• 12.1. ábra - John Chowning
  • 12.2. ábra - Max Mathews és egy IBM 7094-es számítógép
  • 12.4. ábra - The Knoll, a CCRMA jelenlegi épülete
  • 12.5. ábra - Pierre Boulez
  • 12.6. ábra - Az IRCAM bejárati rámpája háttérben a Sztravinszkij szökőkúttal
  • 12.7. ábra - Az IRCAM épülete a felszín felett
  • 12.8. ábra - MAX programnyelven készült patch
  • 13. fejezet - A számítógép hatása az elektronikus zenei gyakorlatra I. – Digitális szintézistechnikák és kompozíciók
  • 1. Szintézistechnikák
  • 1.2. Szubtraktív szintézis
  • 13.1. ábra - Homer Dudley
  • 13.2. ábra - A voder (1939)
  • 1.5. Fizikai modellezés
  • 1.6. Granuláris szintézis
  • 2. Korai, számítógéppel realizált kompozíciók
  • 13.4. ábra - Jonathan Harvey
  • 13.5. ábra - Trevor Wishart
  • 13.6. ábra - Charles Dodge
  • 13.7. ábra - Paul Lansky
  • 13.8. ábra - Denis Smalley
  • fejezet - Az első számítógépes zenei központok: CCRMA, IRCAM




    Download 0.82 Mb.
    bet8/10
    Sana24.03.2017
    Hajmi0.82 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    12. fejezet - Az első számítógépes zenei központok: CCRMA, IRCAM

    1964 érdekes elágazási pont az elektroakusztikus zene történetében. Ugyanabban az évben, amikor Robert Moog bemutatja az első moduláris analóg szintetizátort az AES konferencián Los Angelesben, a Stanford Egyetemen (ugyancsak Kaliforniában) John Chowning kezébe kerül Max Mathews híres cikke, melyben összefoglalja a Bell Laboratóriumban szerzett tapasztalatait a számítógépes zene területén. A cikk olvasásának pillanatától pillangóhatás-szerű eseményláncolat vezet két, az elektronkus zene jövőjét alapjaiban meghatározó számítógépes zenei központ, a CCRMA és az IRCAM megalakulásához Stanfordban és Párizsban.

    1. CCRMA

    A John Chowning (1934–; 12.1. ábra), James (Andy) Moorer, John Grey és Loren Rush által 1975-ben alapított Center for Computer Research in Music and Acoustics (Számítógépes Zenei és Akusztikai Kutatóközpont), röviden CCRMA (szokásos ejtése: [karma]) a kaliforniai Stanfordi Egyetem alintézményeként, az ún. Szilíciumvölgy területén, annak életével összefonódva működik.

    12.1. ábra - John Chowning

    A kaliforniai Santa Clara völgyben elektronikai cégek az 1930-as évek végétől kezdtek megtelepedni. Az egyik első az 1939-es alapítású Hewlett-Packard volt, mely működését a terület mai központjának számító Palo Altóban, egy garázsban kezdte, többek között precíziós hangfrekvenciás oszcillátorok gyártásával. A céget alapító William Hewlett és David Packard a Stanford egyetem elektrotechnikai szakán végzett – a terület iparának fejlődését a későbbiekben is meghatározta az egyetem közelsége, a képzett végzős diákok jelenléte.

    William Shockley (1910–1989) amerikai fizikus 1956-ban két társával megosztott fizikai Nobel-díjat kapott a tranzisztor feltalálásáért. Ugyanebben az évben a völgy egy másik városában, Mountain Viewban megalapította a Shockley Semiconductor Laboratory céget és tranzisztorok gyártásába kezdett. Shockley az elektronikát forradalmasító alkatrész gyártásához a számításba jövő félvezető anyagok közül a szilíciumot preferálta – ennek a preferenciának köszönheti nevét a terület.

