摘要
虽然新型数字乐器的价值在很大程度上取决于它们的音乐制作能力，但研究文献中对新乐器的分析通常侧重于对手势或演奏者体验的分析，而不是用乐器制作的音乐内容。在本文中，我们对使用新乐器创作的音乐进行了动机分析。在音乐语境中，动机是一个小的、可分析的音乐片段或乐句，它在作品中很重要，或具有作品特点。我们概述了识别和分析使用新乐器制作音乐动机的方法，并在一个案例研究中展示了该方法的使用，在该案例研究中，10名音乐家使用我们设计的新型大型数字乐器创作了表演。这项研究说明了音乐学方法对NIME研究的价值，表明需要对NIME表演的音乐学进行更广泛的讨论，因为它不同于其乐器。
作者关键字
动机分析、数字乐器设计、音乐互动、大型DMI、NIME表演音乐学、音乐理论、DMI评估
CCS概念
•应用计算→声音和音乐计算；表演艺术；•信息系统→音乐检索;
介绍
“言不由衷，音乐说话”汉斯·克里斯蒂安·安徒生
NIME每年都会演出新的乐器。基于实践的研究，其中表演和作文是智力贡献的核心部分，在NIME得到了很好的确立[1] [2] [3] [4] [5]然而，NIME文献中对使用新乐器制作的音乐进行的音乐学分析很少，评价更多地侧重于表演者、观众或其他利益相关者的经验[6]虽然音乐学分析可能不适合某些NIME研究，例如使用非功能性乐器进行短期调查或不用于音乐制作的技术探索[7] [8]我们认为，在用于表演的新乐器的背景下，将音乐表演分析添加到NIME常用的评估方法中可以学到很多东西[9]包括专题分析[10]当参与者遇到新的工具时，对手势互动进行分类[11] [12] [13]所有这些都涉及通过一系列方法获取数据，包括记录、现场笔记、交互日志、访谈和问卷调查。
M（M）音乐学是一个广义的术语[14]包括音乐理论与分析、音乐史和民族音乐学；该领域致力于解决文本与实践、音乐与社会因素之间的紧张关系，以及关于什么样的音乐应该享有学习特权的持续争论。除了乐谱和表演，乐器也是音乐学研究的一个重要领域[15] [16] [17]由于本文篇幅有限，我们无法公正地评价该领域的广度。相反，我们建议对NIME进行分析表演与更常用于评估NIME仪器的HCI衍生或实践驱动方法相比，提供了一套不同的智力观点和见解。在本文中，我们从一个特定且有限的音乐分析子集开始，动机分析重点关注音乐声音的模式，以区别于表演它们的物理动作。虽然动机分析在传统的基于记分的音乐分析中很常见，但我们研究的非核心背景可能与表演研究领域更具亲和力[18].
本文中的技术旨在补充而非取代其他已确立的NIME评估形式，并可作为深入讨论使用新型数字乐器（DMI）进行音乐分析的适当起点。
背景
习语音乐和新乐器
所有工具都嵌入了脚本 [19]鼓励某些类型的音乐创作，阻止其他类型的音乐制作。由于乐器的物理启示，用乐器作曲可以产生地道的音乐[20] [21] [22]，音乐是为乐器而优化的，由“现成的序列”和“仅靠语法规则无法预测的特征模式”组成[20].
用新乐器演奏的习惯用法尚未确定[21].音乐模式可以由惯用手势塑造[13] [23]或者由音乐编程语言推动的思维模式[24].
