В поисках потерянного звука. Экспериментальная звуковая культура России и СССР первой половины ХХ века

6.1. Звуковое кино и графический звук

Техника графического (рисованного) звука — уникаль­ный метод синтеза звука с помощью света и искусственно созданной графики звуковых дорожек. В 1926–1927 годах Павел Тагер в Москве и Александр Шорин в Ленинграде начинают разработку первых советских систем звукового кино. Тагер создает систему «Тагефон», основанную на «интенсивной» технике записи звуковой волны на кинопленку. В системе Шорина «Кинап» используется так называемая «трансверсальная» техника, основанная на кодировании аудиосигнала в форме непрозрачной линии, идущей параллельно с кадрами изображения в направлении движения фильма. Проектор пропускает луч света через кинопленку таким образом, что интенсивность проходящего света зависит от ширины непрозрачной линии, модулирующий таким образом световой поток, попадающий на светочувствительный элемент, преобразующий свет в электрический ток и, далее, в колебания мембраны громкоговорителя и в звук[306].

В 1928–1929 годах начинается параллельная работа над несколькими экспериментальными звуковыми фильмами в Москве и Ленинграде. Одним из результатов экспериментов становится изобретение техники графического звука.

В 1929 году композитор Арсений Авраамов, конструктор Евгений Шолпо и режиссер-аниматор Михаил Цехановский работали над озвучиванием одного из первых советских звуковых фильмов — «­Пятилетка. План великих работ» Абрама Роома. Когда были проявлены первые ролики пленки, Цехановский, восхищаясь красотой узоров звуковой дорожки, высказал идею: «Интересно, если заснять на эту дорожку египетский или древнегреческий орнамент — не зазвучит ли вдруг неведомая нам доселе архаическая музыка?»[307]. Это был момент открытия. Участники группы пришли к идее техники рисованного звука, позволявшей синтезировать любые звуки и эффекты, записывать сложные полифонические произведения без участия исполнителей, основываясь на данных акустики и математики. Созданные вскоре лаборатории стали первыми в мире прообразами будущих исследовательских центров компьютерной музыки.

Вид «интенсивной» (верхняя) и «трансверсальной» звуковых дорожек. Диаграммы А. И. Смирнова

Уже в 1930 году Авраамов создает первые рисованные звуковые дорожки, проводит ряд демонстраций, в частности 20 февраля 1930 года в АРРК, о чем свидетельствует стенограмма, хранящаяся в РГАЛИ[308].

«Мною первые опыты были продемонстрированы на первой всесоюзной конференции звукового кино. Это была довольно удачная имитация шарманки, играющей в забавных гармониях когда‐то записанную мною с натуры известную песенку “Маруся отравилась”. Простота фактуры, умышленное отсутствие нюансов, нарочито-хрипловатый тембр — все это облегчало задачу и увеличивало реалистический эффект, который, нужно сказать, был “потрясающим”.

Было постановлено всемерно поддержать изобретение, предоставив средства, лабораторию и проч. Я организовал группу, и в стенах НИКФИ (Научно-исследовательский кинофотоинститут) открылась первая лаборатория “Syntonfilm” — синтетического звукового фильма (в ее составе вначале работал и Б. А. Янковский, ныне крупный самостоятельный изобретатель в области синтезвука). Через некоторое время и Шолпо привез из Ленинграда свои опыты в том же направлении; он работал с Г. М. Римским-­Корсаковым [внуком композитора Н. А. Римского-Корсакова], у них были иные принципиальные и технические установки. Мы работали на мультипликационном станке, статически снимая кадрик за кадриком вычерченной тушью (в крупном масштабе) фонограммы. Шолпо пытался механизировать процесс, производя съемку динамически, в непрерывном движении — на особом, изобретенном им аппарате — “вариофоне”. Мы брали тембровые краски в готовом виде из “Эвклидовой геометрии” — треугольники, трапеции, квадраты, полукруги и т. д., — Шолпо пытался строго научно “суммировать синусоиды”… Так или иначе — но работа велась параллельно в двух крупнейших центрах РСФСР…»[309].

Анимационный станок. 1936. Воспроизводится по изданию: Мультипликационный фильм. М.: Кинофотоиздат, 1936

В декабре 1930 года Цехановский отмечал в своей статье: «С развитием же так называемого “мультипликационного”, т. е. рисованного метода записи звука (этим заняты А. Авраамов в Москве, тт. Шолпо и [Георгий] Римский-Корсаков — в Ленинграде), перед нами возникает реальная возможность построения звуковой рисованной фильмы по методу еще более совершенному: зрительная и музыкальная канва будут строиться одновременно от первого до последнего кадра»[310].

Авраамов писал впоследствии: «Я говорю о синтетической музыке на звуковой кинопленке. Всем дальнейшим изложением берусь доказать, что максимум через 2–3 года именно этим путем советские композиторы получат в свои руки совершенный и послушный аппарат для воплощения сколь угодно дерзких творческих замыслов, некий универсальный “сверхоркестр под управлением автора”, не знающий границ виртуозности, выразительности, точности любого заданного строя, разнообразия тембров (до изобретаемых самим автором включительно) — подлинный “мир завтра” в музыке»[311].

В Москве серьезные исследования проводил коллега и ученик Арсения Авраамова, художник и акустик Борис Янковский, занимавшийся анализом и синтезом спектров звуков, основанных на принципах, к которым музыкальная технология пришла только в середине 1980‐х годов в результате быстрого развития компьютерных технологий.

В то время как большинство изобретателей электронных музыкальных инструментов создавало инструменты для исполнителей, методы графического звука были ориентированы в первую очередь на композиторов. Музыкант, работая с техникой графического звука, получал результат в виде готовой звуковой дорожки, созданной без участия исполнителей, подобно тому, как сегодня мы работаем с компьютерными музыкальными программами.

Параллельно в Германии в 1931–1932 годах свою технику рисованного звука разработали Рудольф Пфеннингер в Мюнхене и пионер «абстрактного кино» кинорежиссер Оскар Фишингер в Берлине. После Второй мировой войны с графическим звуком работали кинорежиссер Норман Макларен (Канада) и композитор и звукорежиссер Дафна Орам (Великобритания).

Интересно, что, несмотря на сложности коммуникации, исследователи как в СССР, так и за рубежом имели некоторое представление о работах друг друга. За рубежом в разное время вышел целый ряд статей о советских исследованиях на немецком[312], французском[313] и английском[314] языках. Но большая часть публикаций была только на русском. По свидетельству Николая Изволова: «…в книге И. Иванова-Вано, наполненной множеством чрезвычайно интересных деталей и подробностей, есть один любопытный пассаж. Однажды Иванов-Вано прямо спросил Мак-Ларена, знаком ли он с работами советских мультипликаторов в области рисованного звука и читал ли он нашу книгу “Мультипликационный фильм”. Мак-Ларен откровенно ответил, что хорошо знаком с этой книгой, что он ее переводил и статья о рисованном звуке сильно помогла ему в работе… Трудно сказать, мог ли Мак-Ларен переводить с русского языка на английский, но в англоязычной прессе встречались публикации о “рисованном звуке”, которые могли быть ему известны»[315].

В то же время большая часть советских ключевых работ в этой области никогда не публиковалась и циркулировала в весьма ограниченных кругах специалистов в машинописных копиях, подобных самиздату.

6.2. Рисованный (орнаментальный) звук

Техника орнаментального звука разработана Арсением Авраамовым в 1929–1930 годах и во многом аналогична технике «звуковых орнаментов» немецкого кинорежиссера Оскара Фишингера, представившего публике свои опыты в 1932 году. Оскар Фишингер писал о своем методе: «Между орнаментом и музыкой существует прямая связь, которая означает, что орнамент — это и есть музыка. Если вы посмотрите на кинопленку с моими опытами синтетического звука, вы увидите идущую вдоль края пленки тонкую линию, составленную из орнаментальных паттернов. Эти орнаменты — это рисованная музыка, они представляют из себя звук: будучи пропущенными через кинопроектор, эти графические звуки произведут тоны неслыханной чистоты, и т. о. вполне очевидно, что открываются фантастические возможности для композиции музыки в будущем»[316]. Искусственные звуковые дорожки, впервые продемонстрированные Авраамовым в 1930 году, основаны на геометрических профилях и орнаментах, полученных чисто чертежными методами, с последующим покадровым фотографированием на анимационном станке.

Первые искусственные звуковые дорожки Арсения Авраамова. 1930. Коллекция А. И. Смирнова

Осенью 1930 года в Москве Арсений Авраамов создает лабораторию «Мультзвук». Над первыми звуковыми дорожками работали: оператор Николай Желинский, аниматор Николай Воинов и акустик Борис Янковский, отвечавший за перевод музыкальных партитур в микротоновую систему «Welttonsystem» Авраамова, а также в обер-унтер-тоновую систему гармонии Самойлова.