    Az 1970-es évekre már rengeteg elektronikai cég működött a Szilíciumvölgyben – egy részük félvezető alkatrészeket gyártott, más részük számítógépeket készített az alkatrészek felhasználásával, harmadik részük pedig programokat írt a számítógépekre. Bár az utóbbi években előtérbe lépett a szoftverfejlesztői tevékenység, a félvezetők gyártása ma is folytatódik, és a vidék továbbra is a csúcstechnológia legnagyobb központjának számít az Egyesült Államokban.

    John Chowning 1959-től 1961-ig Nadia Boulanger-nál tanult zeneszerzést Párizsban, majd 1966-ban a Stanfordi Egyetemen szerzett zeneművészi doktorátust. 1964-ben ellátogatott a Bell Labsbe Max Mathewshoz, és megkapta tőle a MUSIC IV szoftvert, melyet az egyetem embermagasságú, hűtőszekrény méretű IBM 7094-es számítógépén (12.2. ábra) kezdett használni. Az így létrejövő digitális hangszer és stúdiórendszer, mely csupán a programot futtató számítógépből, a digitális jelet analóggá alakító konverterből és az analóg jelet megszólaltató hangszórókból állt, szokatlanul egyszerű volt a kor analóg stúdióihoz képest, melyek tele voltak zsúfolva a különféle rendeltetésű készülékekkel és az őket összekötő kábelekkel.

    12.2. ábra - Max Mathews és egy IBM 7094-es számítógép

    Chowning 1967-ben fejlesztette ki az FM-szintézis algoritmusát (lásd a 14. fejezetet) és kezdett el kísérletezeni különböző FM-hangszínek előállításán. Több éves munkájának állomásait mutatja az alábbi három hangpélda:


    1. rézfúvós hangszín: Jean-Claude Rissett felfedezését, miszerint a rézfúvós hangzások spektruma az amplitúdó növekedésével fényesedik, FM szintézissel egyszerű volt modellezni.






    12.1. hang

    1. a Yamaha DX7 szintetizátor egyik első haranghangja






    12.2. hang

    1. az emberi hang FM-szintézissel történő modellezése






    12.3. hang

    A stanfordi egyetem szabadalmi védettséget kért a módszerre, melyet később eladott a Yamaha cégnek. A japán vállalat FM-szintézist alkalmazó szintetizátorainak piaci sikere hatalmas nyereséget jelentett: a szabadalom lejáratáig, 1994-ig körülbelül 20 millió dollár hasznot hajtott, ezzel a Stanfordi Egyetem történetének második legjövedelmezőbb fejlesztése lett és a CCRMA számára biztos anyagi hátteret szavatolt. Másik jelentős – bár kevesebbet jövedelmező – találmányára, a hang térbeli mozgásait szimuláló algoritmusra Chowning 1972-ben kapott szabadalmat. A CCRMA-ban az 1980-as években kifejlesztett további szintézistechnika, a digital waveguide synthesis (ld. 13. fejezet) mára az FM-szintézishez hasonlóan elterjedté vált.

    1972-ben a Stanfordba látogató Ligeti György beszámolt az itt folyó munkáról Pierre Boulez-nek, s ennek eredményeképpen 1975-ben a következő alfejezetben tárgyalt IRCAM gárdája kéthetes tanfolyamra látogatott a CCRMA-ba. Az amerikaiaknak fontos volt a konkrét zene hazájából érkező vendégek látogatása, csakúgy, mint a franciáknak a Ligeti által lelkesedéssel bemutatott amerikaiak tanítása. Együttműködés a későbbiekben is volt a két műhely között, Chowning például maga is dolgozott néhány évig az IRCAM-ban.

    A számítógépes zene technikai fejlődésének fontos állomása kötődik a CCRMA-hoz: a hangszintézisre kifejlesztett célszámítógép megjelenése. Az első ilyen gépet, a Samson Boxot (12.3. ábra) a Stanfordi Egyetem munktársa, Peter Samson tervezte 1972-ben, üzembe helyezésére 1977-ben került sor. A Samson Box még az 1980-as évek végén is óriási előnyt mutatott az általános célú számítógépekkel szemben a hanggenerálás terén. A Brooklyn College stúdiójának az egyetem központi gépére kapcsolt termináljain például körülbelül fél óráig tartott egy egyperces hangfolyamat kiszámítása, míg a Samson Boxnak ugyanez fél percig tarott.

