越强,声音也会更高。这些东西听起来很简单,但是要把这些遥远的理论知识集成到一个极其实用的物件上,却需要大量的知识。发明者创造的这种‘卓温琴’音色,据说跟泰勒明琴很像,但是相对更像小提琴或大提琴。但是你可以很容易地用乐器创造像贝斯那样的低音,或是像短笛那样的高音。和泰勒明琴一样,卓温琴的音色和音量也可任意调整。
 
演奏卓温琴这类乐器,不会比演奏其他乐器更难。这类乐器唯一的缺憾大概是速度更快会产生更多问题。正如发明者所解释的那样,卓温琴和大多数乐器类似,是单音的(unanimous),也可以制造成像管风琴那样的复音乐器。这类乐器没有广为流行,很大程度上是因为在德国,电唱琴和特劳特温琴这两种乐器的制造工艺已臻完美。
 
威尔林电唱琴的演奏方式和大钢琴相似,还可切换调整到6种音色。特劳特温琴是单音乐器,通过按压金属弦接触金属导轨进行演奏。在这台乐器上,改变音色的能力已经达到高度完美,你可以利用乐器知道单簧管或是短笛的低音或高音。四台特劳特温琴就能演奏完整的弦乐四重奏。除此之外,它还能产生具有惊人效果的新奇声音。当听到第一首以太音波音乐结束后,我我感受到了令人称其的魔力,但却未惋惜。尽管知道了乐器的所有技术原理,但当人们听到这台乐器的声音时,还会一遍一遍地感到残存的神秘感,这神秘感来自我们本世纪有限的技术。”

——UHU杂志,1934年11月
卓温琴及其发明者
小提琴演奏家梅兰妮·沃尔夫(Melanie Wolff)演奏卓温琴

参考资料:

Uhu illustrated Magazine edition 11.1934/35, May pp 94-95

Joachim Winckelmann. Das “Jowiphon” : [sein Bau u. s. Spielweise] (=Radio-Bau-Sammlung ; Bd. 5). Deutsch-Technischer Buchverlag. Berlin-Lichterfelde 1935

标准

1925年:Luminaphone [英国]Grindell Matthews、Bernard.J.Lynes

流明琴(图/《大众技术画报》[Illustrierte Technik für Jedermann]1926年第18期)

1925年:格林德尔·马修斯、伯纳德·J·莱恩斯的流明琴

1926年诞生的流明琴(Luminaphone)是英国发明家哈里·格林德尔·马修斯(Harry Grindell Matthews )众多作品中的一件。1923年,马修斯的一个发明,叫做“死亡射线”( Death Ray )向公众曝光,因而名声大噪。然而没人知道这道“死亡射线”到底存不存在——据称,这道从一支隐形射线枪里发出的射线,能够摧毁物体,或者逼停电动引擎。马修斯的发明包括光控潜艇(因为这个发明,他从英国海军那收到两万五千英镑嘉奖),向天空云层投影的移动投影机,将声音录到胶片上的原始方法(1921),以及水下潜艇探测器、地对空无线电话、自校正飞行器等等东西。

该示意图展示了光线通过打孔碗盖后,照射到硒电池上的结构。这种结构优化了光电池的使用。
(图/《大众技术画报》[Illustrierte Technik für Jedermann]1926年第18期)

流明琴于1925年申请专利(专利号GB254437A),是一种利用光电技术产生音调的早期样板(该技术最开始源于声光胶片技术)。在流明琴上,有一组光束,每一支光束都代表一个频率或一个音。这些光束通过一个打了孔、旋转的碗状盖子后,投射到硒光电池上,产生代表音高的电压脉冲。音高频率由金属碗盖上打的孔决定。流明琴键盘上的每一个琴键都配有一个光源灯泡,键盘共有三个八度(也就是36个琴键和36个光源),当按下琴键时,对应的光源会亮起来,将通过旋转的碗盖,再照射到光电池上,进而产生相应的音高。

流明琴的结构图。(图/《科技与发明》[Science and Invention ]1926年2月刊)

碗盖上孔的大小和形状决定了音高、音强和音色。虽然,可以推测,如果使用这样的设计,在切换音色或者音强的时候,需要停止这部乐器,然后手动更换旋转的碗盖。

马修斯曾计划量产流明琴,但这一乐器从未真正地从原型机演化成真正的商业产品。


图/《大众技术画报》[Illustrierte Technik für Jedermann]1926年第18期

个人简介: 哈里·格林德尔·马修斯

(1880.3.17, 英国 南格洛斯特 South Gloucestershire 温特伯恩Winterbourne -1941.9.11,威尔士Wales 斯旺西 Swansea