20 февраля 1930 года Авраамов упомянул новую технику в своей лекции в группе звукового кино АРРК[317]. 30 августа 1930 года он впервые демонстрирует свои рисованные звуковые дорожки в рамках доклада «Орнаментальная звуковая анимация» на 1‐й Конференции анимационного кино в Москве. В ­октябре 1930 года новая техника была описана в статье Владимира Солева «Звуковая мультипликация»[318]. Спустя два месяца, в декабре 1930 года, вышла статья «О звуковой рисованной фильме» одного из создателей новой техники Михаила Цехановского[319].

В статье «Рисованная музыка», опубликованной в 1931 году в газете «Кино», утверждалось: «Композитор Арсений Авраамов производит в научно-исследовательском киноинституте интересные опыты по созданию рисованной музыки. Вместо того чтобы заносить звуки на кинопленку обычным звуковым способом через микрофон и фотоэлемент, он просто рисует на бумаге геометрические фигуры и затем снимает их на звуковую полоску кинопленки. После этого пленку пропускают, как обычную фильму, на звуковом кинопроекторе. Звуковая полоска, воспринимаемая фотоэлементом и передаваемая через усилитель на репродуктор, оказывается содержащей известную музыкальную запись, которую по тембру и звучаниям нельзя отнести ни к одному из существующих музыкальных инструментов.

Сейчас т. Авраамов изучает запись более сложных геометрических фигур. Например, записать на пленку простейшие алгебраические уравнения в их графическом выражении, зарисовать орбиты молекул некоторых химических элементов. В этой работе композитору помогает группа молодых сотрудников научно-исследовательского кинофотоинститута»[320].

Осенью 1931 года группа «Мультзвук» переехала в Научно-исследовательский кинофотоинститут (НИКФИ) и была переименована в лабораторию «Синтонфильм». По свидетельству Бориса Янковского, ученика и последователя Авраамова, в состав лаборатории «вошли кроме 2–3 технических работников, один инженер (вся “деятельность” которого заключалась в разложении геометрических фигур в ряды Фурье) и композитор-теоретик А. Н. Самойлов»[321].

«“Welttonsystem”[322] ставил своей задачей обогащение музыки введением в нее новых обер и унтертонов, образование новых созвучий и звукорядов, и использование новых более тонких интонаций. Специальные сочинения в “Welttonsystem” Авраамова и в обер-унтертоновой системе гармонии Самойлова, проходя через мои руки, превращались в цифры ультрахроматических интервалов моей 72‐ступенной темперации с обозначениями динамических оттенков силы — в единицах освещенности (диафрагмы киноаппарата) и агогики в числах кадриков пленки.

Мною ставились и выполнялись засъемки акустических опытов (глиссандо, наплывы тембров, изменения громкости и получения многоголосия путем многократной экспозиции на одну и ту же фонограмму)»[323].

В декабре 1932 года НИКФИ проводит сокращение штатов, и лаборатория переезжает в «Межрабпомфильм», где в 1934 году ее окончательно закрывают как не оправдавшую себя экономически.

В 1933 году Авраамовым озвучивался фильм «Рур» на кинофабрике «Межрабпомфильма». Первая фонограмма увидела экран, а вторая — нет. Всего группой Авраамова с 1930 по 1933 год было заснято более тысячи восьмисот метров (1800) пленки, из которой около половины составляли музыкальные отрывки: показательный фильм 1930 года «Орнаментальная мультипликация в “Welttonsystem”» А. Авраамова, «Маруся отравилась», «Китайская мелодия», «Органные трезвучия» А. Н. Самойлова, «Унтертоникум», «Прелюд», «Пилует», «Этюд стаккато», «Танцевальный этюд», «Набросок», «Флейтовый этюд» — все с новыми обер-унтер-тоновыми гармониями.

Архив лаборатории хранился на квартире Арсения Авраамова, где и погиб в 1936–1937 годах во время длительного пребывания хозяина в Кабардино-Балкарии[324]. Сыновья Авраамова использовали горючую нитропленку как топливо для самодельных ракет и дымовых завес.

В 1935 году Арсений Авраамов, комиссар Борис Красин (один из основателей Союза композиторов) и музыковед Алексей Оголевец основали Автономную научно-техническую секцию (АНТЕС) в Союзе композиторов в Москве. В задачу АНТЕС входило развитие исследований новых тональных систем, новых электронных музыкальных инструментов, а также графического звука и «Синтонфильма». В секцию входили лучшие исследователи и изобретатели того времени, включая Андрея Володина (экводин), Александра Иванова (эмиритон), Константина Ковальского (терменвокс), и Николая Ананьева (сонар). В Ленинграде АНТЕС возглавлял Георгий Римский-Корсаков. Создание АНТЕС было последней попыткой укрепления позиций эксперименталистов 1920‐х.

После смерти Бориса Красина 21 июня 1936 года АНТЕС закрывают, и все экспериментальные проекты лишаются финансирования и поддержки.

Авраамов вспоминал в 1939 году: «…заинтересовать композиторов не удалось: кроме Г. М. Римского-Корсакова и А. Н. Самойлова, никто не написал для Синтонфильма ни строчки, ни такта. Наконец в 1934 г. нам с Б. Б. Красиным при содействии А. С. Оголевца удалось создать в Московском Союзе композиторов — “АНТЕС” <…> Но средства были скудные, а наша “автономия” выражалась главным образом в блестящем отсутствии композиторов на заседаниях секции…

Разве то, что мы делаем — не является подлинной революцией на музыкально-техническом фронте?

Разве это по масштабу меньше, скажем, чем радио или звуковое кино, вызвавшие к жизни целую систему учреждений, исследовательских центров, собственных музыкальных коллективов — и главное — огромный творческий актив…»[325].

6.3. Бумажный звук

Кинооператор Николай Воинов (1900–1958) начинает свою карьеру в анимации в 1927 году. В 1930‐м он входит в состав группы Авраамова «Мультзвук» в процессе работы над первыми рисованными звуковыми дорожками. В 1931 году он покидает группу и начинает собственные исследования в области так называемого «бумажного звука», основанного на синтезе звуковых дорожек методом сложения вырезанных из бумаги с помощью инструмента «Нивотон» профилей звуковых волн с последующим покадровым фотографированием фрагментов звуковой дорожки на анимационном станке.

Николай Воинов вырезает бумажные профили звуковых волн. Москва. Союзкиножурнал. № 28. 1933. РГАКФД

Журналист и переводчик Владимир Солев писал: «Воинов (получивший возможность вести производственную работу в мультстудии Мосфильм) использует при этом изготовленный со скрупулезной точностью набор зубчиков из бумаги, соответствующих, примерно, 80 полутонам рояля. Для каждой ноты, конечно, берется не один зубчик, а целый гребешок известной густоты, подобно “гребешкам” неправильной формы, имеющимся на фонограмме “натурального” звука. У басов зубчики стоят очень редко, у верхних нот они весьма часты и тонки»[326].

Николай Воинов сконструировал машинку для разметки своеобразных «гребенок» из бумаги, служивших стандартными заготовками фрагментов будущей фонограммы. Его метод родился из традиционной для того времени мультипликационной техники бумажной перекладки. Борис Янковский вспоминал: «Бывши в юности музыкальным любителем, балалаечником — “примачем” самодеятельного оркестра, Воинов с 1931 года по 1935‐й, с опытностью мультипликатора-методиста, ищет разнообразия в движениях своих звуковых шаблонов поперек звуковой дорожки, и находит нарастания амплитуды резкие (рояль и труба) и плавные в начале звуков (деревянные духовые) и убывания звуков резкие (труба) или плавные убывания по геометрической прогрессии с самого начала звука (рояль, щипковые и пиццикато смычковых)»[327].

Войнов был первым из исследователей графического звука, кому удалось синтезировать убедительные звуки фортепиано. Его метод обеспечивал удивительно простой и эффективный способ управления динамикой. По словам Владимира Солева «фортепиано» Воинова, «с легкостью умещалось в футляр для галстука. Каждая его клавиша, т. е. каждый полутон был представлен длинной “гребенкой”, которая представляла собой диаграмму записи фортепьяно <…> Таким способом он преуспел в том, чтобы сфотографировать двух- трех- минутные вещи: Прелюд Рахманинова и фокстрот “Белая Обезьяна”. Прелюдия показала особенно интересные результаты. “Сконструированная музыка” (точнее сказать, это была музыка, вырезанная из бумаги), получилась в форме абстрактной композиции из расходящихся кругов и призм. Войнов также записал мультфильм Вор, в котором он очень точно передал ритм»[328].