    12.3. ábra - Samson Box

    John Chowningon és Max Mathewson kívül a CCRMA jeles személyisége volt John Robinson Pierce (1910–2002), aki évtizedeken át dolgozott kutatóként a Bell Laboratóriumban. Shockley és társai találmányát ő nevezte el tranzisztornak, ennél azonban sokkal fontosabb, hogy 1960-ban az ő elképzelése és tervei alapján készült el az első kísérleti kommunikációs műhold, az Echo I, melyet 1962-ben követett a Telstar I, az első kereskedelmi hírközlő műhold, mely elsőként közvetített élő televízióadást az Atlanti-óceánon túlra. Pierce, aki az 1950-es évektől érdeklődött az akusztika, a beszéd és a hallás kérdései iránt, a CCRMA-ban elsősorban pszichoakusztikai kísérletekkel foglalkozott, különösen a hangmagasság-érzékelés foglalkoztatta. Kutatásainak eredményeit körülbelül 300 publikációban tette közzé, ezek közül legismertebb a The Science of Musical Sound című 1983-as könyve.

    A CCRMA tevékenységi köreit illusztráló néhány további munkatárs:


    • Chris Chafe (zeneszerző, csellista, többek között hálózati zenéléssel foglalkozik, 1996-tól Chowning utóda a CCRMA élén);

    • Jonathan S. Abel (2010-es helyszíni mérések alapján az isztambuli Hagia Sophia templom akusztikáját szimuláló szoftvert készített);

    • Perry Raymond Cook (zenész és a Stanfordi Egyetemen végzett elektromérnök, szintézistechnikákkal foglalkozik);

    • William Gardner Schottstaedt (zeneszerző: Dinosaur Music, 1984);

    • Julius O. Smith (digitális jelfeldolgozást és fizikai modellezésen alapuló szintézistechnikákat tanít);

    • Ge Wang (a Stanford Laptop Orchestra és a Stanford Mobile Phone Orchestra vezetője, az Ocarina nevű okarina-szimulátor iPhone-alkalmazás készítője);

    • Jonathan Berger (zeneszerzést és kognitív zenepszichológiát tanít).

    1915-ben a Stanfordi Egyetem rektorának épült a The Knoll (a bucka) nevű, spanyol neogót stílusú épület (12.4. ábra), melybe 1946-ban az egyetem zenei tanszéke, 1986-ban pedig a CCRMA költözött. Az 1989-es nagy földrengésben az épület megsérült, harmadik szintjét teljesen le kellett zárni. Csak 15 évvel később, 2004-ben újították fel a központot, modern belső teret alakítottak ki, figyelembe véve az újabb szempontokat is. Így végre helyet kapott az épületben egy nagyterem a hozzákapcsolódó kontrollszobával, amely alkalmas sokcsatornás hangzáskísérletek végzésére, művek előadására, digitális sokcsatornás felvevőstúdió a hozzá tartozó kontrollszobával, két kisebb stúdió digitális editálásra, számos számítógépekkel, szintetizátorokkal, hangszórókkal felszerelt munkaállomás, egy szemináriumterem, oktatótermek, saját könyvtár és irodák.

    12.4. ábra - The Knoll, a CCRMA jelenlegi épülete

    2. IRCAM

    Franciaország 1969 és 1974 közötti köztársasági elnöke, Georges Pompidou (1911–1974) 1970-ben felkérte Pierre Boulez (1925–; 12.5. ábra) zeneszerzőt és karmestert egy kortárs zenei műhely és kutatóközpont alapítására. A felkérés nyomán létrejövő IRCAM (Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique, Akusztikai-Zenei Kutató- és Koordinációs Intézet) a köztársasági elnök egy átfogóbb kulturális tervének része volt. A később róla elnevezett Pompidou Központ, melynek épületkomplexuma 1971 és 1977 között épült meg Párizs 4. kerületében, az IRCAM-on kívül otthont ad a Bibliothèque publique d'information, Párizs első számú közkönyvtára számára (ezt a komplexum ádatásakor, 1977-ben hozták létre), valamint a kortárs képzőművészet nemzeti gyűjteménye, az 1947-ben alapított Musée National d'Art Moderne számára is. Az IRCAM stúdiói nagyrészt a föld alatt kaptak helyet.

