数学 + 音乐：和 NI MASCHINE 工程师来聊聊音乐工程的艺术

754614950

数学 + 音乐：和 NI MASCHINE 工程师来聊聊音乐工程的艺术

十年前，Native Instruments 发行了旗舰节奏制作乐器 “MASCHINE”。在这个庆祝与回顾的夏天，我们采访了 MASCHINE 制作、开发过程中的一些关键人物，正是他们让 MASCHINE 从概念蓝图一步步成长为一款启发全世界音乐人灵感的产品。




在过去的十年里，MASCHINE 成为了全球嘻哈音乐圈的宠儿。用 MASCHINE 爱好者的话来说，MASCHINE 是经典硬件和尖端科技融合而成的产物。音乐制作人之所以选用 MASCHINE ，一部分是因为 MASCHINE 强大的采样能力，另一部分也是因为 MASCHINE 在复古采样模式下对经典采样器的逼真还原。

在介绍功能的细节前，让我们先来认识一下它的制作者 Steinunn Arnardottir。现在，她是 NI 的工程部主管，带领着一个超过 50 个开发者，工程师及设计师的团队。早期在 NI 任职的时候，她接触的便是数字信号处理（DSP）的项目。其中就有我们这篇文章要提到的——MASCHINE 的 Transient Master 效果及经典采样器模式。

跟很多在 NI 工作的员工一样，在很早以前，音乐就已经是 Steinunn 生活的主旋律了。“我的父亲以前经常去唱片店，那时候我经常跟着他，每次他都会让我买一张专辑，所以我从 6，7 岁就开始建立自己的专辑收藏了。就我记忆所及，我总是对音乐有着一种热情。”

“我从 9 岁开始学钢琴，同时我也开始听一些嘻哈和电子类型的音乐，以此来分散自己在传统钢琴课上的注意力。我还记得当时我渐渐对钢琴课失去兴趣的时候，当然我的钢琴老师尽了最大努力来阻止我的兴趣流失。她那时候问我：“好吧，那你现在想玩什么类型的音乐呢？”然后我把我的耳机给她听，她 “ Wow！” 了一声，然后给了我一本 Beatles 的乐谱书，我们在那时候共同决定 “是时候分道扬镳了” Steinunn 笑道。




在 Steinunn 的少年时期，音乐已经成为了她所有的激情所在。“我那时候很喜欢 Funk，Disco 和嘻哈音乐，我算是从嘻哈唱片资源比较匮乏的那一代成长起来的，我喜欢探寻好的唱片。当我开始搜集采样的时候，会回溯到 Funk，Jazz 和 Blues。某种程度上，我那也算是做研究吧。我开始分析为什么我会喜欢特定类型，例如粒子采样和声景音乐，而这种好奇心在我学习信号处理时也一直存在。”

即使她知道自己在数学上有一定造诣，Steinunn 在学习时经常因为自己表现的很书呆子而很焦虑。“作为一个青少年，我喜欢关于数学的东西，但这样给自己也造成了一定的压力，当时我不觉得我能够用数学做出很酷的东西。高中生去学习工程相关的事情，在那时的年轻人眼里一点都不酷。如果我能早点知道 DSP 的话，我就能减少很多的焦虑了。”

Steinunn 最大的兴趣一直都在音乐，但她从来没把自己当作一个音乐人。令她惊讶的是，最后是音乐工程让她能够用不一样的方式去玩音乐。“我的个性比较偏向幕后英雄，”她说道，“我的数学一直都很好，而且我也喜欢学习音乐工程。当我意识到原来在电子工程和信号处理中，音乐和数学可以结合起来，就像看见了曙光。在我学习的早期我就意识到这两样东西可以结合起来，就好像找到了一个新的自我。”

经过在斯坦福的音乐与声学计算机研究中心（CCRMA）参与了音乐技术大师计划后，没过多久 Steinunn 就意识到了自己的目标在柏林。“玩音乐这么久了，我听说过 NI 已经好一阵子了，当我开始接触 DJ 和后期制作时，我接触到了很多 NI 的产品。然后我决定当我完成第一年的课程后，我要申请到 NI 工作，因为这是我的梦想。”

当她得到 NI 的暑期工工作后，她以前寻找嘻哈采样的日子就很有关联了。她的第一份工作是创建基于经典采样器上的效果——就是创造了老派嘻哈的机器——然后把这些效果带到 MASCHINE 上。