哈里·格林德尔·马修斯是一位多产的英国发明家,在第二次布尔战争服役期间(1900)成为电子工程师。马修斯的发明经常引起争议,因为他极爱公开发明,却又不愿说明发明原理——最出名的当属他1923年为军队发明的“死亡射线” 枪。

在“死亡射线”枪遭到军队拒绝后,马修斯来到法国,意图也很明显,他想把这个“死亡射线发明”推销给法国军队。当然,他再次被拒。随后,他又带着他新发明的“流明琴”来到美国,想筹措自建并为他公布新计划造势。1938年,马修斯与(非常有钱的)波兰歌唱家戛纳·瓦丝卡(Ganna Walska)结婚,并在南威尔士斯旺西北部的托克劳山( Tor Clawdd )上建立了保存完好的实验室和小机场。马修斯后来的作品包括液体燃料火箭和能够非很高的“同温层飞机”(Stratoplane)。马修斯因心脏病于1941年9月11日逝世,当时,他还有一些发明没有投入实际制造。

1925年的一张图片,声称马修斯的“死亡射线”正在威尔士的河口岛(Flat Holm)上运转。

布鲁克林每日鹰报(Brooklyn Daily Eagle),1924年7月20日刊

参考资料:

UK Patent GB254437A.
‘Popular Science’ Magazine March 1926 p55
‘The Light Beam Piano’; Science and Invention. USA. magazine February 1926. P896
‘Lichtstrahlen Musik’ Illustrierte Technik für Jedermann: Heft 18 1926 p199

标准

1979年:弦控式电子乐器 [中国]田进勤

1979年:Electronical Music Instrument By Strings/”XK” Series Stringed Electronical instrument [China]TIAN Jinqin

田进勤与弦控式电子乐器,《无线电》杂志封面,1980年

田进勤与弦控式电子乐器,《无线电》杂志封面,1980年

弦控式电子乐器,即“弦控式电子琴”,是一种基于指板设计、原理类似于小提琴的电子乐器,1979年由电子工程师田进勤发明。在发明之初,该乐器是基于晶体管技术制成的,在第二代(XK-2)时,开始采用集成电路设计,并增加了音色预贮及自动伴奏功能,还特别设计了可接受指挥的节奏自适应伴奏功能,使得这种电子乐器能融入节奏多变的传统乐队以及乐队节奏,同步使用。

弦控式电子乐器通过多根电弦产生音律,因此既可以产生无间隙的连续性音变(如滑音、揉弦等),也可以产生断续音阶。它采用直接波形、分频、倍频及时变滤波器等技术手段,合成不同乐器的音色,能够逼真地模拟中国民族管弦乐器和一些外国乐器的音色和演奏技巧。

弦控式电子乐器被认为是我国第一台中国式电子乐器,它“开创了电子乐器民族化的良好开端,为我国电子乐器发展迈出了可喜的一步”(中央人民广播电台,1979)。

研制弦控式电子乐器的灵感最早可以追溯到1958年。其发明者——田进勤先生,在其童年时代,便对音乐和各类乐器充满兴趣,尤其热爱中国民族音乐和民族乐器。这种爱好可能来源于他在音乐方面的天赋:他仅凭耳音就能摸索出不少乐器的演奏方法。在那个时代,购买和自制乐器都不是一件容易的事情。他不仅自制过笛子、二胡,还自制过琵琶、古筝、小提琴、单簧管等中西乐器。

古筝是田进勤非常喜爱的乐器之一,他曾在1958年制造过一台古筝,便是用一个大正琴[1]也就是日本乐器Koto 。改造的。由于制成乐器的声音太小,他便尝试用电子管放大器扩大音量,并用滤波器改变音色。在实验过程中,他发现通过电处理手段,能大大改变古筝的音色,增强其演奏色彩。由此,他便萌生了使用电子方法模拟乐器的想法,以便达到“一琴多用,一人多能”的目的。

在研究过程中,他尝试过许多种基于键盘演奏的设计方案,电路元件也从电子管变成晶体管,但令他失望的是,所有这些方案,都无法得到他想模拟的、中国传统乐器的音色和演奏效果。