    12.5. ábra - Pierre Boulez

    Az épületkomplexum 1983-ban látványos elemmel bővült: Jean Tinguely és Niki de Saint Phalle szobrászok Sztravinszkij szökőkútjával (12.6. ábra), mely tizenhat kompozícióval reflektál a zeneszerző műveire – a témát Pierre Boulez javasolta a művészeknek. A szoborcsoport elkészítésekor fontos szempont volt a könnyű anyagok használata, ugyanis a szökőkút alatt vannak az IRCAM stúdiói.

    12.6. ábra - Az IRCAM bejárati rámpája háttérben a Sztravinszkij szökőkúttal

    Az IRCAM épülete (12.7. ábra) nemcsak a kutatás, oktatás és alkotó stúdiómunka színtereként funkcionál, hanem koncerthelyszínként is; itt található a világ első változtatható akusztikájú hangversenyterme. Az elektroakusztikus zene mellett kiemelt szerepet kap a kortárs hangszeres zene is. Az IRCAM állandó együttese az Ensemble InterContemporain, amely modellül szolgált más hasonló kortárszenei együttesek számára: ilyen például az 1980-ban alapított német Ensemble Modern, vagy az 1985-től létező osztrák Klangforum Wien. Az IRCAM támogatásában több olyan zeneszerző részesült (például Gérard Grisey, Tristan Murail vagy Kaija Saariaho), akik a kortárs hangszeres zene spektrálisnak nevezett irányzatát képviselik – az instrumentális komponálásban hasznosítják az elektroakusztikus zene gyakorlatának tanulságait, különösen a hang spektrumának elemzésére irányuló kutatások eredményeit, mely kutatásokban az IRCAM élen jár.

    Míg a CCRMA egyetemhez kötődik, és ez tevékenységét, munkatársi körét is meghatározza, addig az IRCAM független és nagy hangsúlyt fektet a nemzetközi együttműködésre, vezető szerepét a nemzetközi kutatói elit bevonásának köszönheti. Olasz fizikus, Giuseppe Di Giugno (1939–) tervezte például az IRCAM 4X nevű zenei célszámítógépét 1979-ben, a CCRMA Samson Boxának mintájára.

    12.7. ábra - Az IRCAM épülete a felszín felett

    Az IRCAM keretein belül elkészült első jelentősebb visszhangot keltő kompozíciót, Pierre Boulez Répons című művét 1981-ben mutatták be. A darab nagy kamaraegyüttest, hat szólistát és a 4X gépre épülő élő elektronikát alkalmaz. A cím – Válaszok – a szólisták és a zenekar dialógusaira, valamint az akusztikus forrásokra adott elektronikus válaszokra utal. Néhány további mű az IRCAM-ban készült jelentősebb darabok közül:


    • John Chowning: Stria (1977, ismertetését lásd a 13. fejezetben),

    • Jean-Claude Risset: Songes (1979),

    • John Cage: Roaratorio, an Irish Circus on Finnegans Wake (1980),

    • Luciano Berio: Chemins ex V (klarinétra és számítógépre, 1980),

    • Jonathan Harvey: Mortuos Plango, Vivos Voco (1980, ismertetését lásd a 13. fejezetben),

    • Tristan Murail: Désintégrations (1982–83),

    • Luciano Berio: Orpheo II, opera for voice, orchestras, and tapes (opera, 1984),

    • Karlheinz Stockhausen: Kathinkas Gesang als Luzifers Requiem (1985),

    • Trevor Wishart: VOX-5 (1986, ismertetését lásd a 13. fejezetben),

    • Harrison Birtwistle: The Mask of Orpheus (1986),

    • David Wessel: Contacts Turbulents (szaxofonra és elektronikára, 1986),

    • Philippe Manoury: Jupiter (fuvolára és elektronikára, 1987),

    • Marco Stroppa: In cielo, in terra, in mare (rádióopera, 1992),

    • Kaija Saariaho: Lonh (1995–96),

    • Iannis Xenakis: Psappha (elektronikus verzió, 1976/1996),

    • Jonathan Harvey: Speakings (zenekarra élő elektronikával, 2008).

