計(jì)算機(jī)音樂制作在影視作品中應(yīng)用

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摘要：現(xiàn)今，影視音樂已成為影視劇創(chuàng)作的重要一環(huán)，同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)也正強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入各行各業(yè)，因而用計(jì)算機(jī)技術(shù)開展影視作品中的音樂制作勢(shì)在必行。因此，本文先結(jié)合影視藝術(shù)的發(fā)展，說明采用計(jì)算機(jī)技術(shù)的必然性，然后結(jié)合深度學(xué)習(xí)技術(shù)提出一種適用于影視音樂制作的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最后結(jié)合創(chuàng)作的作品，對(duì)影視作品中的音樂進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，為計(jì)算機(jī)音樂制作的現(xiàn)代應(yīng)用提供了新的思考。

關(guān)鍵詞：影視音樂制作；深度學(xué)習(xí)算法；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

0引言

自有聲電影誕生以來，音樂就成了電影必不可少的一部分，自然地，電視藝術(shù)出現(xiàn)之后，音樂也進(jìn)入了電視片的制作中。計(jì)算機(jī)技術(shù)是人類在20世紀(jì)的偉大成就，進(jìn)入21世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)正以不可阻擋的態(tài)勢(shì)進(jìn)入各行各業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用計(jì)算機(jī)技術(shù)為人們所理解，認(rèn)為是理所當(dāng)然的；經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域使用計(jì)算機(jī)技術(shù)現(xiàn)在也司空見慣、不足為奇；現(xiàn)在文化藝術(shù)的創(chuàng)作也開始利用計(jì)算機(jī)技術(shù)。20世紀(jì)末用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)動(dòng)漫風(fēng)靡一時(shí)，進(jìn)入21世紀(jì)，計(jì)算機(jī)書法、計(jì)算機(jī)詩歌也漸漸興起，相對(duì)比較起來，應(yīng)用計(jì)算機(jī)做影視劇的創(chuàng)作起步較晚，本文探討用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行影視劇音樂的制作問題。

1影視、音樂和計(jì)算機(jī)技術(shù)

1．1影視音樂的誕生

1895年12月28日，巴黎大咖啡館正上映著世界上第一部真正的電影，人們把這一天定為電影誕生日，盧米埃爾兄弟被稱為“現(xiàn)代電影之父”。自此之后，影視在人類的生活中占據(jù)了越來越重要的位置。同時(shí)，與之相關(guān)的行業(yè)也得到了蓬勃發(fā)展。據(jù)說在有聲影片出現(xiàn)之前，人們就在影視中加入音樂，那時(shí)的音樂是靠屏幕下樂隊(duì)演奏的［1］。音樂在無聲電影時(shí)期也是影片放映的重要部分，“在任何有或大或小影院的地方，現(xiàn)在都有一只好樂隊(duì)”，雨果·瑞森菲爾德1926年寫道。他估計(jì)美國(guó)那時(shí)有18000座電影院，斷定影院樂師已成為“一種商業(yè)資產(chǎn)”［2］。一旦影視可以有聲之后，音樂更是影視作品中不可缺少的一部分。盡管長(zhǎng)期以來，音樂與影視本是兩門各自獨(dú)立存在的藝術(shù)門類，他們各自擁有自己獨(dú)特的理論系統(tǒng)、表現(xiàn)形式以及功能標(biāo)準(zhǔn)。然而恰恰是這兩門獨(dú)立的藝術(shù)融合在一起卻產(chǎn)生了巨大的化學(xué)作用，形成了如今的影視音樂。在這個(gè)視聽體系中“聲音與畫面是兩個(gè)互為依存、共同構(gòu)筑的藝術(shù)序列”［3］，視覺藝術(shù)和聽覺藝術(shù)深度交融，極大地豐富了藝術(shù)的感召力。

