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

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].