经过不懈实践和尝试,他领悟到:达不到预期效果的根本原因,在于键盘乐器无法产生随意滑奏、控制音乐表情的效果。键盘式的演奏,是“机器式的”,而“非乐器式的”,因而“不能充分体现演奏者艺术风格”;而“‘演奏方式乐器化’则是电子乐器‘民族化’的关键”(田进勤,《电子乐器的乐器化及民族化》1993)。

因此,田进勤放弃了传统的西洋键盘,转向使用“弦控”方式设计电子乐器。1979年,他研制成功了第一台民族化电子乐器,定名为“XK-1型弦控式电子琴”。

鉴定会使用的弦控式电子琴样机

鉴定会使用的弦控式电子琴样机

“异军突起,出奇制胜,弦控式电子乐器为中国电子乐器民族化迈出了可喜的一步……”

——弦控式电子乐器乐器成果鉴定会评语

弦控式电子乐器的研制成功获得了极大关注,远远超过田进勤和他当时所在的太原无线电二厂的想象:1979年4月,弦控式电子乐器通过了成果鉴定,中央人民广播电台、中央电视台等多家媒体作了报导。此后半年,陆续有美、英、日等三家外商先后来华要求合作。1980年,“弦控式电子琴”获得国家发明奖,媒体也不断进行了跟踪报道。

最初的两种弦控式电子琴(XK-1和XK-2型),是由竖立的电弦(4根)指板和琴体两个部分组成,能够演奏和声。所有的音源组件和音色控制部分都位于琴体上。演奏时,演奏者左手按压琴弦以控制音高,右手按压琴体上由金属弹片构成的演奏盘,控制音量(力度)和声音起止。作为一种实时演奏的电子乐器,弦控式电子乐器的ADSR等音色包络合成参数,可由演奏者的演奏手法实时产生,能够模仿二胡、竹笛、唢呐、笙、箫等许多种民族乐器的音色;由于使用具备连续性的琴弦指板进行演奏,弦控式电子乐器能够更加精准地模拟民族乐器的演奏技巧,如揉、压、颤、滑,历音、滑音、回滑音,压弦、扯弦等。从今天留存的视频资料看来,该乐器能够相当真实地还原民族乐器的音色及演奏效果。

两种改进型弦控式电子琴,下图为XK-II型

作为一种合成器,弦控式电子琴在模拟还原民族乐器之外,还具有一般的合成器功能,可以以非采样的方式合成电子音效,如模拟雷鸣、风雨声、枪炮声、动物叫声、火车的声音,或是合成自然界不存在的幻想声音。

田进勤以后,中国国内也有人试制类似的电子乐器。宁夏宁夏回族自治区歌舞团王锡林制作了一种名为“触摸式电子琴”的乐器,据当时的报道称, “伦敦一家电子乐器公司立即来信,表示愿意投资共同生产此琴”。(人民日报,1987.3.11)但从报道描述的演奏方法来看,“触摸式电子琴”与田进勤的“弦控式电子琴”没有太大差别。

可惜的是,这样一种象征着中国民族乐器电子化希望的乐器,却未能在日后得到关注和继续开发。这其中的原因,我们未可得知。但从当时媒体的公开报道来看,这背后似乎有着太多令人唏嘘的“剧情”。

弦控式电子乐器在中国电子乐器发展历史中,无疑具有重要的意义。它为中国电子乐器的民族化和乐器化做出了创造性的尝试。令人惋惜的是,弦控式电子乐器最后却因为各种复杂的原因没有走向大众市场;而如今已是耄耋之年的田进勤老人,却仍一直在默默地继续着若干新的民族化电子乐器的研制,淡泊名利。

很难想象,如果历史真的有“如果”,我们会不会在今天四处弥散的电子音乐中,聆听到弦控式电子琴的声音。

田进勤后来所在的“太原电子乐器研究所”,引自微信公众号:算法艺术实验室AALab

田进勤后来所在的“太原电子乐器研究所”,引自微信公众号:算法艺术实验室AALab

图中最上方的矩形乐器,为弦控式电子琴的原型机,其余为之后研制的几种弦控系列琴

图中最上方的矩形乐器,为弦控式电子琴的原型机,其余为之后研制的几种弦控系列琴

 

纪录片《电子琴》,片中一位三排键电子琴演奏者为浦琦璋(中央电视台《天气预报》背景音乐演奏者)。

参考资料:

[1]田进勤. 电子乐器民族化问题再探[J]. 电声技术,1993,(12):4-6.

