🤱🏾 🏕️ 🎵 电脑音乐开发 🌔 🐒 🙍🏻

计算机与我们的生活密不可分，它们被用于活动和人类生活的各个领域，扩展功能，大大简化工作。在他们的帮助下，人们发明了新技术，在科学上取得了进步，学习了空间并做出了许多有用的重要发现。同样，计算机技术的使用也影响了艺术的发展。特别是电子音乐的出现。

美国年轻工程师，发明家和未来学家Raymond Kurzweil具有创新的设计方法。他为盲人创造了一台阅读机。它基于允许设备读取几乎所有打印文档的方法。在计算机科学课程中，库兹韦尔在人工智能领域面临着相当艰巨的任务。他试图弄清楚如何对计算机进行编程，以便可以捕获同一对象的不同版本中的通用性？识别图像的能力，除其他外，使计算机能够识别打印的字母，而与字体无关。

雷蒙德·库兹韦尔

那时，已经存在一个字母识别系统，该系统自50年代末开始使用，当时银行开始使用“磁性墨水”在个人支票上写数字。但是只有风格化的字体才适合与读者一起使用。通过通用的文本阅读系统，需要识别多达300种各种形状和大小的最常见字体，而无需考虑纹理，纸张颜色，斑点，污点等。

1973年，库兹韦尔开始研发一种阅读机。他组建了一支来自哈佛大学的专家团队，选择了所有可能的知识领域-从程序设计，力学到语言学和教学法。成立的公司缺乏资金，年轻的开发商挤在一个宿舍里。然而，一年半之后，向公众展示了一种阅读机的工作模型。一年后，第一个商业样品开始销售，立即获得了普遍认可。

个人版阅读机

受音乐启发

该车的第一批拥有者之一是著名的摇滚音乐家和歌手史蒂夫·旺德（Stevie Wonder），他从出生开始就失明了。他的发展给他留下了深刻的印象，以至于他亲自拜访了发明家。他们之间开始了友谊，这是新发明的开始。 Wonder为Kurzweil提出了一项更艰巨的任务，并介绍了许多有用的建议和更正，以改善阅读机。

1982年，Wonder提出发明另一种设备-一种可以准确再现钢琴或任何其他乐器声音的电子乐器。对于音乐家而言，现有的电子音乐合成器在美感和声音复杂性方面似乎并不完美。尽管事实上Kurzweil对音乐没什么兴趣，他还是决定尝试制造一种创新的设备。

史蒂夫·旺德

Kurzweil开设了一家新公司-Kurzweil Music Systems（KMS），Stevie Wonder成为她的音乐顾问。恰好两年后，该公司创建了世界上第一台数字合成器Kurzweil250-这是一种专用计算机。

Kurzweil250在其内存中存储了现场乐器声音的数字化片段，并且还具有一个对按键速度异常敏感的键盘。该合成器具有极高的声音合成效果，即使在试音时，专业的钢琴演奏者也很难区分该设备与音乐会三角钢琴之间的声音差异。但最令人惊奇的是合成器架构。实际上，它执行了可调数字信号处理器的简单功能，从而可以非常精细地控制虚拟声音路径的所有参数。

合成器Kurzweil250

很快，KMS成为数字合成的领导者，而Kurzweil250几乎完全取代了模拟合成器。在过去的几年中，库兹韦尔的发明广受欢迎，数字合成器的销量增长了五倍。该公司开发了新的工具模型，同时提高了质量并降低了价格。当然，竞争激烈的大公司立即启动，转而使用数字合成。尽管如此，库兹韦尔的合成器在音乐家的评级中仍处于领先地位。

Kurzweil合成器背后的Wonder和Kurzweil

电子乐器的发展历史

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合成器RCA标记

在50年代，出现了第一批可编程合成器-RCA Mark I和Mark II。它们是由RCA普林斯顿实验室工程师Harry Olson和Herbert Belar开发和创建的。开发人员基于数学家，工程师和密码学家克劳德·香农（Claude Shannon）在文章中所描述的信息传输基础理论的原理和定律（“数学通信理论”）。 1950年，他们发表了研究报告，其中提出了使用数学方法创作音乐的建议。

在外观上，RCA Mark合成器就像当时的计算机一样-电子灯和电线占据了整个房间。但是根据动作原理，它们更像是电子机械版的“机械钢琴”，由打在宽纸带上的二进制代码控制。像计算机一样，合成器使用一卷穿孔纸带作为存储器，该存储器在提取声音时存储有关电子块设置的信息。

RCA Mark I合成器于1955年向公众展示。

RCA Mark I总共有12个电子管振荡器（每个八度音符一个），以及大量的频率滤波器，分频器，调制器，谐振器，从理论上讲，它们可以接收无限数量的声音。在实践中，他可以轻松合成以前闻所未闻的声音，但不能模仿例如音符之间平滑的小提琴或长号过渡。

