29、生物信号与网络控制系统在音乐和工业中的创新应用

生物信号与网络控制系统在音乐和工业中的创新应用

1. 生物信号在音乐表演中的应用

1.1 表演目标与挑战

在当今数字音乐普及的时代，将音乐与音乐家的生理信号相连接，打造独特、亲密且富有魔力的表演成为追求的目标。然而，利用生物信号进行表演面临诸多挑战。生物信号具有不断变化和不可预测的特性，在整个表演过程中，信号的速率和幅度可能会大幅改变，甚至完全丢失。同时，表演者还需承担监测不良信号的负担。

1.2 解决方案与直观映射

为解决数据管理问题，引入了分析主管这一角色，确保其他音乐家无需担忧信号相关问题。为了让观众清楚声音的产生方式，我们倾向于将生理信号直接转化为声音，以下是一些直观的映射方式：
- 用心跳事件触发鼓声。
- 使表演节奏与心率相匹配。
- 根据呼吸阶段调制合成器参数。
- 利用姿势调制合成器的音高弯曲等参数。
- 利用活动水平调制表演的频谱。

1.3 音乐制作环境与乐器

我们创建了一个功能性的音乐制作环境，借助Cycling 74的MaxForLive5插件与Ableton Live数字音频工作站。Ableton Live将音乐表演按乐器分为多个轨道，每个轨道可配备调制效果架。通过MaxForLive，我们能创建可嵌入效果架的乐器，并可随意堆叠效果。以下是几种乐器的介绍：
|乐器名称|功能描述|
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|基础乐器|将轨道的每分钟节拍数（BPM）与测量的心率BPM关联，表演者可通过控制自身运动来调节表演节奏。|
|调制器乐器|接收信号源数据，可设置输出的上下限和挤压函数，将信号映射到MID