1．2影視音樂的特性及作用

“當(dāng)我們觀看電影時(shí)，我們體驗(yàn)到的不僅僅只是大量的影像、照明、拍攝角度、聲音、音樂；我們體驗(yàn)到的是一個(gè)整體、一個(gè)敘事、一個(gè)由傳達(dá)著某個(gè)故事的諸多表達(dá)元素組織起來的集合”。在音樂的襯托下，影視能在自身表述的基礎(chǔ)上增添新的色彩。在現(xiàn)代的影視作品中，音樂雖然沒有直接的對(duì)白，但也是其中不可缺少的語言形式之一，好的音樂能使影視作品的情感表現(xiàn)力更為豐富。例如近年奧斯卡大熱影片《荒野獵人》，這部講述人性與自然之間微妙關(guān)系的電影給人最大的感覺就是冰雪里的荒涼與寒冷，并且主人公在影片中的后半段幾乎很少有對(duì)白，大部分的時(shí)間只有主人公一人在冰雪之中獨(dú)自前行，雪是沒有聲音的，寒冷也是沒有聲音的，此時(shí)，作曲家坂本龍一先生的音樂卻完美地契合了畫面，音樂營(yíng)造的氛圍準(zhǔn)確地表達(dá)出自然的冷酷壯麗以及影片的情感氛圍。鏡頭之大，畫面恢宏，而濃郁、厚重，氣勢(shì)磅礴的弦樂演奏的主題動(dòng)機(jī)卻將觀眾的心隨著主人公蹣跚的步伐一步一步抓緊。KathrynKalinak在《FilmMusic，AveryshortIntroduc－tion》中提及音樂在影視作品中有以下幾點(diǎn)作用：“電影音樂引導(dǎo)觀眾對(duì)電影畫面產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，建立觀眾與電影畫面之間的聯(lián)系”“明確情節(jié)的敘述內(nèi)容與敘述進(jìn)程”“強(qiáng)調(diào)或預(yù)示某些敘事發(fā)展”“解釋角色的某些行為動(dòng)機(jī)，幫助觀眾理解他們的想法”“掩飾電影制作中的技術(shù)性成分”［4］。

1．3計(jì)算機(jī)技術(shù)與音樂創(chuàng)作

最早用于音樂的計(jì)算機(jī)技術(shù)是音樂的數(shù)字化。在一切都可以數(shù)字化的20世紀(jì)后期，簡(jiǎn)單地將音頻信號(hào)數(shù)字化應(yīng)該是很容易做到的，早期音頻數(shù)字化的最大成果是MIDI技術(shù)。MIDI是musialinstrumentdigitalinterface的縮寫，直譯是音樂設(shè)備的數(shù)字化接口，建筑在MIDI技術(shù)上的MIDI系統(tǒng)能夠?qū)⒃从跇菲鞯穆曇粜畔⒓赊D(zhuǎn)化成數(shù)字信息集成，有效地解決了聲音數(shù)字化的失真問題［5］。一旦在充分保真的前提下音樂被數(shù)字化，那么計(jì)算機(jī)技術(shù)中的存儲(chǔ)、壓縮、加強(qiáng)、周期調(diào)節(jié)、剪接，以及利用MIDI系統(tǒng)形成的變奏、融合就可以讓音樂的內(nèi)容和形式都變得更加豐富，而且開啟了計(jì)算機(jī)音樂創(chuàng)作的大門。有人總結(jié)了計(jì)算機(jī)技術(shù)給音樂創(chuàng)作帶來的優(yōu)勢(shì)：改變了音樂創(chuàng)作的格局，實(shí)現(xiàn)了作曲、錄音制作的一體化；改變了樂器演奏的不確定性，極大地提高了音樂表現(xiàn)的精準(zhǔn)度；提供了聽覺藝術(shù)與視覺藝術(shù)的聯(lián)動(dòng)便利，而這一點(diǎn)為影視音樂采用計(jì)算機(jī)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)；極大地改變了音樂演奏專業(yè)技術(shù)的需要，過去演奏小提琴與演奏小號(hào)需要兩名專業(yè)人才，現(xiàn)在只要一名程序員就完全搞定了［6］。除此之外，計(jì)算機(jī)技術(shù)還存在容易修改、融合其他聲音、自動(dòng)生成等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的音樂作品也有天然的缺點(diǎn)，最大的一個(gè)問題是音樂的思想表現(xiàn)能力不足、創(chuàng)造性薄弱等，但是對(duì)于影視音樂來說，這些缺點(diǎn)幾乎不存在。