[2]田进勤. 影响主观音色感的非频谱因素探讨[J]. 电声技术,1992,(10):2-5.

[3]人民日报. 国家科委发明评选委员会发布公告 审查批准二十八项发明和奖励等级[N]. 人民日报. 1980.4.20

注释

注释
1 也就是日本乐器Koto 。
标准

1976年:Bell Labs Hal Alles Synthesiser[美国]Hall Alles

哈尔·奥尔斯合成器(图:计算机音乐学报[Computer Music Journal]第1卷第4册)

哈尔·奥尔斯合成器(图:计算机音乐学报[Computer Music Journal]第1卷第4册)

1976年:哈尔·奥尔斯的(贝尔实验室)哈尔·奥尔斯合成器

哈尔·奥尔斯合成器亦称贝尔实验室数字合成器,是电子乐器史上最早的“实时”数字乐器之一,与GROOVE SYSTEM等非实时的数字/模拟混合型合成器不同。这台乐器其实是20世纪70年代中期,哈尔斯在贝尔实验室[1]Bell Labs,位于美国新泽西默里山(Murray Hills)。时,研发用于电话的数字滤波器和音源装置的成果。

当时,实验室指派奥尔斯将自己的电话通信研究成果“推销”给实验室的内部人士。结果奥尔斯发现,虽然自己完全没有音乐细胞,但如果将是音乐实时合成功能加入他的演示中,他会轻松得多:

“作为一家研究机构,我们没有(生产)产品责任。作为一家科研机构,我们研究成果的‘保质期’相当短,因此,要让成果产生影响,我们必须进行所谓的‘演示’。这相当于我们在一个搞了一百多年模拟设计的公司里推销数字设计。在这段30分钟的演示里,我表现得相当不错;我展示了自己设计制造的这台数字硬件的实时处理性能。一般情况下,我每周要对贝尔实验室里负责产品研发的人进行几次演示。我曾开发了最早的一种可编程数字滤波器,这款滤波器支持动态配置,能够实现所有终端控制室(end telephone office)的声音过滤和生成(tone generation)。这款滤波器同样能通过一定设置,实现实时播放数字合成音乐的功能。我进行了一个针对电话应用场景的演示(技术上令人印象深刻,但是对大多数人来说很无聊),结束时则进行了一个合成音乐的演示。这段音乐演示几乎获得了所有人的赞赏,甚至在最后的时候,有好多人过来看演示,是专门为了听音乐的。”

马克思·马修斯(Max Mathews),MUSIC X系列软件的作者,同样也是贝尔实验室的职员,当时见证了奥尔斯的演示。过后,他激动地鼓励奥尔斯利用纯数字技术开发一款乐器。

“(这台乐器的)目标是兼备工作室级录音能力以及混音/处理能力,此外,它还要具备乐团那样的丰富表现力,并配备位敏键盘[2]Position sensitive keyboard,应类似今天具备力度、触后等功能的键盘。——译者注、推子、旋钮、摇杆等类似的人类控制界面。这台乐器还需要一台通用计算机用于设置、控制、录制一切东西。同时,它还得一体化,还得便携。我在吃完午餐回来的路上将提案呈给了我的上司;我们还没走到办公室,他就同意了。”

奥尔斯虽然没有什么音乐技术背景,但他着迷于罗伯特·慕格合成器以及卡洛斯的《连通巴赫》(Switched on Bach)。受这两者启发,他开始在20世纪70年代中期开始组装新的数字合成器——“一台危如累卵、性能要打上问号的一次性实验室作品”。

然而,奥尔斯合成器项目才刚刚完成,就因为实验室要进行更加商业化的研发,而被搁置一旁,除了内部演示,几乎没有在其他场合出现。这种情况在1977年有了改变。这一年,贝尔实验室和美国电报电话公司(AT&T)在庆祝电影艺术学院(Motion Picture Academy)的有声电影50年纪念会上,将这台乐器当作了一台主要的展品。

随后,道格·拜耳(Doug Bayer,贝尔实验室的软件研究员)调入项目组,负责改进这台乐器的人机界面和操作系统。紧接着,这台相当脆弱的乐器被辗转送到好莱坞——在这里,罗杰·鲍威尔(Roger Powell)[3]同时使用过这台乐器的人或组织还包括托德·伦德格伦(Todd Rundgren,《乌托邦/Utopia》)、大卫·鲍威(David Bowie … Continue reading曾受聘在为观众进行现场表演。下面的视频,是当时录制的一段备播带,如果演出前设备坏了,就会播放这段视频:

尽管这台乐器获得了音乐产业的兴趣,奥尔斯最后还是转而进入了贝尔实验室的其他研究领域。在马克思·马修斯使用了一段时间后,1981年,这台乐器被捐赠给欧柏林音乐学院(Oberlin College Conservatory)音乐技术系(TIMARA department – Technology in Music and the Related Arts),在学院里的近期维修中,还换上了更加现代的零件。

《计算机音乐学报》(Computer Music Journal)第一卷第三册(1976年秋)中对奥尔斯合成器的描述

一种便携式数字声音合成系统
H.G. 奥尔斯,贝尔实验室
新泽西默里山,07974

哈尔·奥尔斯合成器由三部分组成

1.一台DEC LS1-11微型计算机,该计算机配有2张软盘,一个可映射64K字库ROM,可用于表查找(table look-up)和I/O缓冲,该计算机还配有一台ASCII AT&T彩色监视器以及一部ASCII键盘。因为输入设备和合成硬件间不是硬连接(hard-wired),而且合成器间的相互连接,是通过将程序调入注册器中实现的,这台乐器有很多种使用方式。比如说,A.实时指定所有控制参数,或者在演奏时指定;B.在演奏前制作文件,但准备过程是实时的,在随后的演奏中,文件可以通过一些子控制器播放;C.文件可非实时地制作或编辑,用以更好地提高原始演奏。

2.音源库,由64个振荡器组成,第一组32个振荡器用于产生声音——也就是最多32复音。第二素32个振荡器用于产生音源振荡器的泛音。声音的波形可以在64K的字库ROM中通过振幅进行查找,或者制作波形。除了音源,库中还有32个可编程滤波器,32个振幅倍增器(multiplier)以及256个包络生成器。所有元件的信号都可以4个16位输出通道中的任意一个,并从这里进入数字模拟转换器,最终输出。

3.多个输入设备,包括两组61键键盘(让乐器能够有双音色),4个3轴摇杆以及一组72个推子。在计算机的带宽限制内(每秒约1000个参数变化),这些控制器能够让音源产生实时参数变化,并让乐器能够“在每秒钟内产生100种相当复杂的声音”。(Alles. Computer Music Journal Vol.1 Number 4.)

奥尔斯的这台乐器对电子乐器产生了显著却又无声的影响,这种影响集中体现在意大利公司克鲁玛(Crumar)的高端GDS合成器(General Development System,通用开发系统)——实际上,1980年发布的GDS合成器就是奥尔斯合成器的商业包装版。GDS是一台16位数字合成器,具有32个振荡器,同时提供了加法、FM/相位失真合成技术,包含音源和控制键盘,控制端为Z-80微型计算机。这台标价三万美元的合成器是面向一般音乐制作及工作室录音使用的产品,提供了远超当时模拟合成器的稳定性能和实时演奏能力。温迪·卡洛斯(Wendy Carlos)便是GDS合成器的早期(也是今天的)螃蟹客。

温迪·卡洛斯使用Crumar GDS演奏的一段《电子世界争霸战》(Tron)主题曲

随着奥尔斯合成器原型中使用的零件价格越来越便宜,更多与这台乐器相似的低成本产品发布,其中就包括(同样是克鲁玛发布的)1981年发布的DKI Synergy,时价5300美元。这台乐器不再使用外置计算机,而是引入了一套更加简化的按钮界面(或者也可选购一台Kaypro 2计算机),使整个乐器具有了一个更加便携的外型。1981年,凯撒·卡斯特罗(Ceasar Castro)和艾伦·赫伯兰(Alan Heaberland)开始生产Casheab S-100,可以看到,他们明显受到了奥尔斯合成器设计的影响。日本的计算机厂商雅达利(Atari)也开始了他们的“高峰项目”(Sierra Project),这是一台具备64振荡器的单芯片版奥尔斯合成器,主要用于游戏音效和音乐——也就是为人所熟知的AMY1芯片,由于法律上的纠纷,这一芯片未能见于世人。

