來自神經鋼琴研究所與Sony電腦科學研究所（Sony CSL）的研究團隊揭示，鋼琴家所意圖表達的音色特質能夠被聽眾感知，且涉及極高精度的指尖運動控制。研究小組使用他們自製的高精度非接觸式感測系統Hackkey，測量全部88鍵的運動——時間解析度為每秒1000幀（時間精度 1 毫秒），空間解析度為0.01毫米——分析了20位國際知名鋼琴家在試圖產生各種音色（包括明亮/陰暗、輕盈/厚重）時的鍵盤運動。▲依據琴鍵運動特徵值來區分音色，並以不同...
來自神經鋼琴研究所與Sony電腦科學研究所（Sony CSL）的研究團隊揭示，鋼琴家所意圖表達的音色特質能夠被聽眾感知，且涉及極高精度的指尖運動控制。
研究小組使用他們自製的高精度非接觸式感測系統Hackkey，測量全部88鍵的運動——時間解析度為每秒1000幀（時間精度 1 毫秒），空間解析度為0.01毫米——分析了20位國際知名鋼琴家在試圖產生各種音色（包括明亮/陰暗、輕盈/厚重）時的鍵盤運動。
▲依據琴鍵運動特徵值來區分音色，並以不同的顏色在三度空間中表示出來。琴鍵運動特徵值包括：當琴鍵達到脫擋點時的加速度（acc-escapement）、琴鍵被擊下時的初始速度（onset-noise）、以及連續擊鍵之間的時間重疊（overlap）。（from NeuroPiano Institute）
此外，研究團隊進行了一項心理物理實驗，邀請40名參與者（包括鋼琴家與無音樂經驗者）聆聽錄製的演奏。結果顯示，無論聽眾是否有音樂經驗，都能一致地感知鋼琴家所意圖的音色。特別是鋼琴家聽眾，能以更高敏感度分辨音色差異。研究亦發現，即使控制音量與速度這些原先被認為影響音色感知的因素，音色辨識仍然可行。
使用線性混合效應模型（LME）的資料分析揭示，音色差異的貢獻集中在有限的一組運動特徵上（例如脫擋期間的加速度、手部同步偏差）。實驗進一步確認，僅改變其中某一特徵所彈出的音符，聽眾就會感知為不同音色，這提供了琴鍵運動與音色之間因果關係的首個實證。
▲僅在特定運動特徵值上不同的擊鍵，會產生不同的音色感知
（A）在所有琴鍵運動特徵中，只有脫擋過程加速度不同。
（B）僅在脫擋過程中加速度不同，其他琴鍵運動特徵值的差異低於 5%。
（C）心理物理實驗（聽覺測試）的結果顯示，這種加速度的差異改變了音色感知，如「厚重感」與「清晰度」。（from NeuroPiano Institute）
與體育與醫學等領域相比，科學與技術在音樂學習中的介入長期大幅落後。結果是，全世界許多藝術家長期面臨如何在身心限制下體現藝術表達與創造力的問題。
藉著將鋼琴家如何產生音色的「默會知識」量化，該研究為理解藝術家的表達意圖與開發新教育方法與技術鋪路。進一步而言，證明藝術家藉由觸鍵操控音色是一項有科學基礎的技能，而非單純的感官隱喻，使得難以言傳的音色表達技巧，得以透過向學習者展示相應運動特徵的建議系統，高效地傳授與習得，這對在表演藝術的身體訓練中，推薦有實證依據的身體運用與練習方法至關重要，除了賦與教師與學習者更大的信心，更有望以實證性的音樂表演科學「動態形態學（dynaformics）」，將音樂家從身體與心理的束縛中解放出來。
原文出處