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4.对传统小提琴的多态感知
低成本的光学传感器不仅能应用在前文所述的琴键角度感应，也能置于琴弓的弓杆上通过测量弓杆与弓毛间的距离变化来追踪小提琴运弓压力的变化（图6）。与此同时，电阻式传感器以不改变小提琴外观及性能、不影响小提琴手演奏的方式安置在琴板上，从而检测左手按弦的位置变化（图7），这对于音乐信息检索领域内的音高实时检测任务起到显著的辅助作用。例如，小提琴发出192Hz的低音G需要5.2ms来完成一个完整的波长，此时若仅仅基于音频的波形变化做检测，不但需要注意加窗处理带来的进一步延迟，还要考虑泛音频率对算法识别准确度的影响，而加以基于传感器的信号，则能在短时间内通过指尖的位置估算基频，因此在多态感知的条件下进行小提琴音高实时检测可缩短延时并提高正确率。
5.黑客乐器与Bela平台
上述乐器所涉及的增强技术既有对声音表现力的拓展，也有对音乐信息检索功能的协助，既能够满足艺术家更丰富的创造力，也服务于提高初学者的练习效率。其实“以不同于乐器设计初衷的方式来演奏乐器”的现象非常普遍，如爵士萨克斯风乐手的滑音技巧、电吉他的失真效果等，甚至有演奏者改动乐器本身的物理特性来实现自己希望的声音效果。各种各样新奇的电子乐器应运而生，但其复杂的设计并不能让演奏者随意地改动，因此黑客乐器项目希望为演奏者提供一个更易于实现改动的平台，Bela便由此而生（图8）。
Bela在一个单独且完备的包中提供立体声音频信号、模拟和数字I/O，是一种高性能超低延迟（低至1 ms）的嵌入式计算平台，其本身结合了BeagleBone Black开发板的时间精确性，并与一个微控制器连接。使用者可通过基于浏览器的板载编译器进行c++编程，并且能在浏览器的示波器中实时查看和调试音频与传感器信号；或者使用Pure Data设计传感器与音频间的交互，再将其用Heavy Audio Tools编译为可在Bela中运行的代码。Bela平台对传感器与音频之间交互的增强，让艺术家可以更直观地开发具有个人特色的电子乐器，如The D-Box（图9），演奏者对盒子六面的接触方式以数字或模拟信号的形式输入到Bela中，通过事先写入开发板的程序计算出声音效果进行输出。
音乐的多样性始终在拓展演奏者与乐器之间的交互方式，各种乐器增强技术对传统乐器研究提供了量化演奏技法的方式，进而为音乐家更深层地理解音乐表现力提供了更大的可能性。无论是对传统乐器的解密，还是对新型乐器的开发，只要音乐不停，科学研究便不会休止。
作者简介：
粱贝茨，本科毕业于天津大学集成电路设计与集成系统专业，现于伦敦大学玛丽女王学院媒体与艺术科技专业攻读博士学位，主要研究方向为语义音频、演奏家与乐器交互方式的多态传感与量化。主要参与项目有：可穿戴技术的研究、音乐可视化纪录片的制作、英国联合教堂管风琴项目的APP开发、钢琴踏板传感器的设计与钢琴家动作捕捉等。