2應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法的影視音樂制作

2．1影視音樂的特點(diǎn)

先撇開音樂不說，影視本身是多種藝術(shù)的結(jié)晶。影視起源于劇本，不是將劇作家創(chuàng)作的劇本直接拿過來，而是需要設(shè)計(jì)鏡頭、場(chǎng)景、對(duì)白、動(dòng)作，是一項(xiàng)專門的藝術(shù)，影視中的“視”包含了色彩、畫面、主題等視覺藝術(shù)的綜合。音樂對(duì)影視藝術(shù)來說是一種輔助性的藝術(shù)，盡管前文說過它非常重要。作為文學(xué)和視覺的一種輔助，那么契合便是音樂對(duì)于影視的最重要特點(diǎn)了［6］。首先是內(nèi)容的契合，其次是畫面的契合，最后是與影視制作人創(chuàng)作理念契合。除了契合，音樂還應(yīng)該有積極的作用，而這種積極的作用主要表現(xiàn)在烘托、抒情和心理強(qiáng)化的作用上。

2．2最通用的制譜軟件

西貝柳斯（JeanSibelius，1865－1957）是芬蘭久負(fù)盛名的民族音樂家。1978年在英國(guó)求學(xué)的一對(duì)芬蘭孿生兄弟本·費(fèi)恩（BenFinn）和喬納森·費(fèi)恩（JonathanFinn）著手開發(fā)制譜軟件，這個(gè)軟件就以民族音樂家Sibelius命名。這兄弟倆都是學(xué)計(jì)算機(jī)程序的且都喜歡音樂，大約經(jīng)歷6年，軟件開發(fā)成功并可以投入使用，兄弟倆因而開辦一家公司，專門銷售這套軟件。目前這套軟件已發(fā)行第6版，在世界100多個(gè)國(guó)家或地區(qū)有售，是世界上最通用的制譜軟件［7］，對(duì)Sibelius的使用有一個(gè)通俗的應(yīng)用指導(dǎo)，圖1是Sibelius的主界面。Sibelius是專門為作曲家開發(fā)的，功能非常強(qiáng)大，可以用作設(shè)計(jì)、試聽、修改，并以設(shè)計(jì)好的譜用五線譜的形式輸出。它是一個(gè)專業(yè)性很強(qiáng)的軟件，使用它不需要掌握很多計(jì)算機(jī)操作的基礎(chǔ)知識(shí)，但是需要非常扎實(shí)的作曲知識(shí)。因此對(duì)于非專業(yè)人士不甚適合，尤其是一般影視片的制作人。國(guó)內(nèi)也有一些關(guān)于計(jì)算機(jī)音樂制作的研究，例如李帆［8］分析了隨機(jī)性作曲和確定性作曲，并利用WM8731構(gòu)建了音頻顯示設(shè)備。但總的說來，這方面的研究尚處于起步階段。

2．3基于深度學(xué)習(xí)的影視音樂設(shè)計(jì)