在DMI的背景下，由于设计者的音乐理念嵌入到乐器中，因此将乐器建造与作曲进行了比较[25]用别人的乐器演奏被比作演奏他们的作品[26]同样的原则在一定程度上适用于任何乐器，即使是传统的声学乐器：演奏乐器就是与创作者进行跨越时间和距离的艺术对话。
然而，习语模式在编曲或表演曲目中的具体表现方式却很少受到关注。研究演奏者在演奏乐器时使用的音乐动机可以提供线索，了解什么样的音乐适合乐器，以及为什么。
音乐动机
在音乐方面动机（或主题）是一个小的、可分析的音乐片段或乐句，对作品很重要或有其特点[27]作为“具有主题同一性的最小结构单元”[28]，动机可能是任何音乐元素。表1显示了西方音乐元素的例子，其中任何一个都可能构成动机的一部分。
表1：一些西方音乐元素
我们的动机分析方法
我们开发了一种动机分析方法，用于检查使用新乐器创作的音乐和表演。
新乐器通常没有记谱系统，或者只有一个能够捕捉到该乐器显著音乐特征的有限子集。我们的动机分析方法是检查表演的音频，而不是检查注释乐谱，这一直是对既定曲目进行音乐分析的常见做法。因此，我们的方法也适用于研究即兴创作。
鉴于动机是音乐中的一个元素，也是作品的特征，因此选择动机分析的动机并不是一个目录全部的表演中的音乐元素。相反，它是一个目录具有特征的元素对表演的影响。我们通过两个步骤确定动机。我们首先对演出中出现的所有音乐元素进行分类。从这个目录中，我们只选择表现特征的元素作为动机分析中使用的动机。“如果不包括这一要素，表演是否可以被视为相同的表演？”这一问题有助于我们确定哪些要素是表演的动机。
确定动机不是一个非此即彼的过程。许多相互冲突的动机可能同时存在，并且同样具有表演的特点。冲突动机的并置可能本身就是动机。在对所有表演进行动机识别的过程中，会产生与其他数据集类似的动机代码簿。
案例研究概述
本文的其余部分介绍了一个案例研究，展示了如何使用我们的动机分析方法来检查使用新乐器制作的音乐。
我们假设大型仪器的物理设计会影响仪器的惯用性能。我们假设，我们可能会看到不同表演者的身体表现模式（无论结果如何），这可能会影响作曲家使用乐器演奏的音调选择。
为了验证这些假设，我们根据之前的研究更新了大型DMI的设计[29]为了创建一个用于比较性能的数据集，以确定物理设计对所创建的性能的影响，我们给一半的参与者提供了DMI的一个色调布局和另一半的色调布局。
研究工具
超大型（宽2米，高2米）仪器如图1所示。
硬件和软件
DMI由PVC管构成，具有20个可前后摆动90度的高性能钟摆。每一个都有一个凸起圆环的纹理图案（如图2所示），灵感来自拉丁美洲圭罗以及一个以22.05kHz采样的嵌入式模拟加速度计，具有数千赫兹的可用模拟带宽。加速度计总连接到4个Bela mini[30]运行Pure Data的嵌入式计算机[31].
图2：研究仪器有20个可执行摆，通过耦合器连接到仪器框架上。每个钟摆有10个凸起的环。
声音设计
DMI被调谐到C#旋律小调的西方音阶，具有10个较低寄存器音调（C#1到E2）和10个较高寄存器音调（G#3到B#4）。声音设计，改编自Chair Audio的搔痒乐器[32]，具有Karplus-Strong字符串合成功能[33].
