Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Состязание роботов-пианистов: механическая музыка

АрхивСтатьи
автор: Юрий Ильин   31.03.2008

Попытки "механизировать" фортепиано предпринимались на протяжении всего XIX столетия; фактически, с тех самых пор, как сам инструмент приобрёл свой нынешний облик.

Попытки "механизировать" фортепиано предпринимались на протяжении всего XIX столетия; фактически, с тех самых пор, как сам инструмент приобрёл свой нынешний облик.

Фортепиано - инструмент сложный и по устройству, и по освоению, но удивительно богатый по своим возможностям. Послушать Рахманинова - так становится очевидно, что фортепиано, как никакой другой инструмент, кроме, быть может, органа, не способен звучать столь же мощно, сколь и целый оркестр; другая "крайность" - предельная лиричность и даже интимность - ему доступна в не меньшей степени.

Чувствительность к силе нажатия - один из ключевых факторов такого богатства. Естественно, этим дело не ограничивается, но не будет, пожалуй, ошибкой утверждать, что именно об это "разбилась" большая часть попыток "механизации".

Автоматизировать орган нетрудно: динамика мало влияет на его звук, поэтому достаточно приладить к нему барабан с выступами вроде тех, что использовались в музыкальных шкатулках. С фортепиано дело обстоит намного сложнее. Самые первые механические "пианисты" силы нажатия как раз таки и не разумели - со вполне очевидным результатом.

По сути дела, эти "валиковые пианино" - ближайшая родня шарманкам, и по устройству, и по методу "игры". Внутри инструмента располагался толстенный валик с выступами или, наоборот, углублениями, приводивший в действие молоточковый механизм. Что интересно, как правило, это были инструменты, насчитывавшие не более 48 звучащих нот (против 88 у настоящего фортепиано).

Считается, что первые "пианино-шарманки" такого рода появились сначала в Великобритании, а затем их начали штамповать уже в Италии.

В 1863 уже году инженер Анри Фурно изобрёл устройство, получившее вполне закономерное название Pianista - фактически, это и был такой "механический пианист". Вначале Фурно использовал всё тот же валик с выступами, затем, уже в 1871 году, заменил "носитель данных" на набор складных перфокарт. Аналогичные перфокарты использовались в то время для управления ткацкими станками. Pianista, как и более поздние Pianola, представлял собой отдельный агрегат - в некотором смысле, приставку к инструменту.

Сами Pianola - механические (пневматические) приставки к фортепиано на перфолентах - также принадлежат XIX веку. Выпуском их занималась Aeolian Company, которой изобретатель Эдвин Воути (Edvin Votey) предложил своё изделие. Коммерческий успех пианолам обеспечила громкая рекламная компания, побочным результатом которой, как ни парадоксально, стало возникновение целой отрасли. Возможно, что без Aeolian Pianola массовый рынок механических пианино так и не появился бы.

В основе всех "механических пианино" лежали разнородные пневматические механизмы, за счёт которых можно было изменять, грубо говоря, силу нажатия клавиш на инструменте, то есть добиваться некоторого подобия динамики.

Эту проблему решить удалось в самом начале ХХ века, хотя попытки предпринимались и ранее. Довольно забавным образом, например, выглядели такие ухищрения, как дифференциация тяги на разные области клавиатуры (т.е. так, чтобы "левая рука" звучала тише "правой") или выделение мелодии по уровню громкости над всем остальным (этим славился инструмент Themodist, выпущенный той же Aeolian Company в 1904).

В том же 1904 году свет увидело первое "воспроизводящее" фортепиано, получившее в итоге немалую популярность - Welte-Mignon (Германия).

Воспроизводящее фортепиано

Отличие воспроизводящих фортепиано (reproducing piano) от прочих собратьев состоит, главным образом, в их способности воспроизводить "живую" игру с высокой степенью достоверности. Reproducing piano - программируемые с помощью всё тех же бумажных перфолент автоматы, причём весьма сложно устроенные и обладающие весьма широкими возможностями.

Оригинальные Mignon'ы, производившиеся немецкой фирмой Welte, надобно заметить, вообще выглядели не более чем комодами - собственной клавиатуры у них не было, да и по размерам они на пианино даже и не тянули. Воспроизводящие устройства, не более. Но и не менее, учитывая их возможности.

Со временем разработанные для Mignon механизмы начали устанавливать на обычные инструменты, в том числе на Steinway и Feurich, получая тем самым инструменты нового типа. Им дали название Duo-Art.

Название Duo-Art принадлежит опять же Aeolian Company, которая вскочила на подножку рынка воспроизводящих фортепиано с большим опозданием - в 1914 году. Понятие Duo-Art вполне красноречиво: на таких инструментах можно было играть как на обычных пианино, но при этом они могли также воспроизводить готовые записи.