有人認(rèn)為人工智能的第三次浪潮特征是“機(jī)器學(xué)習(xí)”。1974年沃波斯（Werbos）提出的誤差反向傳遞（BP）算法被認(rèn)為是開創(chuàng)這個(gè)時(shí)代的新成果。這是一種三層網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)正向傳遞，而網(wǎng)絡(luò)輸出與教師信號(hào)之間的偏差被反向傳遞，用來修正網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值。1989年有人證明這樣的網(wǎng)絡(luò)理論上可以逼近任何一個(gè)連續(xù)函數(shù)［9］。雖然幾經(jīng)改進(jìn)，例如將激勵(lì)函數(shù)選成Sigmoid函數(shù)，將網(wǎng)絡(luò)提升到多層，但是依然存在學(xué)習(xí)困難和局部最優(yōu)的不足。21世紀(jì)初，BP網(wǎng)絡(luò)得到又一次革命性的推進(jìn)，那就是“深度學(xué)習(xí)”的提出。深度學(xué)習(xí)采用多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它的一大特點(diǎn)是將神經(jīng)元分類，各類神經(jīng)元執(zhí)行不同的任務(wù)，采用不同的算法，從而減少權(quán)值修正的困難，另外深度學(xué)習(xí)對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行預(yù)處理，確定比較合適的初始權(quán)值，從而減輕網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算量。當(dāng)然如今的深度學(xué)習(xí)還存在一些不足，受到的批評(píng)也不少，例如采用深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常需要大量的學(xué)習(xí)樣本，這對(duì)于小樣本對(duì)象是不適用的，另外人們對(duì)于深度學(xué)習(xí)之所以能夠有較高學(xué)習(xí)精度的原理尚不清楚［10］。當(dāng)前，應(yīng)用深度學(xué)習(xí)都是采用開源的軟件，幾乎沒有自行開發(fā)的，所以不需要很多計(jì)算機(jī)和人工智能的理論知識(shí)，這一點(diǎn)也有力地推動(dòng)了深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用。目前用得最廣的是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

2．4用與影視音樂制作的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

本文采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)制作影視音樂，具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。根據(jù)影視制作的一般過程，在配置音樂的時(shí)候，劇組已經(jīng)完成文學(xué)劇本改制和視頻剪輯，或者是帶有語音的視頻資料，同時(shí)，制作人對(duì)于音樂配置也有了自己的設(shè)想。因此在配置音樂之前已經(jīng)具備視覺材料———影片，文字材料或者語音材料———?jiǎng)”荆约爸谱魅藢?duì)于音樂的構(gòu)思。因而在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中將這三者作為輸入（見圖2）。根據(jù)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入規(guī)則，為了加大深度學(xué)習(xí)的效率，如果影視原片中圖像與語言已經(jīng)合成，我們也將兩者剝離然后分別輸入預(yù)處理模塊（實(shí)際制作時(shí)原片同時(shí)輸入兩個(gè)輸入端，一個(gè)濾去語音，一個(gè)濾除圖像）。因?yàn)橛耙曀囆g(shù)是帶有個(gè)性的藝術(shù)，不同的制作者可以有不同的風(fēng)格，因此特意設(shè)置了“編輯干預(yù)”模塊，制作人員可以輸入強(qiáng)化、減弱、歡笑、悲傷等指令調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)最后輸出的音樂。深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用前必須經(jīng)過巨量的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)是應(yīng)用現(xiàn)成的影視片完成的，視覺材料與語音資料可以從現(xiàn)成影視片直接獲取，而編輯干預(yù)則需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)影視片總結(jié)出來，影視片中的音樂則是教師信號(hào)。盡可能多地收集影視資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。為了提高學(xué)習(xí)效果應(yīng)該根據(jù)不同的影視資料，例如紀(jì)錄片、故事篇、游戲篇等制作不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3應(yīng)用實(shí)例

