夜雨聆风摘要： 弹性速度和弹性强弱是指音乐作品的速度和强弱这两个重要基础要素在实际演唱（奏）时不是机械的匀速的均等的不变过程，而是伴随着音乐形象的陈述和表达，随机地被演唱（奏）者或指挥家所控制。我们把这种随机的变化称为弹性控制，它是人性化音乐表情最关键的要素。弹性变化因为具有模糊性质，而乐谱却只能显示明确的或者较明确的结果，故而模糊的看似不明确的速度快慢、力度强弱变化等，只能靠指挥家和演奏、演唱家自己体会，即兴把握。
关键词： 弹性速度;弹性强弱;夸张;辅助处理;对比强化;
[1]康隽瑞,陈贝,康和.基于“AI”作曲程序需求的人性化弹性速度、强弱形成原理[J].黄河之声,2023,(11):32-38.DOI:10.19340/j.cnki.hhzs.2023.11.050.
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引言
目前基于“AI”的作曲研究开始兴起，而人工智能作曲的基础是从万千优秀作品里总结出的规律和结构模式，作曲程序将这些规律和模式量化，以便对具有创新意义的主题进行处理和扩展，最终完成一部作品的加工和生产。现在的问题是，目前的人工智能出产的作品大部分只是速度和强弱基本无弹性变化的背景音乐和舞蹈性作品，而对于人性化的基础要素把控，既弹性化的速度和强弱处理等，却显得无能为力，
通过计算机智能化的生成音乐表情(既弹性化的速度和强弱处理)的相关文献几乎没有，而目前文献更多的关注点是如何生成自然的旋律。不同人对表情的理解千差万别，要用智能去模仿表达出演奏者的情感，首先要能对生成的作品的特点有一定的理解。
从目前的参考文献上看，[1] 指出了计算机自动作曲的几大模块，这个角度的研究很难看出对表情的规划，所以要加上表情几乎没有可能;[2] 指出了现代音乐的两大流派“序列音乐”和“频谱音乐”之间的区别，不论哪一种都无法解释表情是怎么表示的。所以不论是工业界还是音乐界都对表情的结构或形式化工作缺少一个完整的定义。
现有的旋律生成方法，一般是将音乐看成是具有时间序列特性的音乐片段序列 [3]，通过概率来生成新的新片段或拼接成完整旋律。为了提升乐段的风格特点，可以使用人工介入的方法，比如用遗传算法通过提升某种基因的比重来产生更加优质的旋律 [4]。但这种旋律，仍然缺乏一些灵活的表情意义，这成了人工智能作曲的一个死结。本文试图冲破这一障碍，找出解决之道。
弹性速度和弹性强弱是指音乐作品的速度和强弱这两个重要基础要素在实际演唱(奏)时不是机械的匀速的均等的不变过程，而是伴随着音乐形象的陈述和表达，随机地被演唱(奏)者或指挥家所控制。我们把这种随机的变化称为弹性控制，它是人性化音乐表情最关键的要素。经过和指挥家、演奏(唱)家的深度合作并分析大量优秀作品，我们发现，虽然弹性化的强弱、速度变化深不可测，但如果在模糊的概率里，找出大概率的因素，也可以在一定程度上总结出一些具有实用价值的要素。
首先，音乐作品的体裁和题材以及乐音组合同人的情绪或音乐形象的表达特征是研究弹性(人性化)速度、 强弱变化的前提条件。比如各种功能性的舞曲和进行曲体裁的速度就可以基本严格的始终如一的不包含弹性处理。而大型的交响化的舞曲和进行曲则另当别论，比如、 约翰施特劳斯的“蓝色多瑙河”和爱德华 . 埃尔加的“威风堂堂进行曲”，它们已经就有了较复杂的情节发展和变换。
那些大型的戏剧性的体裁，为了表现情节和矛盾冲突，其本身的各种要素的变化是必须的，所以我们的考察对象主要集中在小型体裁的作品，尤其是无标记力度和速度变化的部分。因为如果有标记，程序完全可以凭借标记进行控制，而在人性化的处理方面，无标记的弹性变化才是问题的关键所在。
弹性变化因为具有模糊性质，而乐谱却只能显示明确的或者较明确的结果，故而模糊的看似不明确的速度快慢、力度强弱变化等，只能靠指挥家和演奏、演唱家自己体会，即兴把握。
我们的考察研究对象主要包含以抒情见长的标题性中小型器乐曲、歌曲、等。