较低的音域音调具有清晰的基频，听起来像是合成的电吉他，同时较高的音域音包含更多不和谐的部分，具有钟声般的音质。
用木槌或手敲击乐器会产生断奏（短）音。敲击钟摆或耦合器（图2）会产生清晰的音调，而敲击支撑梁或仪表架则会产生乐器音调的不和谐组合。无人机（持续音调）通过倾斜钟摆来执行。无人机的音质和衰减随着摆角的变化而变化：加速计角度改变了Karplus-Strong算法的反馈系数。在45到90度之间的某个角度，反馈系数变得大于1，产生了一个不稳定的系统，无人机在该系统中随时间增长，在被数字系统剪裁时变得混乱和扭曲，最终分解为宽带噪声。
该乐器是最多20个音色的复调乐器。断奏打击和无人机可以同时进行，包括使用相同的音调。图3演示了基本技术和声音，并显示了该乐器的示例性能。
图3：显示执行研究仪器的基本技术和示例表演的视频，可在https://youtu.be/o9o-ku7qPpw
色调布局
研究仪器以两种不同的音调布局创建：A和B（如图4所示）。在研究期间，一半的参与者接受了音调布局A，一半接受了音色布局B。这样，可以将布局A创建的表演与布局B创建的表演进行比较，因为在每个版本的乐器上执行相同的物理性能手势会导致不同的音调。在布局A中，较低的寄存器音调在较低层从左向右上升，较高的寄存器音色在较高层从左向左上升。在布局B中，较低的寄存器音调在乐器左侧以之字形上升，较高的寄存器音色在乐器右侧以之字形提升。
图4：音调在乐器布局A和B上的位置，较低的寄存器音调以蓝色显示，较高的寄存器音色以黄色显示。
研究设计
参与者
社交媒体上的一次公开呼吁邀请音乐家为在线音乐会创作一种新乐器的表演，作为研究的一部分。所有10名受访者都参加了这项研究：4名女性、3名男性和3名性别流动人口，年龄从28岁到49岁不等。虽然所有参与者都有正式的西方音乐背景（如表2所示），并且都是伦敦实验性电子音乐现场的作曲家，但他们的主要乐器和风格各不相同。
表2：参与者
方法
由于我们对比较熟悉该乐器的音乐家的表演感兴趣，我们设计了三次研究。在每节课中，音乐家们都会私下学习乐器一个小时。他们被要求根据创造性提示创作作文（如表3所示），并将每一篇作文表演两次，以确保他们确实在作曲，而不是即兴创作。表演和采访都有视频和音频记录。音乐家们被告知，最后3分钟的演出将在在线流媒体音乐会上播出。
表3：创造性提示
数据收集和分析
分析主要由第一作者与第二作者协商后进行。录音采访的音频通过在线服务自动转录水獭手动校正。访谈数据按照主题分析方法进行分析[10]它采用了归纳法（来自数据）和先验法[34].
根据上述动机分析方法，对表演视频进行了额外分析。
成果
主题分析代码书（如附录1所示）包含964个编码段。
图6显示了3分钟音乐会表演的动机分析结果。
我们认为，构成该乐器惯用语写作的动机是出现在一半以上演奏中的动机：高低音域并置（9个演奏）；通过在2个音调（7场演出）和较低音域（9场演出）中的扩展无人机/秒之间交替产生的旋律。
在这里，我们将对3分钟音乐会表演的主题和动机分析结合起来，探索导致乐器惯用写作的因素。
旋律
9场演唱会演出的动机是将低音域和高音域并置。
受音乐背景的影响，参与者可能会将较低和较高的音域并列。P1的主要风格是电子、新迷幻和环境音乐，他说：“如果我有键盘或吉他踏板或类似的东西，我通常会用低音符演奏高旋律和无人机。诸如此类的东西。”。
两个音调的旋律交替是7场音乐会演出的动机。这很有趣，因为主题和互动分析没有提供关于这种情况的数据，参与者也没有有意识地创作出以两个音调交替为特征的表演。因此，如果没有动力分析，我们就不会意识到这是一种表现趋势。
和谐
对同时作为打击或无人机弹奏的两个钟摆的音程进行的动力分析表明，在所有表演中，没有哪个特定音程的趋势比其他音程更大。
色调颜色
在较低的音域中持续的嗡嗡声是9场音乐会演出的动机。
所有10名参与者的音乐会表演中都有无人机。无人机是P1和P3最喜欢的乐器。P1评论道：“如果我必须做一件事，那就是。”