RCA Mark I之后是Mark II，其具有两倍的振荡器，四音符复音并使用磁带来存储信息。

作曲家：Milton Babbitt，Peter Mosey，Vladimir Usachevsky以RCA Mark II合成器为背景（1958年）

在RCA Mark II上创作的最著名的作品之一是查尔斯·沃瑞宁（Charles Vuorinen）的“时间宝藏”（Time Enconium）（作曲家于1970年获得普利策奖）。从理论上讲，Mark II可以批量生产用于电子音乐工作室，即使不是因为它的尺寸和价格。

苏联合成器ANS

苏联的发明家和炮兵上校叶夫根尼·A·乌萨切夫（Yevgeny A. Usachev）在1958年开发了第一台苏联合成器（光电光学乐器）ANS。该乐器以纪念俄罗斯作曲家亚历山大·尼古拉耶维奇·斯克里亚宾的名字命名。值得注意的是，开发人员使用的合成技术与美国完全不同。在ANS中，使用了光-光合成方法，并提出了非常有趣的可能性，例如将信息存储在可移动介质上。

Murzin正在研究ANS合成器

该设备的工作原理基于电影院中使用的光学声音记录方法。在光学记录中，声音信号控制光通量，在胶片上产生宽度或密度可变的亮条。为了再现光学唱片，使用了光源和光电管，在它们之间拉伸了膜。穿过薄膜时光束的亮度变化会导致通过光电管的电流发生变化。接收到的电信号被放大并通过扬声器进行再现。

在ANS上录制声音的示例

ANS有点RAM，使其与现代合成器特别相似。当时的作曲家赞赏合成器。在屏幕上听到ANS的声音时，观众看到了伊娃·布劳恩（Eva Braun）和希特勒（Hitler）在尤里·奥泽洛夫（Yuri Ozerov）的电影史诗《解放》（Liberation）（1972）中自杀。这个乐器很好地刻画了苏联全长动画片“ Mowgli”的英雄们。与作曲家Sofia Gubaidulina，Alfred Schnittke，Edison Denisov和其他人一起，录制了整张唱片，他们使用ANS合成器找到了创作漫画的新方法。但是，没有其他合成器能够重新创建这样的声音调色板。苏联电子音乐领导者爱德华·阿捷米耶夫（Eduard Artemyev）也使用ANS来为安德烈·塔科夫斯基（Andrei Tarkovsky）的《 Solaris》（1972）这部著名电影创作配乐。

合成器ANS在莫斯科的格林卡博物馆

数学音乐

由模拟合成器创建的电子音乐逐渐被引入流行文化。并且，为此目的，使用数字计算机进行了实验。

在50年代后期，美国工程师马克斯·马修斯（Max Matthews）从事人工语音合成的研究。他很喜欢拉小提琴，并且可以欣赏将获得的计算机知识应用到音乐中的可能性。

1960年，马修斯与开发团队一起创建了世界上第一个计算机音乐程序MUSIC-N，计算机可以通过该程序合成各种声音。首次亮相的节目是《变奏曲》，只在相对狭窄的观众面前表演了几次。

马修斯团队开始改进MUSIC-N。 1961年，他们录制了一张名为“数学音乐”的光盘，并由一位权威音乐家发出以进行质量评估。但是这种创新并没有引起音乐界的热情。

Max Matthews在工作

马修斯走得更远，并在1969年创建了MUSIC-V程序，该程序将大型通用计算机（例如IBM的System / 360）变成了乐器。该程序分两个阶段创作音乐。首先，有必要对计算机需要模拟的仪器的特性进行数学描述。之后，记录连接模拟乐器各部分的得分。此外，所有信息都被转换成代表音乐声音的频率和振幅的二进制数。计算机正在处理获得的数字，接收构成磁带上记录的声音文件的新数字。该记录可以修改。音乐家有机会听他的作曲。为此，计算机找到了所需的文件，并在读取后将传输的二进制信号发送到连接到放大器的数模转换器。

尽管该系统具有强大的动力，但运行起来相当缓慢。例如，为了合成持续1秒的乐句，需要进行大量的计算。作曲者需要将其作品的所有参数输入计算机。之后，他不得不等待（有时需要几个小时），直到磁录音准备好收听。

实验室钟

并不是Matthews工作中的所有事情都进展顺利，开发团队并不总是能够解决这些困难（工作缓慢，声音清晰等）。尽管如此，音乐计算机领域的开创性实验吸引了年轻作曲家的注意。在60年代，越来越多的音乐家拜访了Matthews。使用MUSIC-V程序不需要提供模拟设备产生的声音，而且作曲家为创造力开辟了无限的空间。他们可以发明任何东西。

其中一项重要成就是用于音乐合成的MUSIC4软件包。该程序是Matthews编写的以前设计的扩展版本，可以通过直接数字计算播放音乐。通过使用数模转换器（DAC）将样本转换为声音，可以听到录音。

MUSIC4允许程序员输入乐谱（音乐版）作为文本文件。有些技巧带有软件乐器的“乐器”特征。软件包中提供了一些工具，但是程序员可以使用Fortran代码添加新工具。

马修斯（Matthews），斯坦福大学教授（1988）

从设计上讲，与现代便携式电子键盘乐器不同，该包装不适用于直接产生音乐。取而代之的是，所有歌曲或音乐作品都被编码并作为数字文件处理在包含样本流的光盘或磁带上。在80年代后期出现具有成本效益的数字声音记录机制之前，通常将样本发送到DAC并记录在模拟磁带上。