经过大量分析，我们总结出了十三个影响人性化的速度、强弱弹性变化的关键要素:
一、夸张概念的应用
人类的心跳速度为每分钟 70 左右，快于这个速度且速度不断正增加，人类就会有快和越来越快且情绪越来越高涨和越来越紧张的感受，慢于这个速度且速度不断负增加，则会有相反的感受。而无快慢感受的每分钟 70 左右，我们则把它理解为中速。音乐在表现音乐形象和情感时会充分利用这个特质。在利用这个特质时，虽然一首作品可能会用到很多不同的音值，但都会有一个占统治地位的基本音值。在进行节奏变化时，节奏相对的快慢变化总是以基本音值为参照进行布局。
在这个前提下，初始速度快于每分钟 70 的作品，其短于作品基本音值的音群(两个以上)，会有稍稍再短一些的趋势， 反之，长一些的音值会有稍稍再长一些的趋势;初始速度慢于每分钟 70 的作品，其趋势刚好相反。原因在于， 艺术化的表现，为了打动人，往往会对素材进行夸张处理，这也是行内常说的“贵在夸张”。结构内部出现相对的短或者长的音符，其初衷，就是要用快或者慢来表现情绪的波动，所以对相对的快和慢夸张一些，只要是不超出总体的平衡态，就会使表现更加灵动。如下例: 抒情歌曲《人间第一情》
此例的初始速度是每分钟六十拍，但密集音群的实际演唱速度均慢于标记的初始速度，而四个长音部分的速度均快于每分钟六十拍。经大致则算，其弹性的摆动幅度可以在每分钟 55 到 65 之间。下面是速度的摆动图谱:
再如下例:器乐曲《匈牙利舞曲》
此例的初始速度是每分钟 126 拍，但密集音群的实 际演唱速度均快于标记的初始速度，而第二段四分音符 的长音部分的速度均慢于每分钟 126 拍。经大致则算，其弹性的摆动幅度可以在每分钟 116 到 136 之间。下面是速度的摆动图谱:
将此类人性化处理以数据化的方式呈现，可用以下方式实现:
初始速度值或音量值(X)+ 弹性速度值或音量值(Y)= 随机调整值
二、上升下降的处理
音级上升或曲线上升的乐句有渐强或渐快的趋势， 而下降则有减弱或渐慢的趋势。(当然在某些特殊情况下也有可能反着来，这不是大概率事件)这是因为音级上升或是曲线上升表达的是力量和情感的积累或高涨， 反之则是力量的消散和情感的放松。所以用速度的快慢或音量的强弱辅助力量积累和消散，便成了一种艺术处理的重要选择。如下例:
下例是一个由低到高横跨三个八度的主题乐句，作者采用了一个 p 到 sf 的大幅度渐强，中间横跨五个强弱层次，效果非常震撼。再如下例:
上例 3-4、5-6 是一个由低到高再到低的速度非常慢的分解和弦音型，乐谱标记的渐强渐弱符号，并没有说明有多强多弱，这时就需要演奏者自己把握强弱的分寸，它既可以是强弱对比只有一级只差的 mp mf mp、也可以是对比度相差两级的 p f p、更可以是高达三级的 pp ff pp、那么从夸张的角度看采用对比度相差两级的 p f p 比较合适。这是因为两级之差比较明显，而三级之差对于月光的总体音乐形象有点过分了。
在这种处理模式中，传统大家熟知的夸张方法非常重要且有效，既“要想强先弱下来、要想弱先强起来”。 有时我们在处理矛盾冲突强烈的作品时，其强弱的具体比值甚至可以达到夸张的 ppp:fff 或 fff:ppp。
三、对比单位的强化
两个形成对比的乐句、乐节或者动机，可以用适度的力度和速度变化，辅助对比的加强。在大型管弦乐作品中这种思维模式会影响到乐器组和全奏以及独奏与合奏的布局，以此形成大幅度的弱强或者强弱对比。如下例:
上例聂耳的《金蛇狂舞》，其 1-17 小节由于八分休止符的分割和相同的节奏组合，形成了七对高低不同、 并以 {(2+2)+(2+2)、(1.5+1.5)+(1+1)+(1+1)+(0.5+0.5) +(0.5+0.5)} 逐渐缩减的模式，形成了强烈对比。乐队配器者以乐器组与组之间的音量、方位、音色的对比， 演绎七对高低组合的乐节和动机，从而营造了狂欢的热闹场面。