С 1931 года Воинов входит в состав группы «ИВВОС» (Иванов, Воинов, Сазонов), создавшей целый ряд мультипликационных фильмов с синтетическими звуковыми дорожками: «Барыня» (1931), «Прелюд Рахманинова» (1932), «Танец Вороны» (1933), «Цветные поля и линии безопасности» (1934), «Вор» (1935). Первый вариант мультфильма «Вор» снят по сценарию Белы Балаша (1933), который взял за основу фразу Сталина «Мы не пустим фашистскую свинью в наш советский огород».

Николай Воинов в отличие от остальных изобретателей не оставил ни дневников, ни статей. Зато сохранились именно его четыре законченные кинематографические работы с рисованным звуком.

В начале 1936 года Воинов уволен с фабрики «Мосфильм», его лаборатория закрыта. До конца своей жизни он работал оператором студии «Союзмультфильм». Аниматор Евгений Мигунов в воспоминаниях о Воинове так характеризует поколение 1920‐х: «…они носили приметы и привычки того времени, которые отличали их от новой формации. Скрытая интеллигентность, отсутствие нахальства и порядочность во всем — ставили их на пьедестал достойности…»[329].

В официальной биографии Воинова его экспериментальные работы 1930‐х годов практически не упоминаются. Он, «разочарованный незавершением своих замыслов, застрявший на прозаической профессии съемщика мультфильмов, был обижен на судьбу и попивал, дальше — больше»[330].

6.4. Вариофон и лаборатория графического звука

В 1926 году Евгения Шолпо зачисляют на должность научного сотрудника Государственного института истории искусств по отделу теории музыки и помощника заведующего лаборатории музыкальной акустики. В дальнейшем после реорганизации института Шолпо занимал должность ассистента кинолаборатории.

Когда в октябре 1929 года была впервые сформулирована концепция графического звука, Шолпо предложил Александру Шорину, руководителю Центральной лаборатории проводной связи в Ленинграде, проект научно-исследовательской работы по синтетическому графическому звуку. Шорин был осторожен — он предложил начать с существующих методов звукозаписи, попытавшись смонтировать из натуральных звуков музыкальных инструментов, записанных на обрезках кинопленок, музыкальную пьесу. Шолпо получил в свое распоряжение рабочее место — монтажный стол и микроскоп. Шорин сделал запись звуков флейты и кларнета, играя хроматические гаммы, и предложил Шолпо попытаться создать музыку, перемонтировав звуковые дорожки, склеив отдельные звуки в другом порядке. В результате Шолпо смонтировал две русских народных песни — «Камаринскую» и «Вниз по матушке по ­Волге»[331]. Таким образом, начало исследования было положено.

В 1930 году Шолпо принимают на работу на кинофабрику «Совкино» в должности конструктора по звуковому сектору. В том же году он патентует принцип работы будущего вариофона. 13 мая 1930 года Шолпо подает заявку на изобретение «Способ и устройство для нанесения на киноленте периодической звуковой записи»[332] с рядом улучшений, описанных в дополнительных заявках от 21 сентября 1930‐го и 25 ноября 1931 года. На это изобретение 31 августа 1931 года Шолпо получает авторское свидетельство. Еще в октябре 1930 года он патентует метод аддитивного синтеза графических звуковых дорожек: «Механизм для преобразования гармонических колебаний в таковые же иной амплитуды и их сложения»[333].

В начале 1931 года на киностудии «Ленфильм» Шолпо при участии Георгия Римского-Корсакова создает звуковую дорожку короткого агитационного фильма «1905 год в буржуазной сатире» (режиссер Ной Галкин, композитор Владимир Дешевов). Метод тот же — перемонтаж записанных ранее натуральных звуков. В том же году они создают несколько экспериментальных орнаментальных звуковых дорожек.

Осенью 1931 года режиссер Эдуард Иогансон предложил Шолпо записать графическую звуковую дорожку к своему новому фильму «Темпы решают». Специально для этой цели Бюро реализации изобретений киностудии «Ленфильм» согласилось финансировать строительство первой версии вариофона, который был, наконец, построен Шолпо вместе с Георгием Римским-Корсаковым в 1931 году.

Прибор позволял синтезировать искусственные звуковые дорожки в технике автоматизированного «бумажного звука». В отличие от Авраамова, Шолпо больше не применяет мультипликационный станок. В инструменте использованы вращающиеся диски с вырезанными зубцами формы звуковой волны (трансверсальный контур), периодически прерывающие луч света, формирующий очертания звуковой дорожки. Съемка производится непосредственно на движущуюся пленку с помощью специальной трансмиссии, передающей вращение электромотора, приводящего в движение контур, к механизму, протягивающему пленку. Соотношение скоростей вращения и протягивания определяет период записываемого колебания. Темперированную шкалу 12 ступеней в октаве получают посредствам специальной коробки передач, глиссандо и микрохроматику — с помощью конического вариатора.

Евгений Шолпо работает с первой версией вариофона. Ленинград. 1932. Личный архив М. Е. Шолпо

В процессе работы вариофон не издает никаких звуков. Создание звуковых дорожек происходит путем последовательного расчета и записи отдельных нот и событий, процесса, который занимал порою несколько месяцев. Создание полифонических произведений осуществлялось методом многократной экспозиции, а результаты работы можно было услышать только после финальной проявки кинопленки.

В дальнейшем в инструменте была применена специальная система, позволяющая синхронизировать все партии, а также контролировать текущее положение в партитуре в процессе записи музыки на кинопленку без возможности слухового контроля.

Части первой версии инструмента были связаны бечевкой, скреплены шурупами и настраивались с помощью специальных веревок. Тем не менее, в сравнении с поздними версиями, первая модель обеспечивала замечательное качество и сложность синтезированного звука. Вариофон допускал произвольное изменение высоты тона, возможности получения глиссандо, вибрато, оттенков, изменения силы звука, построения многоголосных аккордов (до 12 одновременно звучащих голосов).

В конце лета 1932 года Шолпо и Римский-Корсаков создают звуковую дорожку для нового цветного мультфильма «Симфония мира» Эдуарда Иогансона и Георгия Баньковского, а осенью 1933 года они записывают звуковую дорожку для учебного фильма «Карбюрация», музыку к которому написал Георгий Римский-Корсаков. Чуть позднее появляются на свет «Вальс» Н. Тимофеева (композитор фильма «Энтузиазм» Д. Вертова), «Полет Валькирий» Р. Вагнера, 6‐я рапсодия Ф. Листа.

При очевидном сходстве этих работ с опытами Венди (Уолтера) Карлос (Switched-on Bach, 1968) и звучании, напоминающем современную eight-bit music, было одно фундаментальное отличие — ритм. В своей работе Шолпо использовал приборы мелограф и автопианограф[334], созданные им в период работы в Государственном институте истории искусств. В то время как большая часть популярной электронной музыки 1960–1970‐х имела жестко фиксированный ритм, технология Шолпо позволяла моделировать самые тонкие ритмические нюансы живого исполнения — рубато, раллентандо, аччелерандо.

Несмотря на то, что работа с вариофоном проходит успешно, в марте 1935 года киностудия «Ленфильм» прекращает финансирование проекта Шолпо. К счастью, в том же году Борис Красин, назначенный комиссаром советского музыкального отдела Всемирной выставки в Париже 1937 года, приглашает Шолпо принять участие в экспозиции с программой синтетической музыки. Одновременно Шолпо был приглашен принять участие в работе только что созданной АНТЕС. На некоторое время Шолпо получает хорошее финансирование и дополнительный штат сотрудников. Однако вскоре после смерти Красина в 1936 году председатель Комитета по делам искусств при Совнаркоме СССР Платон Керженцев парижский проект Шолпо закрывает.

Конструкция вариофона Евгения Шолпо, третья версия. Конец 1930-х. Личный архив М. Е. Шолпо

Летом 1937 года Шолпо удается провести показ своих работ в Москве для специальной комиссии, включавшей самых авторитетных советских музыкантов и исследователей из Московской государственной консерватории и института НИМИ — Николая Гарбузова, Александра Гольденвейзера, Александра Гедике и Петра Рязанова. Заключение комиссии было вполне позитивным, а Гедике и Гарбузов написали дополнительно собственные рецензии.