“我觉得这是很有意义的项目，”她说道。“一般来说，在这类项目的开始时，我会找寻那些奠基某个音乐流派的硬件设备。经典的采样器和它们的沙砾感对于来自它们的音乐有着重大的贡献”

有句老话说“科技的有限能推动无限创意”，对于像 E-mu SP-1200 鼓机和 MPC60 经典合成器来说更是如此。E-mu SP-1200 鼓机的最大单个采样时间是 2.5 秒。但制作人们通过把速度为 33.3 rpm 的采样用 45 rpm 的速度来录制，同时提高音调，然后用更慢的速度回放刚录制的采样来获得更长的采样时间。这个技巧结合了最原始的音调调整技术，结果是得到一个有沙砾感，低保真的声音。而这种声音在 80 年代末到 90 年代初成为了说唱和舞曲音乐的代名词。





“当你在学习以前的音乐制作工具时，很难不对制作这些工具的人产生敬意，”Steinunn 补充道。“例如，某些机器只有有限的线性范围，或者是早期的采样器的内存很有限，工程师们需要在有限的时间里创造尽可能多的素材。”科技一直在进步，而声音始终保持经典。随着越来越多的制作人想要创造出老派的声音，以前的机器身价就跟着水涨船高了。不过现在有更简单更便宜的方法来获得这种声音——得谢谢 Steinunn，她把这个方法融合进了 MASCHINE。


为什么经典的采样器能够对声音有着独特的魔力呢？很难说答案是什么。那我们如何去捕捉这种无形的东西呢？Steinunn 的方法是系统化设计和相信自己耳朵的结合。“早期的采样器的采样率是显著的在音频频率之下的，所以工程师们要用一些方法来阻止不可取的 Aliasing effects（不同信号无法被分别的情况）及过低的 Bit-depth（位深度）的发生。为了重现这个效果，我得创建一个能衰减信号的算法。包括缩减采样（Downsampling）及量化（Quantizing）信号，使得声音听起来有特定比率的感觉。我从声学上和视觉上重现这个效果——例如使用光谱图来绘制出频率等等。”


很快，她引起了同事的注意。“我坐在自己的位置上，桌上堆满了经典的采样器，我时不时地会按一下 Pad，与此同时，我在 DSP 部门的同事 Mickael LeGoff 在搞着一个吉他调音器的项目，他拿着一把吉他弹着随机的音符。然后当时 MASCHINE 市场部主管 Marcus Rossknecht 走进了我们的房间，我们那时还没相互介绍过，他看了我们一眼之后开玩笑的说，“你们是谁？在这里做什么？我们给钱你们是做这些的吗？” 哈哈，他当时应该觉得我们在搞这些东西很怪吧。”





当项目完成后，NI 把一些效果打包，命名为 MASCHINE 1.5 来发行，此次发行之后，嘻哈圈随即就炸开了锅。“S1200，MP60 和其他的采样器模式均得到大量好评，”她自豪的说道。“很多大牌的嘻哈音乐人和制作人都说他们很喜欢 MASCHINE。我觉得很骄傲，特别是当时我的事业才刚刚起步。”

之后 Steinunn 在 NI 一步一步升迁。时间的进度条快进十年，当初的小女孩已经从当初小小的 DSP 工程师升到工程部主管了，成为了 NI 中最受尊敬的人之一。这十年来，她在 NI 的其他产品中（例如 KONTAKT，GUITAR RIG，TRAKTOR 及 MASCHINE）也贡献了自己的一份力量。



过去的十年里，我们一路走来，我很好奇未来的音频技术会带给 Steinunn 怎样的惊喜。“过去几十年的流行是尽可能的获得更多的处理能力来提升项目的精细度。现在通过商品云计算，我们来到了一个新的层面。向前看，以后的音乐制作就会是跨领域的了。”

音乐人可以舒一口气了——人工智能没有接管一切，至少 Steinunn 是这么说的。“我不担心人工智能会取代人类的创造力，相反的，我们如何使用这些工具来把复杂的问题简单化，大量减少冗长和重复的操作，这些才是我觉得激动人心的地方。更广泛来说——不止在音乐技术上——我对未来人类如何使用科学技术上更高级的智能来帮助自己更有兴趣。”