P9演唱会的一部分完全由无人机组成。她评论道：“我认为我制作的合成场景也有同样的膨胀、滚动、缓慢的感觉”。P8评论说，他们通常喜欢“与无人机保持距离”，而不仅仅是在使用研究仪器进行表演时。3名参与者（P1、P2、P5、P9）被特别吸引到边缘状相互作用[35] 在无人机中，探索持续音调分解成“混乱”（宽带噪音）的边缘，而6名参与者（P1、P2、P4、P5、P9、P10）谈到在无人机上找到“最佳点”，即维持无人机达到其所需音质的点。
但是，为什么延长的低音无人机是形成这种乐器惯用音乐的动机，而不是延长的高音无人机？P1执行了布局A，其中较高寄存器位于上层，他评论说，执行较高寄存器无人机比执行较低寄存器无人机需要更多努力。然而，执行上层音调的额外努力并不能解释参与者倾向于扩展低无人机而非扩展高无人机的趋势，因为在布局B上，上层音调在两层中分布均匀。
主题分析表明，参与者只喜欢较低注册音调的声音，无人机允许探索每个音调中的各种音色。P1说他喜欢“这些低噪音声音的模糊性，因为它混合了很多音调。在这么小的空间里变化的量真的很有趣”。P9评论道：“我喜欢非常大的共鸣低音。”。P7评论说，较低的音域音调“更适合”乐器的“物理性”。
乐器布局与旋律动机的关系
当将动机分析与分配给每位参与者的乐器音调布局进行比较时，我们注意到，音乐会表演中至少有3个升调或降调的旋律动机的所有3名参与者都被分配给布局A，其中音调沿每一层从左到右升调。类似地，在四首旋律由至少三个小三分之一组成的乐曲中，有三首是由被分配了布局B的参与者演奏的，在布局B中，每一层的音调在小三分之三中从左向右上升。
讨论
动机分析在我们研究结果中的价值
动机分析与乐器音调布局的比较表明，音调的物理布局影响了表演中的旋律。表演者更有可能创作出由位于下层的音调和相邻的钟摆构成的旋律。
随着动机分析的加入，通过主题分析得出的发现获得了更多的维度和线索，从而揭示了它们的起源。例如，虽然主题分析揭示了音乐家享受在表演无人机时，动机分析揭示了种类参与者表演的无人机。
当我们在完成动机分析后回到主题分析时，我们注意到没有采访数据讨论我们在7场演出中确定的2个音调的旋律交替。因此，动机分析有可能确定表演者自己可能没有意识到的绩效方面或绩效特征。
过去和现在，关于乐器和音乐技术的许多音乐学观点（例如。[17] [36] [37] [38]). 与20世纪前西方艺术音乐的情况相反，民族音乐学的观点在NIME社区中比传统的NIME表演音乐理论分析更有说服力。此外，音乐理论分析已应用于流行和实验性的电子音乐流派（例如。[39][40][41][42]).
在本文中，我们主张将NIME上演奏的音乐提升为一个研究主题，而不是作为年度会议的一个单独的孤立元素。创建NIME表演的音乐学将汇集那些已经将这种分析观点引入NIME的人[43][13][22][44]同时鼓励表演和书面出版物之间的闭环。这一系列工作将与源自HCI传统的手势和经验分析并驾齐驱，但又有所不同。没有一种单一的分析方法能够适用于所有NIME音乐，也没有任何一位分析师能够对社区中的艺术作品进行明确的解释，因此NIME的音乐学应该从研究人员、学者和艺术家之间的包容性对话中产生。
我们动力分析方法的局限性
我们的动机分析方法有一些局限性。首先，它以西方音乐为基础。在本研究中，所有作者和参与者的音乐背景都是西方音乐，因此围绕西方音乐元素构建这种动机分析是有意义的。然而，我们承认，参与者选择和分析方法都可以被视为延续了提升西方音乐经典的后殖民传统。我们希望这种方法能够启发未来的工作，在不同的文化和流派中使用对新乐器演奏的动机分析。
其次，音乐动机是一种被视为作品特征的元素。由此可见，动机分析的完整性取决于对作文重要内容的主观判断。在我们的方法中，动机选择和动机分析都是由我们在没有咨询参与者的情况下执行的。尽管音乐分析通常由作曲家或表演者以外的人进行，但这一过程会受到我们音乐判断和偏见的影响[45].