Однако это не производит впечатления на председателя Комитета по делам искусств Платона Керженцева, в официальном статусе лаборатории Шолпо ничего не меняется, финансирование лаборатория так и не получает. Тем не менее, после октября 1937 года институту НИМИ удалось продлить договор на развитие вариофона с Шолпо. В 1938 году после некоторых изменений в руководстве института и Комитета по делам искусств (отставка Платона Керженцева), проект Шолпо вновь получил поддержку. В 1941 году, незадолго перед тем, как Вторая мировая война пересекла границы СССР, Шолпо была присуждена степень доктора искусств.

В 1939 году Евгений Шолпо и Борис Янковский решают объединить усилия, основав лабораторию графического звука в Ленинграде. Штат лаборатории включал самого Шолпо (руководитель), Янковского (ученый-изобретатель), Титмана (помощник-фотограф) и Игоря Болдырева (композитор-исследователь). Основные виды деятельности лаборатории должны были быть сосредоточены на записи новых звуков, созданных методом синтонов Бориса Янковского.

Библиотека звуков (оптических дисков) для вариофона первой версии. 1932. Личный архив М. Е. Шолпо

В 1939–1941 годах Шолпо написал книгу «Теория и практика графического звука»[335]. Одна глава книги «Акустический синтез музыкальных красок»[336] была написана Янковским. Работу над публикацией и развитием лаборатории прервала Вторая мировая война — исследования остановились, книга осталась неопубликованной.

В 1941 году в блокадном Ленинграде Евгений Шолпо совместно с композитором Игорем Болдыревым озвучивает мультипликационный фильм «Стервятники». В качестве «гонорара» авторы получают мешок овса — настоящее сокровище в осажденном городе[337]. 31 января 1943 года вторая версия вариофона погибает от снаряда, попавшего в здание.

После войны, в 1946 году, Шолпо становится директором новой Научно-исследовательской лаборатории графического звука при Государственном научно-исследовательском институте звукозаписи в Ленинграде. Однако, несмотря на то что лаборатория Шолпо располагала помещением, финансированием и штатом, работа не шла. Еще в 1939 году Шолпо начинает разработку третьей версии вариофона, который был почти закончен к 1941 году, но так и остался не вполне функциональным до 1946 года из‐за нескольких критических ошибок в его конструкции. Последняя, четвертая версия вариофона так и не была закончена, несмотря на очень интересные исследования в области музыкальной интонации и математического моделирования ритма и временных особенностей живого музыкального исполнения, проведенных Игорем Болдыревым. Не имея навыков в управлении и ведении бухгалтерии, Шолпо «увяз» в документах и бюрократии.

Вариофон, вторая и третья версии. Конец 1930‐х. Личный архив М. Е. Шолпо

В 1948 году Евгения Шолпо снимают с должности директора, лабораторию переводят в Москву, а в 1950 году — закрывают решением специальной комиссии в составе Т. Хренникова, А. Пузина, А. Плановского, Н. Беспалова, В. Кеменова. 5 января 1951 года Евгений Шолпо умирает.

Архивы лаборатории графического звука частично были переданы в акустическую лабораторию Московской консерватории. В середине 1970‐х они были выброшены вместе с другими «ненужными» архивами, старыми акустическими устройствами и множеством макетов Льва Термена, оставшихся после его изгнания из Московской консерватории в 1972 году. К счастью, сотрудники акустической лаборатории спасли большую часть архива и передали его в Термен-центр после его образования в 1992 году. Сотни исторических документов сохранились в личном архиве Марины Шолпо, дочери изобретателя. Больше часа графических звуковых дорожек были обнаружены и сохранены историком кино Николаем Изволовым. В настоящее время они находятся в Красногорском архиве кинофотодокументов.

По замечательному стечению обстоятельств программа графического звука все‐таки была представлена в Париже семьдесят лет спустя в октябре 2008 года в рамках экспозиции «Sound in Z» в музее современного искусства Palais de Tokyo, здание которого было построено в 1937 году специально для французского павильона Парижской всемирной выставки.

6.5. Борис Янковский и синтетическая акустика

В 1931–1932 годах молодой художник и акустик Борис Янковский (1905–1973) входил в штат лаборатории «Мульт­звук» Арсения Авраамова. В 1932 году, разочаровавшись в технике «орнаментального звука», Янковский покидает группу и создает собственную лабораторию. В то время как Авраамов целиком посвятил себя экспериментам с ультрахроматизмом, Янковский пришел к созданию принципиально новых техник спектральных трансформаций и синтеза звука. Он писал позднее:

«В январе 1931 года, войдя в группу “рисованного звука” А. Авраамова, я думал начать работу с изучения сложно-синусоидальных тембров симфонического оркестра и с синтеза. Но основной курс нашей лаборатории был в течение двух лет на “Вельттон-систему” и заняться этой специфической задачей тогда не пришлось. После роспуска группы, еще 2 года прошли в борьбе идеи синтеза за свое существование: делались доклады, строились в Н [аучно] И [исследовательском] Кино-фото Институте деревянные модели станков для заготовки и съемки на пленку синтетических графиков и — наконец — 1‐й этап синтеза»[338].

В декабре 1932 года Янковский подает заявку на изобретение собственного метода синтеза звука. В 1933 году ему предлагают организовать лабораторию синтетической звукозаписи на киностудии «Мосфильм», где в 1934–1935 годах с помощью одной из первых советских систем оптической записи звука «Кинап» он создает большую коллекцию фонограмм («сэмплов») инструментов симфонического оркестра Большого театра, а к 1936 году рассчитывает и вычерчивает библиотеку из 110 синтезированных шаблонов «синтонов».

Он занимается исследованием методов спектрального анализа, декомпозиции и ресинтеза звука, мечтая о создании новой науки «синтетической акустики». Янковский, в отличие от большинства своих коллег, ясно понимает, что графический орнамент, определяющий форму звуковой волны, еще не определяет тембр. Только спектр звука, со всеми нюансами динамики переходных процессов, дает полную акустическую картину.

Он утверждал: «Пусть еще не вполне изучена учеными природа этих явлений; — нам важнее завоевать и расширить эту плавность оттенков, переливы цветов радуги в звуке, вместо монотонного колорита стационарных звучаний геометрических фигурок.

Предпосылку к расширению этого явления — жизни внутри звукового спектра — дает сама природа музыкальных инструментов, а — “природа — лучший наставник”, — как говорил Леонардо да Винчи <…> навстречу тенденциям музыкального обновления идет техника, помогающая оформлению новых путей, на которые уже встает музыкальное искусство. Эта новая техника, способная помочь раскрепощению музыки от связанных с ней шумов и от какофонии темперации есть электро-акустика и на ее почве возникли “электро-музыка” и “графический звук”»[339].

Подход Янковского имел много общего с опытами немецкого исследователя Рудольфа Пфеннингера. Оба были, прежде всего, сосредоточены на акустике. По словам исследователя Томаса Левина, «Кривые Фишингера не получены из звука, они генерируют звук, тогда как кривые Пфеннингера находятся в результате анализа звука, который они в дальнейшем аналитически воссоздают <…> Кривые Пфеннингера — вовсе не орнаменты, но скорее, как справедливо отмечают многочисленные критики, “шаблоны или отпечатки”, то есть семиотические единицы, которые могут быть объединены для того, чтобы произвести звуки лингвистическим, так сказать, полностью технически управляемым способом. В отличие от непрерывных кривых Фишингера, кривые Пфеннингера являются дискретными единицами»[340].

Янковский пошел гораздо дальше, чем другие исследователи. Он был единственным пионером графического звука, разрабатывавшим методы спектрального анализа, декомпозиции и ресинтеза. Его графические кривые — «спектростандарты» — также являлись семиотическими единицами, комбинируя которые можно получить новые звуковые гибриды. Янковский верил в возможность создания универсальной библиотеки звуковых элементов, аналогичной таблице Менделеева. В своем исследовании он предложил методы гибридизации звуков, аналогичные технике спектральных мутаций (кросс-синтез): «Приоткрываются перспективы тембровых наплывов и тембровых вибрато, переходов из одной звуковой окраски в другую, невозможных в современном оркестре и сулящих новые горизонты композиторам»[341].

Янковский рассуждал: «…идея синтеза возникла у меня еще в процессе кропотливого “рисованного звука” и вот в какой цепи соображений:

1. Окраска звука зависит от формы звуковой волны, график которой может быть разложен математически в ряд Фурье, т. е. на отдельные составляющие — синусоиды, а стало быть, и обратно — может быть гармонически сложен из синусоид же. Заниматься этим никому не приходило в голову просто потому, что до появления графического (или рисованного) звука отсутствовала самая техника и методология воспроизведения звука с подобного рода акустических графиков.

2. Подобно электронам (нейтронам и протонам), количество которых определяет качество атома, синусоиды, как бы являются электронами, (нейтронами и протонами), количество которых образует качестве звука — его тембр.