一台Crumar GDS合成器,由海德威工作室(Hideaway Studio)丹·威尔逊(Dan Wilson)复原

一台Crumar GDS合成器,由海德威工作室(Hideaway Studio)丹·威尔逊(Dan Wilson)复原

最终,所有这些早期的加法/FM合成器都随着更加便宜的雅马哈(YAMAHA)DX7 FM合成器(1983年发布)到来,而遭遇狙击。Synergy 合成器于1985年停产,但一项名为Mulogix Slave 32的机架MIDI版Synergy直到1989年才停产[4]该产品由默瑟·斯托克尔(Mercer Stockell)、吉姆·怀特(Jim Wright)和杰里·普塔申斯基(Jerry Ptascynski)发明。

图:美国《大众科学》杂志(Popular Science),1978年1月

图:美国《大众科学》杂志(Popular Science),1978年1月


参考资料:

http://www.sonicstate.com/news/2015/06/19/hear-the-worlds-first-digital-additive-synth/

Interview with Hal Alles. October 2017 by Simon Crab.

Chadabe, Joel .”Electric Sound”, Prentice Hall, 1997, pg. 178

Alles, Hal,, “A Portable Digital Sound Synthesis System”, Computer Music Journal, Volume 1 Number 3 (Fall 1976), pg. 5-9

Alles, Hal, (Alles 1979), “An Inexpensive Digital Sound Synthesizer”, Computer Music Journal, Volume 3 Number 3 (Fall 1979), pg. 28-37

Alles, Hal, “Music Synthesis Using Real Time Digital Techniques”, Proceedings of the IEEE, Volume 68 Number 4 (April 1980), pg. 436–449

Manning, Peter “Electronic and Computer Music”, Oxford University Press US, 2004

http://retiary.org/ls/obsolete_systems/Alles_synth_1977.pdf

www.hideawaystudio.co.uk

注释

注释
1 Bell Labs,位于美国新泽西默里山(Murray Hills)。
2 Position sensitive keyboard,应类似今天具备力度、触后等功能的键盘。——译者注
3 同时使用过这台乐器的人或组织还包括托德·伦德格伦(Todd Rundgren,《乌托邦/Utopia》)、大卫·鲍威(David Bowie band)的乐队以及后来的苹果计算机公司音频实验室。
4 该产品由默瑟·斯托克尔(Mercer Stockell)、吉姆·怀特(Jim Wright)和杰里·普塔申斯基(Jerry Ptascynski)发明。
标准

1955年:Fotosonor [法国]La Société Française électro-musicale

fotosonor-11955年:法国电子公司的“光声琴”系列乐器

“光声”牌乐器(Fotosonor)是一个在50年代的法国生产的电子乐器品牌,旨在代替宗教仪式音乐中的传统管风琴,共生产有多个型号。fotosonor-4

光声牌唱诗风琴的可搬运音源、放大器装置

光声牌唱诗风琴的可搬运音源、放大器装置

光声牌唱诗风琴(Fotosonor Choir Organ)是一台大型的双排键教堂风琴,使用传统的木制材料进行装板。这台琴上最多可配备多达11个光学音源装置,每一个音源装置都能够重现传统管风琴的音色,包括Drone, Flutes, Trumpets等等。这些音源装置尺寸不小,都安装在一个独立的箱子中以便搬运,整个乐器对外唯一可见的部分就是“传统”的演奏键盘。

带有两个音源装置的光声牌双音琴

带有两个音源装置的光声牌双音琴

光声牌双音琴(Deux Jeux)、四音琴(Quatre Jeux)开始采用更为现代的金属外壳设计,对应名称的型号分别具有两个、四个音源装置。在两个型号的琴上,音源装置与放大、扬声系统都被整合进键盘装置中,厂家还提到,该琴能够和唱盘机(turntable)“……轻松地整合到一起进行演奏,这可以让你学习通常的宗教仪式音乐——尤其是《格里高利圣咏》(Gregorian chant)等等的合唱圣歌(choral singing hymns)。”

带有四个音源装置的光声牌四音琴

带有四个音源装置的光声牌四音琴

光声牌系列乐器的管风琴银色通过光电技术产生。琴内的玻璃盘片上印有循环的音色波形,旋转过程中,波形图案会切断照射在光电池上的光线,进而复现之前“录制”在盘片上的声音。这一音源方案给风琴演奏者带来了福音——他们只需使用光学录制新的声音盘片,就可以对乐器进行“升级”。


参考文献:

‘Fotosonor’ Promotional booklet. La Société Française Electro-musicale. 23 Rue Lamartine, Paris 9.