Программа, которой руководствовалась машина при воспроизведении, записывалась на бумажные ленты. Для записи использовались всё те же инструменты, но не сами по себе, а с помощью специально для этого разработанной сложной машинерии.

На таких инструментах, как Welte-Mignon, Ampico, Duo-Art и др. записывались едва ли ни все пианисты современности - т.е. первых трёх десятилетий ХХ века. Естественно, это был на тот момент самый надёжный и качественный способ записи: записывался не звук (звукозапись тогда была в эмбриональном состоянии), а, фактически, программный код.

На нижеприведённом видеоролике - воспроизведение на Welte-Mignon записи, сделанной Владимиром Горовицем.

Как работал механизм Duo-Art

Воспроизводящий механизм Duo-Art был поделён на две половины, где граница между "верхом" и "низом" располагалась между "ми-бемолем" и "ми".

Во всех воспроизводящих пианино электрический насос подаёт достаточную для максимальной громкости звучания тягу; у разных производителей в инструментах использовались разные механизмы регулировки тяги, собственно, и обеспечивавшие различие в динамике - и соответствующее "жизнеподобие" звучания инструмента.

В Duo-Art это выглядело следующим образом. На пневмоголовке (tracker bar), помимо "нотных" отверстий, которые через систему тонких трубок соединялись с механизмом каждой отдельной ноты, имелись дополнительные удлинённые отверстия, воздух через которые поступал на клапаны, управляющие так называемой "аккордеонной пневматикой" - собственно говоря, это были меха, состоявшие из четырёх секций. Каждая последующая секция была вдвое толще предыдущей (1/16 дюйма, 1/8, 1/4 и 1/2).

Помимо отверстий, соответствующих конкретным нотам на бумажных лентах, наличествовали четыре позиции для отверстий, воздух с которых поступал на "аккордеонные" меха (один или два сразу).

Меха давят на небольшой деревянный рычаг, соединённый с одним концом клапана внутри т.н. Expression Box - воздушной камеры, обеспечивавшей надлежащую подачу воздуха. Клапан открывает порт, через который осуществляется подача воздуха в большой мех под Expression Box.

Закрываясь, мех давит на другой конец клапана, заставляя его закрывать и порт. К самому меху прикрепляется пружина, заставляющая его снова раскрываться. От натяжения этой пружины и отчасти от общего уровня тяги насоса зависит объём подаваемого в систему воздуха и, соответственно, громкость звучания.

В общей сложности такое устройство обеспечивало до 32 градаций (в теории) динамического контроля, - тут надо иметь в виду, что Duo-Art унаследовали от Themodist технологию разделения темы и аккомпанемента (их воспроизводили раздельные пневматические системы).

Указанные 32 градации, в сущности, представляли собой миниатюрные крещендо и диминуэндо (т.е. возрастания и убывания интенсивности звука), подчас зависевшие от продолжительности соответствовавших им зазоров на перфолентах. Вдобавок, выразительность могла зависеть от количества звучащих одновременно нот, так что в реальности богатство динамических оттенков было, как ни парадоксально, выше, нежели может предполагать теория.

Вот доказательство.

Кроме того, piano rolls, изготавливавшиеся для воспроизводящих фортепиано в ту пору редактировались на фортепиано до тех пор, пока они не звучали так, как нужно было исполнителям и изготовителям этих лент. Никаких чётких стандартов, под которые надо было подгонять звучание, не существовало.

На данном видеоролике замечательно видно, как выглядели вышеупомянутые Welte-Mignon в действии.

Дальнейшая история

Рынок воспроизводящих фортепиано прекратил существование из-за Второй Мировой войны. В послевоенные годы коллекционеры начали пытаться собирать и восстанавливать воспроизводящие фортепиано, но те уже представляли, скорее, музейный интерес, нежели практический - звукозапись на месте не стояло.

Но вот что интересно: "информационные технологии", заложенные в этих инструментах, не сильно видоизменившись, перекочевали в далёкое будущее. Метод графического отображения воспроизводимых нот, что применялся на piano rolls, практически без изменений перекочевал в современные MIDI-секвенсоры (в Cakewalk/Sonar он так и называется). Просто потому, что это простой и наглядный способ редактировать MIDI-сигналы во всех подробностях.

Да, в общем-то, и сами самоиграющие пианино не исчезли вовсе. На рынке присутствуют по-прежнему как устройства для "компьютеризации" обычных фортепиано, так, чтобы те могли играть "самостоятельно", так и готовые инструменты (например, Yamaha Disklavier), так и гибриды компьютеризированного акустического и цифрового фортепиано.

Читайте также: когда Орфей берёт отвёртку.

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2017
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.