3. Отсюда вывод: почему бы не положить начало новой отрасли знания — синтетической акустике, если только удастся хотя-бы эскизно составить таблицу звуковых элементов, подобную периодической таблице химических элементов Менделеева? Система оркестровых красок имеет пробелы в своих рядах, которые могут быть заполнены синтезом, подобно тему, как пробелы я рядах менделеевской таблицы заполнялись позднейшими открытиями в химии… Очевидно, что данный, подобный мичуринскому, метод селекции, скрещивания звуков и инструментов даст еще невиданные, неизведанные плоды-гибриды технически недостижимые для обычного оркестра…»[342].

В дополнение он разрабатывает ряд методов трансформации звука, включая технику изменения продолжительности звука не меняя его высоты и технику транспонирования, основанную на разделении спектрального состава и формант, аналогичных современным методам кросс-синтеза и фазового вокодера, широко применяемых в компьютерной музыке.

Владимир Солев писал в статье «Синтетический звук»: «После большой работы над анализом натуральных фонограмм, проделанной в научно-технической лаборатории Мосфильм, ставится проблема “растяжения” любого звука, или, наоборот, многократного помножения таких звуков, которые мы обычно слышим только очень бегло (например, некоторые согласные). При этом можно итти как по пути чистого мультипликационного анализа и синтеза, так и путем акустическим, обсуждавшимся не так давно в европейской кинотехнической печати по почину С. ­Зилка. Трудности заключаются в тембровых искажениях, которые теперь можно преодолеть только используя для “растяжения” оптимальную (сохраняющую тембр лучшей октавы инструмента) темброграмму Янковского. Решение задач такого рода представляет интерес не только для лингвистов, но и для разного рода научно-технических целей»[343].

Объясняя свои методы в ряде рукописей, Янковский намечает план исследований:

1) провести объективное исследование и классификацию звуковых спектров, существующих музыкальных инструментов;

2) исследовать спектральные переходы в динамично изменяющихся звуках, особенно во время установления колебательного процесса;

3) в соответствии с полученными результатами синтезировать сложные тембры из чистых синусоидальных тонов;

4) создать искусственные фонограммы и перенести их на пленку;

5) добиться независимого управления высотой звука, интенсивностью, продолжительностью и тембром;

6) получить независимое управление спектральным составом звука и его формантами;

7) разработать методы получения 72‐ступенной темперации;

8) разработать средства автоматизации всего процесса синтеза звука;

9) исследовать ритм и временные особенности живого музыкального исполнения и найти соответствующие методы математического моделирования артистической выразительности[344].

Для практической реализации своих работ Янковский изобрел специальный инструмент «виброэкспонатор». Для минимизации расчетов в процессе аддитивного синтеза сложных звуков он предложил свой метод синтонов, основанный на исследовании структурных сходств и различий акустических спектров звуков разных характеров. Для достижения своей цели Янковский решил проанализировать спектры специально записанных звуков, разделив их на классы в соответствии с общими свойствами спектров, соответствующих сходным тембрам. Выделив «спектральные шаблоны» — группы обертонов, отвечающих за сходство тембров, рассчитав и нарисовав их волновые формы, он предполагал построить библиотеку синтонов — графических элементов, необходимых для последующего синтеза звуков произвольного характера. Для этого он предлагал выбирать из библиотеки соответствующие синтоны, графически транспонировать их на требуемые частоты и микшировать в нужных ­пропорциях.

Описывая способ получения звука со сложной динамикой, Янковский предвосхитил современные методы быстрого преобразования Фурье (FFT), предложив использовать последовательность кадров, в каждом из которых звук статичен и представляет собой очередную фазу изменения тембра во времени. Непрерывность изменения звука достигается путем соединения отдельных кадров в непрерывную последовательность методом перекрестного затухания (cross-fade).

В 1935 году Янковский присоединяется к Автономной научно-технической секции (АНТЕС) Союза композиторов. После смерти Красина в 1936 году АНТЕС закрывают, Министерство культуры прекращает финансирование лаборатории Янковского. Ее передают в ведение Научно-исследовательского музыкального института Московской консерватории (НИМИ). Сотрудник НИМИ Андрей Володин разрабатывает специальную систему звукоусиления для виброэкспонатора[345], и к концу 1937 года Янковскому, наконец, удается озвучить свои синтоны. Работы Янковского и Володина отражены в Тематическом плане и смете расходов по акустическому разделу НИМИ за 1937 год:

«Электро-музыка и графический звук.

1) Исследование и конструирование электро-музыкальных инструментов. Действующий макет инструмента и статья. Исп. — Володин.

2) Синтетическая запись звука на пленке (без использования оркестра). 4 прибора и статья. Приборы “Вибро-Экспонатор”, “станок сквозящей копировки”, “фото-стол”, “Ритмограф”. Синтетическая фонограмма. Исп. — Янковский. Срок — 31, XII. Сумма по договору — 4800 руб.»[346].

В 1939 году Янковский объединяется с Евгением Шолпо. Возникает новая лаборатория графического звука при ленинградском Институте театра и кино. Янковский переезжает в Ленинград. Он рассчитывает закончить виброэкспонатор в 1940 году, но работа затягивается, и война нарушает все планы.

Борис Янковский. 1938. Личный архив М. Е. Шолпо

Во время войны Янковский и его семья были эвакуированы в Алма-Ату. Вернувшись в Москву из эвакуации в 1949 году, Янковский переключается на исследовательскую работу по акустике скрипок. Он работает на Экспериментальной фабрике смычковых инструментов в Москве, проводит серьезные исследования, за которые получает ряд государственных наград. К теме графического звука он больше не возвращается. В конце 1960‐х, посещая Московскую консерваторию, Янковский встречает звукооператора Льва Болотского — единственного человека, отнесшегося серьезно к его идеям, связанным с графическим звуком. Янковский дарит Болотскому свои рукописи, которые тот впоследствии передает в архив Термен-центра, и приглашает в свою лабораторию, где показывает ему большую картонную коробку, наполненную фотопластинками с записями синтонов. Это было приблизительно в 1970 году, незадолго до смерти Бориса Янковского. Никто не знает, что в дальнейшем произошло с этой коллекцией. Хочется верить, что сокровище все еще ждет удачливого исследователя.

6.6. Вычислительные методы в синтезе звука

Метод, предложенный Борисом Янковским, основан на исследовании общих структурных свойств и различий спектров звуков разного характера с целью максимально сократить количество вычислений, необходимых для реализации аддитивного синтеза. Для достижения цели Янковский решил:

1) провести спектральный анализ различных звуков;

2) получить данные о структурных особенностях спектров в зависимости от их характера;

3) разделить все звуки на классы согласно общим свойствам тембров и соответствующих свойств спектров и их динамики;

4) установить общие свойства звуков, принадлежащих к одному классу (например, наличие формант);

5) разделить спектры звуков на группы обертонов (спектральные шаблоны), ответственных за те или иные особенности характера звучания;

6) рассчитать и начертить волновые формы, соответствующие этим спектральным группам шаблонам;

7) построить библиотеку спектральных шаблонов в форме рисованных волновых форм для решения будущих задач синтеза звука.

Спектральные шаблоны Янковский также назвал «спектро-стандартами». Он ожидал, что, комбинируя и смешивая эти волновые формы, можно синтезировать любой желаемый звук. Таким образом, полагал Янковский, для конечной стадии звукового синтеза нет никакой необходимости иметь дело со спектрами, достаточно манипулировать заранее рассчитанными и созданными спектро-стандартами, выбирая их из библиотеки. Этими шаблонами можно манипулировать, варьируя их амплитуду и транспонируя на нужную высоту, изменяя их размеры оптическими средствами или путем математических расчетов, суммируя результаты оптически или посредством вычислений для получения окончательной волновой формы.

Метод, разработанный Янковским, был основан исключительно на математических вычислениях и обладал многими свойствами, характерными для современных цифровых технологий, такими как дискретизация и квантование звуковых сигналов и соответствующих спектральных данных, операции с базовыми примитивами (шаблонами), выбранными из базы данных. Эту технику можно рассмотреть как своего рода протокомпьютерную музыкальную технологию, основанную на вычислительных методах синтеза и обработки звука.

Для выполнения сложных математических вычислений формы волны и других важных параметров звукового синтеза и автоматизированного музыкального исполнения, таких как ритм, в штате лаборатории графического звука Бориса Янковского и Евгения Шолпо были специальные сотрудники, задача которых состояла в том, чтобы выполнять сложные математические вычисления.