随后，Godfrey Wingham和Hubert Howe将MUSIC4转换为MUSIC4B，然后转换为MUSIC4BF（在其基础上开发了CSound计算机程序）。

FM小丑合成

电子音乐的另一个先驱是美国作曲家约翰·钱宁（John Chowning）。他受到Matthews的工作的启发，并深入研究了计算机技术。作曲家已成为斯坦福大学人工智能实验室的常客。在实验过程中，Chowning发现从两个简单信号（其中一个是载波，其频率由第二个信号调制）中，可以产生相当快的颤音，从而再现复杂的谐波或非谐音。该算法称为“频率调制合成”或FM合成（1967）。

约翰·乔宁

调频调频技术是由作曲家从无线电接收领域采用的。使用计算机实现，它可以合成极其复杂的动态光谱，可以通过简单而廉价的方式对其进行控制。FM合成的创建对于音乐家来说非常重要，这为他们打开了变化多端，音效变化的新世界。该综合可用于生成真实乐器的高精度数字复制。

Turenas电子作品

1972年，第一部Turenas电子作品被创作出来，其中包括一种幻觉。首次使用了先进的FM合成技术，以及声音在听众周围的空间中的移动（360度）。

FM合成已用于许多电子乐器中。 1974年，日本模拟电子合成器公司Yamaha赞扬了数字FM合成的可能性，甚至获得了使用该开发的许可证。 1983年，发布了第一款使用FM合成的DX-7合成器。 DX-7具有6个音源（操作员），可以使用32种方法（算法）进行连接。直接在合成器中拥有FM合成领域的相应知识，就有可能创建新的声音。 DX-7还具有用于连接存储盒的面板-这可以扩展原始的声音数量。该公司的专家投入了大量的精力和金钱来使合成器尽可能地具有高科技。

雅马哈DX7合成器

Yamaha继续生产合成器，转换和改进模型，它们变得更加紧凑，多功能和便宜。有了更多的内存和更复杂的软件，数字音乐合成器成为了专用计算机。

合成器Robert Mug

在60年代后期，美国发明家和企业家罗伯特·穆格（Robert Moog）开发了世界上第一个商业上成功的键盘合成器穆格。他还因独立组装Theremin（苏联发明家Lev Sergeyevich Theremin的发展）而闻名。

Mug回到哥伦比亚大学普林斯顿中心开始开发他的合成器。他与作曲家赫伯特·德意志（Herbert Deutsch）一起创建了一个电压控制的电子发生器，以及一个ADSR包络发生器和其他模块。之后，添加额外的链，并准备生产合成器。

罗伯特·穆格（Robert Moog）在合成器背景上

1964年，召开了由专业音乐设备工作的工程师和科学家代表大会，会议上展示了模块化电压控制键盘合成器Moog。 1969年，马克杯获得了他发明的低通滤波器的专利。

该工具需求不大。问题是，很少有人对大多数合成器模块的工作原理有所了解。因此，第一批购买者是作曲家－实验家，以及具有理解合成器技术能力的大学。是的，Moog合成器非常昂贵（30,000美元起）。

1968年，Wendy Carlos（曾是Walter Carlos）发行了他的专辑Switched on Bach，该合成器取得了意想不到的成功，该专辑是在Moog模块化合成器上演奏的经典作品的集合。这张专辑并没有让任何人冷漠。实验音乐人和前卫作曲家仅在专辑中将合成器用作真实乐器的模拟器。“ Switching on Bach”非常受欢迎，很快就被抢购一空。当然，他赞美了Moog合成器。

温迪·卡洛斯（Wendy Carlos）

在随后的几年中，穆加公司（Muga）创建了其他型号的合成器，也称为Moog。基本上，它们被称为“模块化系统”。

编排中的动作捕捉

在80年代，编舞家和计算机科学家的共同努力帮助开发了一种系统，该系统可以捕捉舞蹈中的主要步骤和动作。运动学专家兼生物医学技术员汤姆·卡尔弗特（Tom Calvert）是最早通过将计算机图形学与编排符号系统结合起来进行实验的人之一。他在自己身上固定了电阻，以对自己的动作进行计数和数字化。

在第一阶段，程序使用简笔画在屏幕上模拟舞蹈，并以真实的速度执行在键盘上输入的修改后的编排符号命令。但是随着功能更强大的计算机资源的出现，动画功能已经扩展。屏幕上的图像出现深度，清晰度。只需在键盘上输入命令，例如“转动头”，“举起手”等，就可以改变图形的姿势。更复杂的运动组合需要输入整套命令。

电脑屏幕上的动作

Calvert继续致力于改进系统。他想确保您无需键盘即可控制动作。为此，他们使用了附在舞者关节上的测角仪。这些设备通过模数转换器将电信号发送到计算机，从而使屏幕上的人物重复舞者的姿势。

实际上，Calvert开发的系统与现代动作捕捉非常相似，其技术已广泛用于游戏行业，动画和创造特殊效果。

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