這里用紀(jì)錄片《紅色翅膀：火烈鳥的故事》為例來說明利用計(jì)算機(jī)配置音樂的過程。

3．1紀(jì)錄片《紅色翅膀：火烈鳥的故事》的音樂配置

紀(jì)錄片最大的特點(diǎn)是紀(jì)實(shí)性。從創(chuàng)作手段上講，盡管同樣是建立在生活基礎(chǔ)之上的藝術(shù)真實(shí)，因?yàn)樾螒B(tài)上的差異，紀(jì)錄片就比電影等其他形態(tài)的作品在真實(shí)這一藝術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)上要求更嚴(yán)格一些。這一要求同時(shí)也反映在紀(jì)錄片音樂的創(chuàng)作上，音樂應(yīng)在不破壞影片真實(shí)感的前提下進(jìn)行創(chuàng)作，需要更為謹(jǐn)慎，從而讓音樂在情感的表達(dá)上不過分夸大，喧賓奪主［11］。《紅色翅膀：火烈鳥的故事》是一部關(guān)于火烈鳥生活周期的自然紀(jì)錄片，影片拍攝于坦桑尼亞北部的納特龍湖。影片記錄了這群瀕臨滅絕的稀有生物如何為了生存而進(jìn)行抗?fàn)帯４舜芜x取的片段是影片開始的部分，片段的前半部分講述了納特龍湖惡劣的生存環(huán)境，后半部分則是本片主角—火烈鳥的出場(chǎng)，展現(xiàn)了火烈鳥優(yōu)雅的飛行姿態(tài)以及大自然的美麗景色，畫面優(yōu)美。在進(jìn)行配樂的準(zhǔn)備工作時(shí)，筆者挑選了管弦樂作為此次的配器，管弦樂是隨著16、17世紀(jì)聲樂與器樂的發(fā)展逐漸形成的，管弦樂中按樂器的不同可分為弦樂組、木管組、銅管組、打擊組。由于管弦樂中樂器種類豐富，組合形式靈活多變，因此管弦樂隊(duì)作品可表達(dá)的音樂情感及音樂效果強(qiáng)于其他配器。帶有電子音色的現(xiàn)代配樂固然有新鮮時(shí)尚的優(yōu)點(diǎn)，但影視配樂不是一個(gè)只靠作曲家個(gè)人意愿的工作，音樂時(shí)時(shí)刻刻需要為畫面進(jìn)行服務(wù)，音畫合一才是影視配樂應(yīng)該達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。由于此紀(jì)錄片所講述的是生命與自然的主題，且整部影片沒有現(xiàn)代科技元素，因此筆者選用了以管弦樂音色為主的編配方式。本片所講述的是大自然與動(dòng)物之間神奇而又美妙的關(guān)系的故事，因此在開始創(chuàng)作之前參考了同題材的紀(jì)錄片，例如紀(jì)錄片《地球脈動(dòng)第二季》以及迪士尼紀(jì)錄片《我們誕生在中國(guó)》的配樂。