需要特别注意的是，每一对高低形成对比的乐节和动机除了音量、音色的变化，还可以加入适当的弹性速度变化，形成高快低慢的辅助对比格局，从而使对比更加强烈。其高低对峙的乐节和动机速度变化幅度在每分钟 140 到 135 之间，如下图例谱所示。
四、完全重复单位的辅助变化
完全重复的乐句、乐节、动机，因为外型完全一样，为了在重复时产生一定的变化，使之不至于单调，也会趋于对的力度和速度进行适度的调整。如下例摇篮曲《小山羊》的第一小节和第二小节完全相同，所以在演唱时两个重复乐节最好在力度和速度有所区别，才不至于单调。图谱显示的速度弹性变化在每分钟 55-50 之间:
再如广东音乐《彩云追月》，其第三小节和第四小节、第七小节和第八小节的外形完全相同，在演奏时如果将其力度和速度稍稍改变就会带来非常意想不到的效果。这种改变不易太明显，在力度处理上最好只相差一个等级，比如mf和mp;速度的变化也最好在每分钟相差五拍左右。
五、终止的辅助处理
乐段最后一个乐句或者最后一个终止性长音，因为要表示一定的停顿，所以大多数作品也会用一定的渐弱 + 渐慢处理，从感觉上辅助终止的完成;另外、如果是表现强烈矛盾冲突的作品，还可以见到渐快 + 渐强的处理模式。下面的钢琴独奏《渔舟唱晚》的结束乐句，是一个渐慢 + 渐弱例子，从倒数第四小节开始，其减慢的幅度达到了每分钟三十拍，渐弱的幅度达到了 mp 至 ppp 的四个量级程度。
六、长短音符的地位处理
当弱拍的短音符和长音符在一起时，短音符的力度在演奏时会明显弱于长音符。这是因为弱拍的短音符往往是装饰和填充，处于辅助地位，如果不在力度上弱化短音符，长音符的结构地位就会得不到突出，从而显得机械呆板。当然这种处理也会因旋律线的上升和个性化的理由而取消。下面的例子《送别》为了分析方便，我们将有可能进行强弱弹性处理的音符均用强弱记号标记了出来，实际的应用是绝对不会这样记谱的。
上例的八分短音符和相对的四分短音符均弱于长于它的音符，如果按国际 MIDI 行业协会规定的力度范围 在 0-128 协议，其弹性强弱的摆动幅度大约在六十之间。需要注意的是，处于上升状态的短音符会比处于非上升状态的短音符强一些。另外具有停顿状态的长音符，因为演唱者的呼吸需求，也会处于渐强或渐弱的状态。关于此类问题参见第十三的详述。
七、等时值音符的单调消解
一群没有音高变化的等时值短音符，为了避免单调， 也有依次渐弱或渐强的趋势。如果它们的后面接的是较强的部分，则会渐强和渐快，以起到准备和推动的作用; 如果反之，则会渐弱和渐慢，以消解情绪的累积。见下例:
这类处理，往往会采用比较夸张的方法，上例仅仅三个音的同音重复，就可能会采用 mp-mf-f 三级渐强，而四个音的同音重复，更可能会采用 mp-mf-f-ff 四级渐强。
八、拍子强弱循环规律的利用
如果没有明显的音高或长短变化，声音的强弱就会被拍子的强弱规律控制，以体现节拍周期性的规律。下例法国国歌《马赛曲》的第一段，同音重复处在四分之四拍的节拍组合中，且是行进式的进行曲风格，所以除了切分是的反强弱外，其余部分均受到强弱次强弱的节拍循环规律控制，其弹性强弱的幅度大约在 30 之间:
九、慢板作品重度抒情的自由发挥
表情性渐弱、渐慢、渐快、渐强。这类弹性处理的特征是初始速度为每分钟六十拍左右。如果初始速度设置在每分钟六十拍左右，就说明这类作品的体裁是在叙事、 幻想、温情、重度抒情范围之内。这类题材的重要特征是力度速度的适度自由发挥，但在处理时，不能进行突然的变化，其变化幅度应该是在舒缓的 +3 和_3 之间。
下例是钢琴独奏《夜深沉》的第一部分，其渐弱、渐强符号标示的演奏控制其实也伴随着弹性的渐快和渐慢，其弹性速度的摆动在每分钟五拍到十拍之间。这在初始速度设置为每分钟六十拍左右的慢板作品里，是比较常见的。
十、作品整体的力度速度布局
从总体的结构布局看，强弱或各种不同的力度和音量的片段必须形成交替的格局，才能使音响丰富多彩。 从头至尾用一个力度，从艺术的角度看将会是不可接受和缺乏魅力的。另外力度和音量对比的模式必须在并置对比(无过渡)和过渡对比中交替运用，才能形成纯形式的艺术美。采用并置对比的特征是，旋律发展形成高低对置的片段，
