Синтезатор АНС: живее всех живых!

[yes1111]

Прошлой ночью рылся я без какой-либо определенной цели по информационным помойкам, когда неожиданно накрыли меня воспоминания из далекого школьного детства. А именно — книга Г. Анфилова “Физика и музыка”, которую брал когда-то в школьной библиотеке. А в ней — раздел об уникальном музыкальном синтезаторе АНС, созданном еще в 50-е годы XX века, за добрых полтора десятка лет до появления на свет разработок Роберта Муга. Захотелось освежить эти воспоминания, найти сохранившиеся фотографии и выяснить для себя некоторые технические подробности. И какова же оказалась степень моего изумления, когда оказалось, что уникальный инструмент не только сохранился до наших дней как музейный экспонат, но и до сих пор остается в строю! Больше того, на YouTube можно посмотреть видеосюжет об эксперименте, состоявшемся 21 октября 2009 года ГЦММК им. М.И. Глинки на концерте, посвящённом 95-летию со дня рождения творца этого инструмента Евгения Александровича Мурзина: АНС воспроизводит рисунок художника Светланы Богатырь "Неведомые Миры".

Впрочем, идея создания инструмента пришла в голову Евгению Александровичу еще раньше - до войны, в 1938 году. И была она гениально простой. Известно, что любой, сколь угодно сложный звук можно разложить на элементарные гармонические (синусоидальные) колебания — выражаясь по-научному, получить его спектр. Верно и обратное: складывая в необходимой пропорции множество таких элементарных колебаний, можно создать звук любой высоты и тембра, какие только в состоянии нарисовать человеческое воображение.

Задача выглядела простой и ясной на бумаге, но оказалась неожиданно сложной в реализации. Действительно, для синтеза сложного звука надо создать сотни генераторов элементарных колебаний, которые, вдобавок, должны работать стабильно и согласованно между собой. Да еще и придумать способ управления этими генераторами — так, чтобы нужные генераторы включались бы в нужный момент, и вдобавок — для каждого из них управлять законом изменения громкости: «атака» и «затухание» звука, эффекты вибрато, тремоло и т.д. Даже на сегодня, при теперешнем уровне развития микроэлектроники, с инженерной точки зрения это не слишком простая задача. А уж более 60 лет назад — что и говорить! Как же решил эту задачу Мурзин? Нет, он не стал громоздить шкафы с сотнями и тысячами ламп, а поступил несравненно проще и изящнее. Каждый элементарный генератор представлял собой последовательность черных и прозрачных штрихов, нанесенных по окружности вращающегося стеклянного диска. Если расположить такой диск позади щели, раскрутить с постоянной скоростью и подсветить сзади лампой, то световой поток будет пульсировать с заданной частотой. На самом деле, на одном диске не одна, а множество таких концентрически расположенных окружностей с разной густотой штрихов. Соответственно, получается и множество (720!) точно согласованных между собой генераторов. Перекрывают они диапазон в 10 октав, причем каждая октава разбивается не на 12, а на 72 интервала!

Достаточно теперь расположить за щелью фотоэлемент, а электрический сигнал с него подать на усилитель — и... мы услышим невообразимый шум! Действительно, по-другому и быть не может: ведь все генераторы звучат одновременно. Как же заставить инструмент выбирать из этого моря только нужные звуки? И здесь Мурзин нашел простое и изящное решение. Накройте щель светонепроницаемой пластинкой с маленькой дырочкой. Пусть эта дырочка окажется над тем окошечком, что мелькает 440 раз в секунду. Теперь только эти колебания будут пропущены к фотоэлементам. И, превратившись в звук, они дадут чистый тон “ля” первой октавы.
Вам не нравится, что звук вышел тусклый, сухой? Дело поправимое. Проткните в пластине еще несколько отверстий — так, чтобы они слегка приоткрыли другие места щели, лучше всего — соответствующие частотам натуральных обертонов звука “ля”. Тогда к основному тону добавятся гармоничные призвуки, звучание приобретет тембр, сделается насыщенным и ярким. Вот вы и достигли цели — получили музыкальный звук. Причем весьма эффективным способом — путем синтеза натуральных обертонов.

Несколько сочетаний подобных отверстий в пластине дадут аккорд — любой сложности, с неограниченным количеством голосов. Звуки его можно расположить и по. традиционным полочкам двенадцатиступенного темперированного строя (такого, как на рояле, органе, аккордеоне) и по чистым натуральным интервалам, недоступным пашей нотной записи и обычным инструментам.
Дело в том, что звукоряд машины Мурзина гораздо богаче обычного звукоряда современной музыкальной системы. В октаве не 12, а 72 звука. В шесть раз больше! Синтезатору доступны тончайшие изменения высоты тона, еле уловимые самым чутким ухом. И сделано это ради того, чтобы синтезировать натуральные тембры, неведомые нашей музыке созвучия, открыть доступ к естественному гармоническому строю, который искажен и обеднен европейской музыкальной системой.
72 ступеньки в октаве — как раз та особенность машины, которую еще в довоенные годы подсказал изобретателю Янковский. По его вычислениям при таком делении октавы можно строить особенно яркие, прозрачные, сочные тембры и аккорды.