Практические методы Янковского были основаны на анализе описаний спектров, доступных в литературе, случайных возможностях использовать первый в СССР спектроанализатор, приобретенный Первой московской фабрикой смычковых инструментов, а также на богатом практическом опыте, благодаря которому Янковский умел оценивать спектральный состав звуков, исследуя структуру формы волны. Янковский заметил, что острые резонансы приводят к появлению довольно очевидных высокочастотных колебаний в рельефе волновой формы. Измеряя частоту и относительную амплитуду этих колебаний при помощи специальной линейки, он мог дать грубую оценку формантной структуры звука.

В результате долгосрочного исследования Янковский установил, что все естественные звуки могут быть разделены на классы по характерным типам спектров и соответствующих акустических свойств источников, в числе которых:

1) особенности спектрального состава звука (например, преобладание четных или нечетных гармоник и т. п.);

2) наличие формант, отражающих резонансные свойства источника звука;

3) особенности переходных процессов в спектре, особенно во время атаки звука;

4) характерные амплитудные огибающие (атаки и затухания);

5) характерные процессы амплитудной и спектральной модуляции (например, различные формы вибрато).

Он также установил, что в пределах одного класса возможно выделить свойства, характерные для других классов. Янковский считал наличие общей форманты самой важной общей особенностью различных звуков в пределах одного класса.

В серии синтонов, названных Янковским «пятиобертонки», он предпринял попытку синтезировать узкие спектральные зоны, напоминающие острые форманты. Его идея состояла в том, чтобы вычислить формы волны, соответствующие наборам по пять соседних высоких гармоник, сгруппированных вокруг некоторой средней частоты с отсутствующими низкими гармониками, включая первую. Он ожидал, что, соединяя последовательно пятиобертонки и сегменты тишины с варьируемой продолжительностью, определяющей общий период волны, он сможет синтезировать звуки с различными высотами, зависящими от продолжительности пауз, в то время как частота форманты останется неизменной. Несмотря на то, что для чистоты опыта форма волны одного периода, включая промежуточный сегмент, должна быть вычислена согласно желаемому спектру, идея была вполне функциональна: на спектрограмме хорошо видна сильная фиксированная форманта, в то время как спектральное содержание зависит от основной частоты, хотя количество гармоник также зависит от основной частоты и в большинстве случаев не равно пяти. Эта идея дает возможность изменения высоты звука, а также создания сложной формантной структуры, независимой от высоты, с минимальным количеством вычислений.

Экспериментируя с оптически записанными звуками, Янковский обратил внимание, что транспонирование их вверх и вниз посредством изменения скорости воспроизведения разрушает характер звука. «Звучание профиля “графического звука”, сфотографированного на кино-пленку с изменением одной лишь длины периода при неизменной форме, на всех частотах определенного диапазона, отличается постоянством спектра и текучестью или непостоянством окраски. Его форманта (если только можно говорить в этом случае о форманте, точнее весь зафиксированный состав его обертонов) движется параллельно основному тону, на протяжении всего данного диапазона»[347].

В штате Лаборатории графического звука Шолпо были специальные сотрудники, в задачу которых входило осуществление сложных математических вычислений. Ленинград. 1946. Личный архив М. Е. Шолпо

Чтобы решить проблему изменения высоты при сохранении неизменных формант, Янковский предложил вычислять по три шаблона на каждую октаву для всего диапазона частот каждого конкретного звука, транспонируя каждый шаблон посредством изменения скорости воспроизведения в диапазоне, не превосходящем одной трети октавы. Он писал: «Вопрос сводится к выбору количества нот в диапазоне инструмента, для которых надо производить синтез обертонов <…> я наметил для синтеза по 3 профиля на октаву каждого тембра. Этим самым был принят, конечно, своеобразный компромис по отношению к требованию абсолютной устойчивости формант, (так как я допустил сдвиг на большую терцию), но практически этот сдвиг совершенно не заметен»[348]. Интересно, что подобный метод используется сегодня в большинстве современных сэмплеров.

6.7. Синтоны и синтетические инструменты

Согласно классификации Янковского, он работал с четырьмя базовыми уровнями спектральной организации звуков:

1) «простой (чистый) тон» — простое гармонической колебание;

2) «сложный тон» — суперпозиция нескольких простых тонов;

3) «синтон» (синтетический тон) — искусственный сложный тон на основе математического сложения простых тонов, связанных с некоторым конкретным спектральным шаблоном и созданных методом графического звука.

4) «синтетический инструмент» — библиотека синтонов, связанных с некоторым особым звуковым характером (инструментом), с фиксированными формантами, предназначенный для синтеза звука методом графического звука. Фактически, речь идет о базе данных, не имеющей ничего общего с обычными «музыкальными инструментами», на которых играют традиционными способами[349].

На третьем этапе своей работы Янковский планировал «создание типов извлечения звука и красочностей промежуточных, для заполнения провалов между оркестровыми, следующими техническими приемами: 1. Путем медленных “наплывов”, спектральных переходов с помощью двойной фото-экспозиции. 2. Путем быстрых, радужных переливов из спектра — при громкостном вибрато со сдвигом на полуцикл, так что максимумы силы звука приходятся между максимумами другого. 3. Воспроизведением всех звуковых красок всеми способами извлечения звука, свойственными всевозможным инструментам и зависящими от изменения стационарных звучаний, как по амплитуде, так и по форме колебаний: pizzicato и обратная ему мягкая атака звука, громкостное вибрато (филирование звука) и разные процессы в начале звуков и в переходе между ними»[350].

Например, чтобы синтезировать человеческий голос, напевающий гласный звук, нужно было бы выбрать несколько шаблонов, связанных с формантами (рисованные волновые формы, наподобие пятиобертонок), добавить дополнительные шаблоны по мере необходимости (такие как «равно-амплитудный полный»), с помощью виброэкспонатора настроить каждый шаблон на требуемую частоту и интенсивность и затем смикшировать их. Конечный результат походил бы на «замороженный звук», подобный одному фрейму преобразования Фурье, временного «кванта» звука, физически связанного с одним кадром фильма. Чтобы произвести звук, изменяющийся во времени, необходимо вычислить последовательность статических кадров, каждый из которых представляет собой очередную фазу изменения звука во времени. Чтобы произвести финальную звуковую дорожку нужно соединить кадры в последовательность внахлест, переводя один кадр в другой через перекрестное микширование для достижения плавности переходов и минимизации помех на стыках кадров. Для реализации этого метода Янковский разработал свой виброэкспонатор.

«Пятиобертонки». 1935–1936. Математически рассчитанные волновые формы звуков с сильной формантой. Коллекция А. И. Смирнова

6.8. Виброэкспонатор

Разработанный Янковским специальный модифицированный анимационный станок «виброэкспонатор» позволял не только фотографировать последовательные сегменты рисованных звуковых дорожек, но также производить все необходимые манипуляции со спектро-стандартами в процессе создания синтонов. Это означало, что временная дискретизация соответствовала 24 кадрам в секунду, а каждый кадр представлял собой один «квант», своего рода мгновенную фотографию постоянно изменяющегося звука. При этом волновая форма каждого кадра последовательности вычислялась согласно спектральному составу на основе определенного набора спектральных шаблонов.

Несмотря на то, что Янковский ссылается на конструкцию виброэкспонатора в ряде своих рукописей, он нигде не дает полного его описания. Тем не менее, согласно имеющимся упоминаниям, можно представить себе принципы его работы. Являясь надстройкой над анимационным станком, виброэкспонатор имел несколько уровней, позволявших осуществлять полный цикл создания синтонов, а также покадровый перенос готовой звуковой дорожки на кинопленку.

Важной частью виброэкспонатора был станок скользящей копировки, позволявший конвертировать исходные синтоны, выполненные трансверсальным методом, в «интенсивные» негативы, необходимые для последующей обработки. Для осуществления скользящей копировки фотопластинка с изображением синтона помещалась в специальную кассету с тонкой щелью (апертурой), расположенной вдоль синтона, через которую параллельный пучок света попадал на вторую, не экспонированную фотопластинку, установленную позади апертуры. Широкое интенсивное изображение синтона получалось путем перемещения второй фотопластинки сверху вниз перед апертурой. «Интенсивное» (переменной плотности) изображение звуковой волны было необходимо для последующего транспонирования синтона с понижением высоты до требуемого значения. Для этого фотопластинку с «интенсивной» звуковой дорожкой устанавливали перед другой тонкой апертурой, которую поворачивали на определенный угол, соответствующий требуемому интервалу транспонирования, и фотографировали на третью фотопластинку, установленную позади второй апертуры.