比如:奏鸣曲曲式的主题如果是戏剧性的强力度陈述，则副题必然是抒情性的中等力度陈述; 一般由二段体构成的作品，如果第一段是抒情的较弱力度陈述，第二段必然会是高潮和较强的力度陈述。变奏曲和回旋曲的每个段落的力度布局都会有所不同才能显得丰富多彩，
如果两个相邻的段落在力度上没有变化，则其它因素必须有大的不同，才能避免单调。需要注意的是，力度的变化往往会带动速度的弹性变化，相反速度的弹性变化也会带动力度的弹性变化。主旋律的那些细微的弹性变化，在作曲家配器时，会演化为织体的和声浓度或色彩的变化。
十一、人的呼吸和大自然的涨落规律
抒情性乐句以及为其伴奏的长音和声，如无特殊强弱处理要求，其力度的强弱起伏会以人正常呼吸的长度像海浪起伏一样伴随之。这是因为在较安静的无特殊表现要求的音乐形象陈述时，旋律线的力度涨落会受到大自然涨落规律的控制，而海浪的涨落和人安静时呼吸力度的强弱就体现了这种规律。比如，一首四分之四拍抒情作品的乐句长度，从时间上看，大约是两个呼吸过程和海浪起伏过程的长度，所以它就可以设置为两个强弱起伏过程，如下例:
上例每个小节的强弱弹性涨落还会伴随一定的速度快慢涨落，(大约每分钟四拍左右)。
十二、放松在慢板作品和快板里的差别
慢板作品较自由的片段，其非乐段终止长音也就是乐段内部的乐句长音，往往会缩短速度标记的延长时间。 比如原先的四拍长度，可能会缩短到三拍半左右。这是因为演奏员只有花费更少的气力才能达到放松的呼吸状态，而严格按速度标记的时间演奏，可能会稍稍紧张一些，从而影响轻松舒适的气氛构建。比如“蓝色多瑙河” 的自由引子部分管乐的乐句呼吸长音:
十三、动机、乐节、乐句收束处理
如没有特殊要求，为了能让人感觉到动机、乐节、 乐句在结构中的作用，收束音大概率需要弱化处理，这样作品整体的旋律层次感才能得到人性化的夸张，如下例:
需要注意的是上例(一)一小节的动机当被变形重复到第三次时，必须在力度上进行加强，这是因为，在这个阶段，如不进行不同于前面的变化，就会有单调的嫌疑，这也是我们常说的“事不过三”心理感受的实际体现。
结语
以往音乐演奏(唱)者只是按照感觉处理艺术夸张， 所以很多作品的处理会因人而异，其艺术效果有时会有很大的区别。所谓感觉好的艺术家，处理效果可能会更好一些，而大部分一般演奏唱者则处于不确定状态。感觉好时，可能处理会好一些，感觉差时则不尽人意。本文提出的论点和方法，会给 AI 程序设计者和演奏唱者提供明确的可供依赖的处理方法。
目前，大多数由电脑音乐系统制作的背景音乐和舞 曲音乐以及人工智能作曲程序等，很少会在弹性速度和力度上做专门处理，主要依靠采样音色或合成音色自带的表情达到有限的目的。主要原因是，除了设计者还没有完全研究出可靠解决方案外，即使做出处理方案，也往往会出现人云亦云的不同看法。
也就是说，即使用概率统计的方法找出大概率的事件，并做出相对合理的判断，也会因不同时段处理风格的变化，人在不同时段心理特征的变化等，影响和怀疑处理理由的正当性。尽管如此，在没有更好解决方法出炉的现在，即使使用模糊的大概率处理指标对作品进行处理，也比没有好。为了解决感觉、理念、风格的不同需求，在进行程序设计时， 我们可以给要给用户提供多种选择方案。
参考文献
[1] 井音吉,李圣辰.计算机自动作曲综述:一种 通用框架 [J]. 复旦学报 ( 自然科学版 ),2020,59(06): 639-657.
[2] 吴粤北 . 基于算法的频谱作曲技法 [J]. 黄钟 ( 中国 . 武汉音乐学院学报 ),2010,(04):3-10+203.
[3] 李雄飞,冯婷婷,骆实,张小利.基于递归神 经网络的自动作曲算法 [J]. 吉林大学学报 ( 工学版 ), 2018,48(03):866-873.
[4] 郭衡泽,汪镭.交互式遗传算法智能作曲系统 设计[J]. 微型电脑应用 ,2017,33(02):10-13+34.