    1994-ben az IRCAM munkatársai részt vettek a Farinelli című film készítésében: a 18. század híres kasztrált férfiszopránjának énekét olyan módon kísérelték meg rekonstruálni, hogy fejlett szintézistechnikák segítségével ötvözték Ewa Malas-Godlewska szoprán és Derek Lee Ragin kontratenor hangját.

    Az IRCAM-ban fejlesztett szoftverek közül az egyik legfontosabb Miller Puckette (1959–) amerikai matematikus és zeneszerző 1988-ban megalkotott Max nevű programja, melyet Max Mathews tiszteletére nevezett el így – ez a hivatkozás azért is helyénvaló, mert a Max a Mathews-féle MUSIC-N programok utódjának tekinthető. Legszembeötlőbb különbsége a MUSIChoz képest az, hogy programszerkesztő felülete az elektromos áramkörkészítésre emlékeztető grafikus metaforára épül: minden egyes funkciónak egy egyszerű grafikus objektum felel meg, s ezeket „vezetékekkel” kell a megfelelő sorrendben összekötni, s az így létrejött programot, áramkörszerű megjelenéséhez híven patchnek (kapcsolás) szokás nevezni (12.8. ábra). A Max megalkotásának célja főképp az volt, hogy megkönnyítse a valós idejű előadói beavatkozást a programok működésébe.

    1996-ban Puckett elkészítette a Max nyílt forráskódú, szabadon fejleszthető változatát, a Pure Datát, mely bár néhány alapvető eltérést mutat a Maxhez képest, alapkoncepciójában lényegében azonos vele. Mind a program fejlesztése, mind pedig alkalmazása köré kiterjedt internetes közösség szerveződött.

    12.8. ábra - MAX programnyelven készült patch

    A Maxszel egy évben, 1988-ban készült az IRCAM fizikai modellezésre (ld. 13. fejezet) tervezett Modalys szoftvere. Az IRCAM korábbi fejlesztései alapján 2010-ben piacra bocsátották az IRCAM Tools nevű, négyféle szoftvert tartalmazó programcsomagot: a Spat a térbeliség utánzására, a Verb hangvisszaverődési jelenségek szimulálására szolgál, a HEar pszichoakusztikai trükkök segítségével sztereó berendezéseken képes érzékeltetni a kettőnél több csatornás felvételek térhangzását, a Trax programcsalád pedig fázis vocoder technikán (lásd a 13. fejezetet) alapuló hangátalakító szoftverek gyűjteménye.

    Az IRCAM az elektroakusztikus és kortárs klasszikus zene témájában kiadványokat is megjelentet, köztük az alábbi periodikumokat:


    • InHarmoniques (1986–1991)

    • Résonances (1992–),

    • L'Inouï (2005–),

    • L'étincelle (2006–).

    Pierre Boulez-t követően 1992-ben Laurent Bayle, 2002-ben Bernard Stiegler, majd 2006-ban Frank Madlener lett az IRCAM vezetője.

    3. Ellenőrző kérdések:



    1. Hol található a CCRMA?

    2. Ki találta föl az FM szintézist?

    3. Mi volt az első hangszintézis céljára készített célszámítógép neve?

    4. Ki volt az IRCAM első vezetője?

    5. Mi a Max?


    13. fejezet - A számítógép hatása az elektronikus zenei gyakorlatra I. – Digitális szintézistechnikák és kompozíciók

    Bár számítógép alatt ma általában olyan szerkezetet értenek, amelynek a képernyő és a billentyűzet a legszembetűnőbb alkatrészei, a voltaképpeni számítógépnek ezek nem lényegi tartozékai. A szűk értelemben vett számítógép csupán olyan elektronikai egységekből áll, melyek semmi másra nem képesek, mint arra, hogy számokkal különböző matematikai műveleteket végezzenek. E készülék sokoldalú felhasználhatósága abban rejlik, hogy a fizikai világ sok különböző jelenségét le lehet képezni számsorok formájában – így a hanghullámokat alkotó apró légnyomás-ingadozásokat is.