Машина в принципе способна на все, о чем так пылко мечтал юный Шолпо: любые аккорды, богатейшие тембры, полифоническое многоголосие, натуральные созвучия, какие угодно диссонансы. И это дало Мурзину право назвать свое детище именем любимого композитора. Машина получила название “АНС” — “Александр Николаевич Скрябин”.

Музыка — жизнь звуков во времени. Мелодии, смена созвучий, темп и ритм, увеличение и уменьшение громкости. Все это тоже доступно машине Мурзина.

Мы не сказали еще, что пластина, прикрывающая щель, не неподвижна. Она способна двигаться относительно щели, поперек нее, так же как бумажная лента в пианоле. И, конечно же, в пластине проделываются не отдельные дырочки, а прозрачные линии.

В машине роль этой пластины выполняет широкий лист стекла, покрытый сверху непрозрачной краской. Мурзин назвал его партитурой — словом, которым композиторы именуют нотную запись оркестровой музыки. Но если обычная партитура без оркестра нема, как рыба, то партитура в машине Мурзина звучит сама. Это настоящие “самозвучащие ноты”.

Тонким резцом вы снимаете в тех или иных местах слой краски, проводите прозрачные линии, а потом включаете электродвигатель, и партитура плавно въезжает в промежуток между светящейся щелью и фотоэлементами. Для фотоэлементов открываются то одни, то другие участки щели. Световые мелькания различных частот складываются, возбуждают соответствующие звуки. Они меняются, переходят в новые, утихают, снова возникают — в согласии с картиной прозрачных линий, которая была сделана вашей рукой на зачерненном стекле:





На приведённом примере партитуры горизонтальные линии прозвучат как постоянный тон, не горизонтальные - как глиссандо.

Нарисовать па партитуре можно, вообще говоря, что угодно — имитировать звуки скрипки, рояля, трубы, оркестра, если хотите — человеческого голоса. Надо только знать спектральный состав звуков, характер атаки и затухания, закономерности частотных изменений. Можно искать и новые тембры, звучания, недоступные даже электромузыкальным инструментам. Можно рисовать шум водопада, удары молота, грохот грома. Но, повторяем, нужно знать, как это делать.

Тут-то вся сложность. Разгадать таинственный шифр звучащего мира еще предстоит. И на это уйдут годы.

Но главнейшие правила, “букварь” партитуры, уже подготовлены изобретателем. И элементы этой “звуковой грамоты” внесены в машину.

Чтобы облегчить рисование (шифрование, кодирование) звуковой картины, Мурзин устроил особое приспособление — кодер.

Над партитурой он поставил изображение обычной фортепьянной клавиатуры; стали отлично видны опорные точки двенадцатиступенного темперированного строя. Рядом па передвижной каретке поместил шкалу с рисками, указывающими положение первых шестнадцати гармонических обертонов, взятых от любого основного тона; от всякого звука стало удобно строить и обертоны и натуральные интервалы. Для облегчения набора тембров закрепил в нужных местах каретки тонкие резцы с разноцветными шариками-рукоятками (“Композитору надо дать в руки что-то круглое”,—говорит Мурзин).

Весь кодер схож с точным и удобным чертежным устройством, нечто вроде усовершенствованной чертежной доски — кульмана. И работа на нем напоминает конструкторскую, но не за листом ватмана, а за черной пластиной партитуры.

В 1957 году машина не имела еще столь удобного кодера. Рисование звуков было тогда делом нелегким. Но Мурзину не терпелось показать АНС сведущим людям. Что-то скажут композиторы? Что сказал бы его учитель и консультант еще в довоенные годы - Янковский? Изобретатель снова пустился в поиски своего первого советчика. И на этот раз удачно. Янковский нашелся. Он вернулся из скитаний военных лет и работал в Москве на Экспериментальной музыкальной фабрике.

На дачу к Мурзину Янковский приехал вместе с композитором Болдыревым, который некогда был ассистентом 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. Разобравшись в машине, тот сразу же сел за кодер, принялся рисовать звуки и сделал открытие, неожиданное даже для самого Мурзина. Вместо узких линий Волконский провел на партитуре в басах широкие полосы, захватывающие несколько окошечек (хром) щели. Получились мощные удары — величественные органные басы, но еще более звучные и яркие.

 —Эта машина для меня, — сказал Волконский.