标准

1921年:Hugoniot Organ [法国]Charles-Emile Hugoniot

于戈尼奥一项专利中的示意图,专利内容是一种音轮制音器音源专利。1919年12月

于戈尼奥一项专利中的示意图,专利内容是一种音轮制音器音源。1919年12月

1921年:查尔斯-埃米尔·于戈尼奥的于戈尼奥琴

查尔斯·埃米尔·于戈尼奥(Charles–Emile Hugoniot,?~1927,卒于法国)是法国的一位研究人员、机械师,也是早期电子风琴发明者之一。于戈尼奥在1919~1923年间共持有7项关于音源技术的法国专利,其中就包括了音轮和光电音源。

1919年,于戈尼奥第一次开始改进当时的音源方案。他从撒迪厄斯·卡希尔(Thaddeus Cahill)的电磁音轮音源技术[1]这一技术来自卡希尔的专利,身在法国的于戈尼奥应该有所了解。开始探索,后来又接触到钢质电磁磁盘、光电音源等方案。其中,后面提到的音源技术很可能是受南非物理学家亨德里克·范·德·毕吉尔(Hendrik van der Bijl)在1916年的专利所启发。在探索的过程中,于戈尼奥将这些新的音源技术带到了法国电子工程师圈子中。

不幸的是,于戈尼奥于1927年去世,没能将想法付诸现实,变成比原型机更为成熟的作品。但他留下的“遗产”——创新意识——影响了皮埃尔·图伦(Pierre Toulon)基伍莱特-科普勒克斯(Givelet-Coupleaux)等一代法国乐器设计先锋。

于戈尼奥一项关于光电音源方案的专利,1921年8月

于戈尼奥一项关于光电音源方案的专利,1921年8月

通过这种方式,可以在一张盘片的扇形放射状区域中,放入不同音的波形;另一张盘片位于波形盘片前面,环形的轨道上刻有供扫描使用的狭缝。一组光源、光电池构成声音转换装置。每个狭缝轨道以一定的速度扫描波形循环,扫描速度与近似平均律中的音高相对应。因此,一个波形、一个狭缝轨道对应平均律下每个音高的频率。容易想到,低音轨道更靠近盘片中心,而最高的音位于扫描盘片的边缘。

该音源技术另一种有趣的结构可见于莱斯蒂(Lesti)和萨米斯(Sammis)发明的多音色电风琴(Polytone)。这种乐器并未在相连的轨道上使用一组相似的波形循环——通过单个扫描设备,扫描狭缝只会扫描一个完整的波形循环,其中狭缝等距地排列在连续轨道上,其间距严格等于波形长度,因此波形的重复频率即是扫描频率——也就是每秒通过的狭缝数。这种方案最早可见于法国发明家于戈尼奥1921年的专利,他在专利中描述了一种基于该方案的乐器。

——于戈尼奥光电音源技术方案的描述,摘自《电子音乐与乐器》(Electronic Music and Instruments),无线电工程师协会(Institute of Radio Engineers),1936年


参考资料:

The Organ: An Encyclopedia. edited by Douglas Earl Bush, Richard Kassel

‘Electronic Music and Instruments’ By Benjamin F. Miessner
(Miessner Inventions, Inc., Millburn, New Jersey) . Institute of Radio Engineers.1936.

注释

注释
1 这一技术来自卡希尔的专利,身在法国的于戈尼奥应该有所了解。
标准

1970年:《东方红》演奏器 [中国]502所

“东方红一号”人造地球卫星(上,资料照片),人们争相眺望“东方红一号”通过北京上空(下,资料照片)。图/新华社

“东方红一号”人造地球卫星(上,资料照片),人们争相眺望“东方红一号”通过北京上空(下,资料照片)。图/新华社

1970年:THE EAST IS RED Music Box For DFH-1 Artificial Satellite

“《东方红》演奏器”是中国在1970年4月发射的“东方红一号”人造卫星(DFH-1,NSSDC ID: 1970-034A)上内置的一个电子装置,能够自动演奏歌曲《东方红》,通过电磁波传输到地面以供收听——这可能是中国最早的电子乐器/电子音乐之一[1] … Continue reading

中国科学院从20世纪60年代开始,便着手进行人造卫星的相关调研工作。1964年11月~1965年8月,地球物理研究所提出了中国第一颗人造卫星要发送《东方红》乐音或电码的方案设想,以便让卫星“看得见、听得到”。经过长时间的设计实验,这颗卫星在1969年完成研制,于1970年3月完成了两颗卫星的总装工作。其中,演奏器由当时的502所(今航天五院暨中国空间技术研究院502研究所)负责制造。1970年4月24日晚上21时35分,这颗卫星在长征一号运载火箭的运输下离开发射台,21时50分,国家广播事业局报告收到了《东方红》的乐曲信号,标志着中国第一颗卫星发射成功。