3．2具體配置效果

（1）第一部分：納特龍湖的自然環(huán)境的展現(xiàn)。這一部分講述了影片的主要取景地坦桑尼亞北部的納特龍湖及其周邊的地理環(huán)境，除了少量描述火山活動(dòng)的近景之外，畫面大多是使用緩慢的遠(yuǎn)景鏡頭進(jìn)行拍攝，畫面多使用冷色調(diào)，風(fēng)景壯麗，整個(gè)部分尤如突如其來的雷雨般戛然而止。隨著陽光下的納特龍湖出現(xiàn)，影片開始了，在此后的一分鐘內(nèi)，大量的幾乎靜止的遠(yuǎn)景鏡頭，以及平穩(wěn)的旁白緩緩地向我們介紹著神秘的納特龍湖地區(qū)，揭開了這一原始地區(qū)的神秘面紗，因此，在這段畫面的音樂創(chuàng)作上，使用了循序漸進(jìn)的編排方法，整首曲子由弦樂組的單音、震弓引入，而后采用弦樂組的高音區(qū)和弦長(zhǎng)音演奏，進(jìn)而轉(zhuǎn)入中音區(qū)，之后以圓號(hào)為主的銅管組加入，整體音樂質(zhì)感由纖細(xì)逐漸增加厚重感，為了配合緩慢而又壯麗的風(fēng)景畫面，以及納特龍湖周邊的巖石地貌，整體音樂風(fēng)格是偏安靜嚴(yán)肅的，無明顯旋律，各樂器為長(zhǎng)音演奏，聲音由弱到強(qiáng)，配器由少到多，預(yù)示著這一地區(qū)的神秘感將被揭開，也為后一段的火山活動(dòng)場(chǎng)景做鋪墊。而后，影片開始展現(xiàn)火山的活動(dòng)，鏡頭切換頻率加快，遠(yuǎn)景切換為近景，畫面明暗變化增多，因此，音樂在此處也做了一些轉(zhuǎn)變，增加了以大鼓為主的打擊樂器增強(qiáng)節(jié)奏感，弦樂的演奏技巧由連奏變?yōu)槎巫唷９狞c(diǎn)代表著火山的不穩(wěn)定，而和聲的重復(fù)則代表大地的穩(wěn)固。經(jīng)修改后的譜如圖3所示。隨著旁白的過渡，畫面繼續(xù)回歸到開始時(shí)的風(fēng)格，遼闊的天空與無邊際的湖水，此時(shí)的音樂結(jié)束了前段的插曲，再次過渡到了最開始的音樂風(fēng)格。隨著最后一次的閃電出現(xiàn)，第一部分的音樂也隨之結(jié)束。圖4為第一部分劇情的音樂配置說明。（2）第二部分：火烈鳥的到來。影片的主角火烈鳥第一次出現(xiàn)在熒幕上，整部影片開始有了生命的氣息，靈動(dòng)優(yōu)美的飛行姿態(tài)，亮麗的粉紅色，打破了之前緩慢靜止的畫面，一改之前灰暗的色調(diào)，與第一部分形成了鮮明的對(duì)比，因此在音樂上也與第一部做了完全不同的處理。火烈鳥在黎明時(shí)分的湖面上優(yōu)雅地飛行著，從遙遠(yuǎn)的地方一路來到納特龍湖，豎琴的琶音演奏模仿的正是火烈鳥成群飛行的自由活潑的模樣，靈動(dòng)而又整齊，小鐘琴的加入使得音樂聽起來更加活潑，此時(shí)的旋律一掃之前的平淡與嚴(yán)肅，帶來了活潑的情緒，后半部分弦樂組、豎琴、銅管組音色相互交織演奏主旋律，代表著火烈鳥、影片記錄者與自然的交流。音樂在這里起到了兩個(gè)作用：第一，烘托出充滿生機(jī)的氣氛；第二，作為紀(jì)錄片中的主觀音樂，在觀眾的立場(chǎng)上傳達(dá)出了觀眾的情感，抒發(fā)了觀眾對(duì)于生命的美好向往。圖5是第二部分的配樂。圖6為第二部分劇情與音樂配置說明。（3）小結(jié)。這部音樂作品整體風(fēng)格較為平穩(wěn)，沒有過分夸大影片中的元素，盡可能地還原影片中大自然的變化與火烈鳥的特點(diǎn)。紀(jì)錄片的聲音由人聲、自然音響以及音樂三部分組成。其中，音樂主要起到烘托氣氛的作用，在本部作品當(dāng)中，音樂的創(chuàng)作有意地避開了旁白的出現(xiàn)，在旁白出現(xiàn)時(shí)盡量少的使用大段的旋律寫作。

4總結(jié)

本文探討了采用計(jì)算機(jī)技術(shù)的影視音樂制作，提出采用深度學(xué)習(xí)自動(dòng)完成樂譜的配置，具體采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成設(shè)計(jì)，由于工作剛剛開始，一些想法還只是雛形，有待于在今后繼續(xù)改進(jìn)，但是從制作的實(shí)踐看，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于影視音樂制作是可以大有作為的。

作者:林婉月 單位:班戈大學(xué)，音樂學(xué)院