Хорошие отзывы о детище Мурзина дали конструкторы электромузыкальных инструментов Симонов и Корсунский, сотрудник Акустической лаборатории Московской консерватории Рудаков и другие специалисты.Осенью 1959 года макет машины принял законченный вид. Он был перевезен в Москву и нашел гостеприимный приют в Музее Скрябина. Здесь вместе с Мурзиным ее принялся осваивать композитор Николай Павлович Никольский, музыкант и радиоинженер. Скоро была “нарисована” строгая и спокойная “Фантазия на русские темы”, за ней — очаровательная, по-волшебному неожиданная миниатюра. Потом в работу включился молодой композитор Петр Мещанинов. Вместе с композиторскими пробами начался кропотливый исследовательский труд — по существу, построение новой теоретической гармонии, выводящей музыку за пределы старой двенадцатиступенной темперации.

Живописец кладет мазки на полотно, потом отходит, оглядывает сделанное, кое-что изменяет и добавляет. Он постоянно видит то, что творит. Так же контролируют себя скульпторы, писатели, поэты.

А вот композитор-симфонист лишен этой возможности. Его творчество — во многом интуиция, фантазия, которая получает проверку лишь при первом оркестровом исполнении произведения.
Работая на синтезаторе Мурзина, композитор становится похожим на живописца. Нарисовав сложнейшую музыку, он может сразу прослушать ее, поправить, нанести новые звуковые мазки. После отработки на партитуре очередной кусок произведения записывается на магнитофонную пленку. И во время записи композитор продолжает творить музыку. Теперь он превращается в дирижера. Дирижирует машиной. Слушая созданные звуки, он ускоряет или замедляет их, увеличивает или уменьшает громкость, характер атаки и затухания. Для всего этого в синтезаторе есть приспособления.

АНС — инструмент, с которым работает сам композитор. Без всяких посредников. АНС прямо связывает музыкальные образы со зрительными. Линии рождают звуки. Линии, нанесенные человеческой рукой. Дело за тем, чтобы научиться проводить эти линии.

С помощью АНС были созданы и записаны музыкальные темы и оригинальные звуковые эффекты ко многим знаменитым фильмам. Наиболее известный пример звучания синтезатора АНС принадлежит звуковому миру фильма Андрея Тарковского "Солярис". Создавал этот завораживающий и пугающий мир Эдуард Николаевич Артемьев. Тарковский не собирался включать в картину просто музыку, ему нужна была именно звуковая картина, как неотъемлемая часть атмосферы бесконечно далекой и столь же бесконечно непознанной планеты Солярис и научной станции, созданной землянами. И здесь возможности синтезатора вкупе с необыкновенным композиторским дарованием Артемьева оказались буквально незаменимы. Никакой другой из существоваших тогда и существующих ныне синтезаторов не смог бы создать такую звуковую палитру. Ведь, как говорит сам Эдуард Артемьев, синтезатор для него - это "возможность "сочинять" звук, тембр, ваять его, придавать форму, "цвет", энергию, протяженность"... Причем музыка И.-С. Баха, использованная в фильме, также исполняется на АНСе. Если необходим более демократичный пример использования АНСа в кинематографе - пожалуйста. Кто не помнит сцену ночного кошмара персонажа Андрея Миронова из комедии Леонида Гайдая "Бриллиантовая рука"? Когда летающая загипсованная рука отвешивает ему оплеухи и пытается душить? Ужасающие звуки в этой сцене - тоже АНС. И танковая атака в эпопее Озерова "Освобождение" озвучена АНСом. Была даже записана целая пластинкка - "Музыкальное приношение", в которой композиторы С.Губайдулина, А. Шнитке, Э. Денисов и другие создавали новые подходы к созданию музыки с помощью синтезатора АНС.

"" (Watch on YouTube)

В 1999-м году компания "Electroshock Records" выпустила компакт-диск, составленный из архивных пленок, записанных с помощью АНС в 1964 - 1971 гг. Ознакомиться с этими композициями можно здесь (только не забываем об авторских правах!)

И на десерт - подробности для специалистов. Некоторые технические характеристики синтезатора АНС:

- считывание полезных сигналов — фотоэлектрическое;
- долговременная память - магнитная;
- канальные усилители - вакуумная радиоэлектроника;
- управляющие схемы — полупроводниковая радиоэлектроника;
- электропитание блоков — стабилизированное, полупроводниковое;
- диапазон спектров при темперации в 72 ступени - от 20 до 20000 гц. (10 октав);
- диапазон спектров при темперации в 72 ступени для нижних 6 октав и 144 ступенной для верхних — от 40 до 10000 гц.;
- число управляемых полуоктавных регистров — 20;
- число каналов управления регистрации — 10;
- точность составления формант—5 точек на октаву;
- точность составления огибающей — 22 точки на развертку;
- динамический диапазон в спектре полезных сигналов на партитуре - два варианта: 48 и 24 дб
- наибольшая острота атаки ударных звуков— I мсек;
- наибольшая скорость движения партитуры — 24 мм/сек;
- наименьший объем оперативной памяти на партитуре — 20 сек;
- основная разрешающая способность читающей цели на партитуре — 0,8 мм;
- электропитание — 50 гц, 220 в.

Источники: Википедия, Люди, Термен-центр, Орфей, Энциклопедия музыкальных инструментов, Фингус, NoNaMe