В результате на третьей фотопластинке получалось растянутое (транспонированное) интенсивное изображение исходного синтона. Эта часть виброэкспонатора называлась «экспонатор синтонов».

Этот метод позволял пошагово снимать всю последовательность кадров, представляющих собой фазы процесса спектральной трансформации во времени. Для устранения помех, возникающих на стыках кадров, применялся метод перекрестного микширования одного кадра в другой путем расфокусировки изображения по краям кадра или наложения на соседние кадры специальной маски, напоминающей форму колокола, которая обеспечивала уменьшение светогого потока по краям кадров.

Еще один уровень виброэкспонатора предназначался для создания быстрых амплитудных огибающих (типа вибрато), получаемых за счет специальной управляемой мультисегментной маски. В первой версии виброэкспонатора Янковский использовал три сегмента на кадр. Последний уровень прибора отвечал за медленные огибающие. Для этого также применялась мультисегментная маска.

Для облегчения манипуляций с размерами исходного трансверсального изображения синтона, связанными с высотой и амплитудой получаемого звука, Янковский применял различные оптические приборы, например, так называемый «анаморфот», в котором использовались специальные «анаморфные» линзы, производившиеся по его заказу Ленинградским институтом точной механики и оптики.

В декабре 1932 года Янковский подал заявку на изобретение виброэкспонатора. 29 марта 1933 года он получил свидетельство о приоритете на изобретение № 126248 «Устройство звуковой мультипликации» и вскоре, согласно официальному бюллетеню, — авторское свидетельство № 34195. Однако вследствие типо­графской ошибки авторское свидетельство с этим номером соответствует совсем другому изобретению. Заявление Янковского было потеряно и более никогда не упоминалось снова.

Диаграммы, объясняющие принципы работы виброэкспонатора. Иллюстрации к статье «Акустический синтез музыкальных красок» Б. Янковского. 1936–1939. Коллекция А. И. Смирнова

С 1937 года лаборатория Янковского находилась в подчинении НИМИ Московской консерватории. В январе 1939 года руководитель НИМИ Николай Гарбузов направил исследователя Николая Зимина в лабораторию Янковского для проверки состояния его исследований. В своем отчете Зимин писал:

«Мною было установлено следующее:

1. Вибро-экспонатор представляет сложный, громоздкий прибор для съемки на звуковую дорожку нормальной 35 мм кинопленки синтетических звуков, по специально изготовленным «полосовым» негативам. Прибор снабжен разнообразными движениями фотографируемого объекта и частично механизирован. Автомат для перемены направления поперечного движения звуковой дорожки не вполне исправен. Прибор нуждается в дополнительной проверке и регулировке.

2. Станок скользящей копировки. Предназначен для изготовления «полосовых» полутонных негативов с узких ленточных негативов с звуковыми кривыми. Слишком массивно построен. Коробка передач — по крайней мере с 100‐кратным запасом прочности и рассчитана на большую мощность. Пригонка червяков и шестерен плохая, благодаря чему прибор дрожит и при копировке получается неравномерно-прирывистая скорость движения кассеты. В результате чего получаются полосатые негативы неравномерной плотности, что в конечном итоге отражается на качестве фонограммы. Конструкция прибора требует значительного облегчения и упрощения и сведения до минимума всех вредных сопротивлений.

3. Фоторепродукционный стол в работе мне не был показан. Судя по его конструкции, он должен работать удовлетворительно, хотя в прошлом было сделано довольно большое количество бракованных снимков.

4. Кино-передвижка немного переделана, в связи с спецификой работы лаборатории. Из ее механизма удалены некоторые части, нужные для оптической проекции (которой лаборатория не пользуется). К корпусу снаружи приделана горизонтальная открытая роликовая кассета, типа применяемой в аппарате “Шоринофон”, но значительно более грубого и кустарного устройства с деревянными роликами. Во вращающихся частях кассеты в сумме накопляется такое значительное трение, что пленку заедает и она во время действия кинопередвижки часто рвется. Фотоэлектрическая часть, при подаче тока на комплексный динамический репродуктор, работает удовлетворительно.

5. Основной материал лаборатории — синтетические кривые различных тембров, в количестве нескольких десятков, выполнены в определенном масштабе на прозрачном целлулоиде, посредством черного непрозрачного лака.

В качестве вспомогательного материала имеются увеличенные кривые записи подлинных звуков — выкопировки с записей на фильме звуков голоса и различных музыкальных инструментов, полученные т. Янковским в бытность его на работе в студии “Мосфильм”.

В качестве промежуточного рабочего материала имеется несколько десятков штук кинолент, длиной около 0,5 м. каждая, с многократно репродуцированными на них синтетическими кривыми звуков. Как уже указано, по этой группе имеется довольно большое количество брака (тоже несколько десятков лент).

В специальных альбомах хранятся наиболее удачные/ценные и интересные негативы звуковых кривых в виде лент и в виде полутеневых “полосовых” фильмов большого квадратного формата, приспособленного к работе в виброэкспонаторе. Некоторые из этих негативов имеют слабые технические дефекты (результаты дрожания станка для скользящей копировки и потеки при проявлении негативов).

6. Как конечный результат, имеется до 100 штук снятых на нормальную 35 мм кинопленку звуковых короткометражных фильмов, длиной от 1,5 до 20 м. Более короткие фильмы склеены по несколько штук в бесконечные петли длиной около 20 м. Tов. Янковский продемонстрировал в звучании нескольких таких фильмов. Были показаны тембры типа кларнета, тромбона, носовой, равно-амплитудный полный, равноамплитудный нечеткий, переходы одного тембра в другой и особые тембры с добавлением формант высоких обертонов.

Самые последние записи т. Янковский показать не мог, так как лента, висевшая вблизи отопительной батареи, пересохла и покоробилась, а поэтому не могла быть пропущена через аппарат.

Качество синтетического звука оставляет еще желать много лучшего. В звуках много посторонних призвуков и технической “грязи” — шумов и тресков. В записях, сделанных в первой половине 1938 г., слышен фон стыков, в виде низкого гудения. В последующих Фильмах достигнуто некоторое улучшение передачи звуков. Насколько такие звуки могут быть пригодными для использования в музыке, сказать еще трудно.

Основным пороком метода Янковского считаю точечную (прерывистую) съемку. Хотя он теперь и вводит для уничтожения стыков принцип “размазывания” границ между кадрами, однако, в виду того, что почти никогда периоды звуковых волн не бывают соизмеримы с длиной кадров, остается некоторая сбивчивость фаз, которая приносит в основной звук нежелательные призвуки. В этом отношении метод непрерывной съемки целых фраз, применяемый Е. А. Шолпо, представляет очевидные преимущества.

Рабочие тетради т. Янковского, с многочисленными записями, расчетами и проработкой материалов написаны по особой манере, с многократными последующими приписками и особыми символами. Благодаря этому они требуют расшифровки самим автором. Однако, ясно, что т. Яковский проделал в общем очень большую работу»[351].

Рассуждая о перспективах развития исследований, Янковский писал в 1939 году:

«В дальнейшем мы надеемся увеличить в 8 раз ширину записи на пленке, путем нанесения параллельных фонограмм, как для количественного увеличения диапазона силы звучания, так и для воспроизведения разных инструментальных групп отдельными громкоговорителями, для создания объемной иллюзии — оркестра, размещенного в нескольких точках пространства, или для эффекта перекликающихся голосов из разных концов концертного зала (или театра) и т. д.

Надеемся также построить в будущем “Синтезатор” — огромный прибор для механического сложения и одновременного вычерчивания гармонических колебаний»[352].

6.9. Синтезатор АНС

В 1938 году Борис Янковский знакомится с Евгением Мурзиным, молодым изобретателем, захваченным идеей синтеза звука, который предложил проект нового инструмента, названного им в честь композитора Александра Николаевича Скрябина «синтезатор АНС».

Однако грянул 1941 год, и эту идею пришлось надолго отложить. С июля 1941‐го Мурзин служил в Красной армии со специализацией в области приборостроения. В дальнейшем под руководством Мурзина в НИИ-5 проводились разработка и испытания на полигонах и в боевых условиях приборов управления огнем наземной артиллерии. Защитив в 1945 году в МВТУ кандидатскую диссертацию по специальности военное приборостроение, Мурзин занимался разработкой аппаратуры звукометрической разведки наземной артиллерии, приборных методов наведения истребителей-перехватчиков на бомбардировщики противника.

В 1949–1950 годах Мурзин — заместитель главного конструктора аппаратуры оборудования КП авиационных соединений ВВС. В 1951–1953 годах — главный конструктор аппаратуры командного пункта наведения и управления истребительного авиационного корпуса ПВО страны.