“东方红一号”并不是一颗只为播放音乐而生的卫星。整个卫星分成乐音组、切换开关组、副载波调制器组、发射机组和系统组五个部分,除了播放音乐这个“副业”外,这颗卫星还要进行其他的测试任务。因此,“东方红一号”并不是24小时地播放音乐;在最终升空的卫星上,《东方红》乐曲只播放前八个小节,重复播送两遍(共40秒),然后间隔5秒,再发送10秒遥测信号;再开始下一轮循环。

按现有资料看,《东方红》演奏器应该是一种制程精密的半导体电路装置;它由多个不同音高的震荡电路、衰减电路、门限电路、节拍脉冲发生器、音频放大电路、延时电路等组件组成,并为太空环境(尤其是电磁、粒子辐射)进行了优化。元件方面,当时的相关资料提到,这台乐器使用了二极管、三极管和功率管分别作为振荡器和功放器,其声音,则是带有衰减,类似钟声的声音,波形近似正弦波。因此,这台演奏器可以看作是早期一种比较简单、带有预置程序的模拟合成器。

“东方红一号”所播放的音乐通过发射机组,以电磁波的方式,按20.009MHz的频率发射到地面,整个装置通过时分开关进行控制,结构如下:

星上短波系统分两部分。一部分由乐音发生器、时分开关、调频振荡器、切换器等组成,另一部分是由调制器、主振器和功率放大器组成的1台短波调幅发射机。其中,时分开关、调频振荡器和调幅发射机组成遥测系统,切换器将乐音和遥测信号按传送格式的时间顺序传送。地面采用短彼通信用的“56”型接收机接收乐音和遥测信号,加上与之配套的解调器,以收集卫星工程参数信息、转发《东方红》乐音和扩大收听范围。

“东方红一号”卫星最终在太空共工作了28天;随着自带的银锌电池耗光,卫星在5月14日停止工作。卫星工作期间,中国的收音机听众可以通过当时的广播电台转播听到“东方红一号”的声音,不仅如此,国外用户也有捕获到“东方红一号”信号的记录,但实际上,由于轨道限制等因素,想真正地直接听到这首“电子音乐”,并没有那么容易:

“别看音乐存在了21天,留给你的时间加起来也就几个小时,每次卫星从你头顶上飞过的有效收听时间也就2分钟。那时候,我还在电子局,把收听当政治任务下达到无线电一厂,谁敢不好好完成?连夜各项工作同时展开,把信号发生器调到20.009兆,卫星没来就用信号发生器调整,24小时派专人值班,有12次接收机会,别看是12次加起来还没有半小时。无线电一厂就是做专用电台、对讲机、无线话筒的专业厂子。没办法,时间太短,信号太微弱,频道太窄。最后也没有收听到,专业厂子都做不到,个人收到了,你信吗?反正我不信。”

由于“东方红一号”并非返回式卫星,停止工作后的卫星还会留在原来的轨道继续运行;不同的是,由于没有电力支撑,它将不会发出任何信号。东方红一号的运转轨道位置,现在仍旧可以追踪。但更重要的是,它所搭载的《东方红》演奏器通过一首简单的正弦波音乐,有意无意地展示了自己的科技水平——不管是否带有政治隐喻,这种展示方式都是相当有趣的。

地面接收到的东方红一号音乐(Recorded on 20.009 MHz in AM on April 27th 1970 between 09:39 and 09:53 UTC by Kurt DF7FU)|本站镜像

(以下文档资料由矿石收音机论坛BD2AV授权转载,谨表感谢。注:该文献不是502所研制东方红演奏器的技术实现)


参考资料:

http://www.gov.cn/guoqing/2015-04/24/content_2852411.htm

http://www.crystalradio.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=564154

http://www.crystalradio.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=562482&ordertype=1&page=2

http://www.crystalradio.cn/thread-6352-1-1.html

http://www.dd1us.de/spacesounds%204c.html

注释

注释
1 实际上,民国时期的流行音乐中就已经出现哈蒙德(Hammond)电子风琴等电子乐器的声音,但据笔者目前考证,尚未找到完全由电子乐器独立完成的电子音乐作品片段。