第三，动机分析侧重于音乐的制作，而不考虑乐器的肢体动作和技术，因此可以使用任何录制方法（包括视频、音频或音乐符号）作为源材料。新仪器的符号和分数的不同性质可能会使比较数据变得困难。同时，来自音频或视频记录的编码动机分析有其自身的局限性，例如音频压缩可能会影响对动力学的感知。
结论
本文以大型数字乐器演奏的动机分析为例，提出了用新乐器制作音乐的传统音乐学分析的价值。通过动机分析和主题分析，我们发现了乐器的物理设计与音乐表演之间的关系。我们发现，在我们的乐器上，音调的物理布局影响着每一次演奏所特有的旋律。
动机分析有可能确定演奏者和作曲家可能没有意识到的音乐方面。这项研究说明了音乐学方法对NIME研究的价值，表明需要对NIME的音乐学进行更广泛的讨论表演不同于其乐器。
致谢
这项研究得到了EPSRC的资助EP/L01632X/1（媒体和艺术技术博士培训中心），以及英国皇家工程院的研究主席和高级研究奖学金计划。
道德声明
研究开始前，该研究由伦敦玛丽女王大学伦理委员会审查和批准（伦理批准参考号2393）。虽然该仪器尺寸较大，但重量较轻，因此不会给参与者带来受伤的风险，因此伦理促进者认为该研究的风险极低。
在第一次研究期间，研究人员向参与者介绍了研究仪器，并解释说，只要参与者不尝试攀爬仪器，仪器就可以安全使用。在看过该文书后，参与者确认他们将参与该研究，并按照机构道德委员会的要求填写了同意书。随后，所有参与者都被展示了执行仪器的各种表演方法，并被告知所有技术都是可选的，参与研究的任何方面也是可选的。
所有参与者参加所有会议的旅费由第一作者的研究预算支付，该预算由EPSRC根据EP/L01632X/1（媒体和艺术技术博士培训中心）拨款资助
附录1：主题分析代码簿
西方音乐元素（12码）
手势和技巧（56个代码）
用腿表演无人机
肌肉记忆
需要更多练习的技巧
仪器尺寸和手势
感觉良好的手势
辅助手势
作用力（15个代码）
选择能及时到达的钟摆
用木槌表演以增加手臂跨度
需要努力的手势
开发一个新的手势，因为它需要更少的努力
纠缠（14个代码）
成分特征（139代码）
旨在打造简洁的音色
旨在创造调性音乐
课程开始时没有表现计划
主要仪器影响了性能
物理布局影响了性能
错误
体裁
对该工具的思考（282个代码）
喜欢玩无人机
锤子应该更长
关于仪器灵敏度的评论
低音适合乐器的外形
这个乐器与我演奏的任何乐器都不相似
喜欢同时听到多个无人机
我喜欢这种乐器可以产生纹理音调
是什么让乐器变得有趣
需要触觉振动反馈
将乐器与弦乐乐器进行比较
仪器的尺寸和感知
跨寄存器的Timbral变化
容易和困难
不可预测性
执行感知的示例
想象乐器考虑观众/观众
表演时考虑观众
车身概念（33个代码）
避免使用某些技术，因为不太舒服
演奏大型乐器感觉很好
这种乐器感觉就像健身器材
倾斜上层钟摆很累
进入流动状态很奇怪，因为我站着
通过身体运动记住表演
移动（29个代码）
我喜欢我的身体在演奏乐器时的动作
该乐器是物理乐器
仪器控制身体运动的方式
静态性能
在乐器周围移动感觉很好
随着时间的推移学习仪器（356个代码）
用开始的音调记住表演
第1部分
新手势
考虑了一些问题，但没有尝试此会话
我没有在这个会话中添加新的手势
这节课我喜欢什么姿势
我不想用乐器做的事
第2部分手势
新手势
一些我考虑过但没有尝试过的东西
我没有在这个会话中添加新的手势
这节课我喜欢什么姿势
我不想用乐器做的事
这节课的作文更高级
瞄准更多触觉手势
第3部分手势
新手势
一些我考虑过但没有尝试过的东西
本次会话我没有添加新手势
这节课我喜欢什么姿势
我不想用乐器做的事