Но тема синтеза звука не забыта. После войны, в 1947 году Мурзин возвращается к разработке своего инструмента.

«Шли месяцы, годы. Вот собраны два магнитофона, столамповый (!) усилитель, электропривод. Во время командировки в Германскую Демократическую Республику удалось заказать оптические детали из высококачественного стекла. Их сделали на знаменитом Цейсовском заводе. А в Москве Мурзин оформил заказ на каркасы машины. Немало людей бескорыстно помогли изобретателю. Поддержало служебное начальство. Товарищи по работе — слесари, механики, оптики — приложили руку ко многим деталям, конструкторы посоветовали, как скомпоновать узлы. Дело шло. Но далеко не всегда гладко… Полная запись диска — пятьдесят часов, более двух суток бдительного наблюдения и регулировки. Две тысячи безошибочных операций установки, корректировки и т. д.

За станок Мурзин садится посменно с женой… Если появляются гости, их, наскоро обучив, тоже сажают за станок. И смех, и грех! И так день за днем, ночь за ночью…

Больше трех лет ушло на изготовление одного-единственного диска — негатива для четырех необходимых в машине»[353].

Евгений Мурзин работает с первой версией синтезатора АНС. ВДНХ. Архив Станислава Крейчи

Действующий макет синтезатора был построен лишь в 1957 году на даче Евгения Мурзина и занимал полкомнаты. Машина находилась еще в процессе разработки и не имела удобного кодера для записи гармонических спектров.

Первыми на дачу к Мурзину приехали Борис Янковский и композитор Игорь Болдырев, который некогда был ассистентом Евгения Шолпо. «Янковский просидел за машиной несколько часов и остался доволен. Сказал, что не ожидал подобного результата. Правда, он тут же надавал кучу новых советов, но речь шла не об исправлении плохого, а об улучшении хорошего. Мурзин и сам видел пути совершенствования машины. Болдырев занялся сравнением нового синтезатора с хорошо памятными ему вариофонами Шолпо и во многом отдал предпочтение машине Мурзина.

Вскоре изобретатель привез к себе композитора Андрея Волконского. Хорошие отзывы о детище Мурзина дали конструкторы электромузыкальных инструментов Симонов и Корсунский, сотрудник Акустической лаборатории Московской консерватории Рудаков и другие специалисты.

Графическая партитура синтезатора АНС. Архив Станислава Крейчи

Осенью 1959 года макет машины принял законченный вид. Он был перевезен в Москву и нашел приют в Музее Скрябина»[354].

Синтезатор АНС генерировал звук в реальном времени, что позволяло композитору управлять спектром с помощью специальной графической партитуры, воплощая принципы «Механического оркестра» Евгения Шолпо средствами оптического синтеза.

Работая с синтезатором АНС, композитор вычерчивает на большом стеклянном листе, покрытом черной несохнущей мастикой, прозрачные линии, представляющие собой партитуру, «график музыки» — сонограмму (динамический спектр звука, развивающегося во времени). Стекло перемещается вручную или с помощью специального мотора в параллельных лучах света, модулированного вращающимися оптическими дисками. Лучи, проходящие через нижнюю часть партитуры, несут самые низкие частоты модуляции, в верхней части — самые высокие. Лучи, прошедшие через прозрачные линии графика, воспринимаются специальным фотоприемником, преобразующим модулированный свет в переменный ток соответствующей частоты и, далее, в звук. При этом изменение скорости движения партитуры соответствует изменению темпа проигрывания композиции.

Оптический диск синтезатора АНС содержит 144 одновременно звучащих тона. Архив Станислава Крейчи

Аналогичный принцип преобразования графики в звук использован в легендарной компьютерной системе UPIC Яниса Ксенакиса, созданной в 1977 году в парижском центре CEMAMu, а также в некоторых современных компьютерных программах (например, Metasynth).

Каждый оптический диск синтезатора АНС содержит 144 одновременно звучащих синусоидальных тона. Первая, не сохранившаяся версия синтезатора содержала четыре диска, генерируя 576 тонов, перекрывающих диапазон 42–10800 Гц (8 октав). Вторая версия, законченная в 1964 году, содержит пять дисков, генерируя 720 тонов, перекрывающих по частоте колебаний диапазон 21 Гц — 21600 кгц (10 октав), с дискретностью, не воспринимаемой человеческим ухом. Для получения чистых синусоидальных тонов в инструменте использованы двадцать полуоктавных полосовых фильтров, содержащих около ста электронных ламп. За основу звукоряда инструмента взята 72‐ступенная темперация, предложенная Борисом Янковским[355]. В отличие от вариофона, АНС не требует синхронной записи на кинопленку, синтезируя звук в реальном времени.

Вторая версия синтезатора АНС. 1964. Фотография Александра Долгина

Значение синтезатора АНС очень точно выразил музыковед Петр Мещанинов: «Раньше вопрос о нашей акустической субстанции вообще не мог ставиться. Напоминаю, что звук трактовался и трактуется в европейской теории как точка, как пункт. Наша основная дисциплина — это контрапункт (“точка против точки”); наша эволюция состояла в изменении комбинаций этих точек. Это и привело к кризису. Дальнейшие ресурсы роста интервального поля заключаются в привнесении микроинтервалики, а значит, к высвобождению внутренних ресурсов реального звука. <…> Моей задачей было ответить на вопрос XX века, вопрос Шëнберга: “Чем делать форму в условиях артикуляционного голода?” Я ответил на него в техническом отношении, развернув картину постепенного нарастания микротемпераций — от 12‐ступенной темперации, той, которая является основой всего нашего европейского мышления; затем пара темпераций, 24‐ступенная и 72‐ступенная, та, которая принята на синтезаторе звука АНС (это первый случай микротемперации, или того, что я называю “хорошо темперированной сонорностью”)».[356]

Группа композиторов, работавших с АНС в Экспериментальной студии электронной музыки в Музее А. Н. ­Скрябина. 1968. Слева направо стоят: Э. Артемьев, А. Шнитке, А. Немтин, Э. Денисов; сидят: О. Булошкин, С. Губайдулина, С. Крейчи. Архив Станислава Крейчи

В числе первых на АНС работали композиторы Николай Никольский и Петр Мещанинов. Отладка органов управления инструмента и экспериментальная деятельность проводились при участии композиторов Эдуарда Артемьева и Станислава Крейчи. Первые сочинения, созданные на АНС, были исполнены в 1961 году на выставках в Лондоне и Париже.

В 1962 году была сформирована специальная государственная комиссия, в задачи которой входило определение дальнейшей судьбы синтезатора АНС и возможности его промышленного производства. В состав комиссии входили в числе прочих Лев Термен, Борис Янковский, Андрей Володин, Андрей Римский-Корсаков. Инструмент предполагалось усовершенствовать, обеспечив возможность оцифровки, хранения и автоматического восстановления графических партитур посредством новой версии автоматизированного кодера и других электронных и механических средств, а также ферритовой памяти (преобладающий тип памяти компьютеров, производившихся с 1955 по 1975 год). Согласно первоначальному плану, АНС должен был базироваться в студии в Московской государственной консерватории. Но впоследствии план был изменен, а инструмент так и не был расширен.

В 1964 году была изготовлена вторая версия АНС. Это был первый (и последний), промышленный образец инструмента, построенного для особого случая: советской Промышленной выставки в Генуе. В 1967 го­ду была образована Экспериментальная студия электронной музыки, располагавшаяся в Музее А. Н. Скрябина в Москве и находившаяся в подчинении звукозаписывающей фирмы «Мелодия». Ее директором, отказавшись от успешной карьеры ­военного конструктора, стал Евгений Мурзин. В студии работали композиторы и исследователи Эдуард Артемьев, Петр Мещанинов, Альфред Шнитке, Софья Губайдулина, Эдисон Денисов, Станислав Крейчи, Александр Немтин, Шандор Каллош, Олег Булошкин др. АНС использовали для озвучивания многих кинофильмов, в частности, фильмов Андрея Тарковского «Солярис» (1972) и «Сталкер» (1979) на музыку ­Эдуарда Артемьева.

В середине 1970‐х, после смерти Евгения Мурзина, студия была закрыта, а АНС был перемещен в студию Станислава Крейчи в Московском государственном университете. С 2004 по 2007 год АНС базировался в Термен-центре Московской государственной консерватории, а в 2007 году пополнил коллекцию Государственного музея музыкальной культуры им. М. И. Глинки, где пребывает по сей день и сохраняется в хорошем рабочем состоянии. АНС фактически завершает традицию графического звука и экспериментаторства, являясь последней оригинальной разработкой в области музыкальной технологии, сделанной в СССР и не имевшей западных прототипов.