    Számsorokká alakított, azaz digitalizált formában egyfelől könnyebben és gyorsabban végezhetőek el a hangokkal azok a műveletek, amelyekre az analóg stúdióberendezések is képesek, másfelől a hangátalakítás és -generálás olyan lehetőségei is feltárulnak, amelyek számítógép nélkül elképzelhetetlenek volnának.

    1. Szintézistechnikák

    1.1. Az additív szintézis

    A számítógép alkalmazása a hangszintézis terén is új lehetőségek megjelenésével járt. Bár az összetett hangokat szinuszhangokból felépítő additív szintézis zenei alkalmazása már a telharmonium óta ismert volt, az új technika azonban lehetővé tette a szinusz-részhangok arányainak gyors, pontosan időzített és tökéletesen összehangolt változtatásait is. Ezzel a lehetőséggel kísérletezve talált rá Jean-Claude Risset a 11. fejezetben már bemutatott, harangra emlékeztető hangokra, melyekben az összetevőket néha elkülönült hangmagasságként, néha pedig egyetlen összetett hangszín-egész részeként érzékeljük – attól függően, hogy erősségük hogyan változik a többi összetevő erősség-ingadozásaihoz képest.

    1.2. Szubtraktív szintézis

    A nagy pontosságú digitális szűrők segítségével az additív szintézis inverzét, a szubtraktív szintézist is eredményesen lehet alkalmazni az elektroakusztikus zene céljaira. Ennek esetében nem a minimumból, a lehető legelemibb építőkövet jelentő szinuszhangból indulnak ki, hanem a maximumból, a teljes hallástartományt betöltő fehérzajból (vagy más típusú zajból), amelyből aztán szűrőkkel kivonják a nemkívánatos frekvenciákat.

    1.3. FM

    Egy másik, a számítógép használatával megszületett szintézistechnika elvi alapja a vibrato, a hang magasságának folyamatos föl-le csúszkálással előidézett periodikus változtatása – elektroakusztikus szemlélettel fogalmazva a frekvencia modulációja –, mely a klasszikus zene előadói gyakorlatában legjellemzőbben a vonós hangszerek és az ének esetében használatos. A 12. fejezetben bemutatott John Chowning megfigyelte, hogy ha a klasszikus vibrato esetében használt néhány hertzes moduláló hullámnál jóval magasabb, a hallástartományba eső rezgésszámú hullámokat használ egy állandó magasságú szinuszhang frekvencia-modulációjához, akkor már nem folyamatos csúszkálást észlel, hanem összetett hangokat. Így született az FM-szintézis.

    Az eredeti hullámforma torzulása miatt létrejött összetett hangokban olyan részhangokat lehet kimutatni, melyek a spektrumban az eredeti hangmagasság két oldalán jelennek meg, tehát részben mélyebbek, részben magasabbak nála. Egymástól és az eredeti hangtól mért távolságuk attól függ, milyen arányban áll egymással a modulált és a moduláló frekvencia. Ha az arány harmonikus, tehát kifejezhető egész számokkal, akkor a részhangok alkotta spektrum is harmonikus lesz, inharmonikus arányuk pedig inharmonikus spektrumot eredményez. A moduláló hullám frekvenciája és amplitúdója változtatásával, tehát csupán két paraméter módosításával a legkülönfélébb hangszínek hozhatóak létre, melyek ugyanakkor mégis egyfajta közös, az FM-szintézist viszonylag könnyen felismerhetővé tevő jelleget hordoznak.

    Az akusztikus forrásból származó hangok egyrészt az ADSR-görbéjük (Attack–Decay–Sustain–Release, azaz felfutás–csillapítás–kitartás–lecsengés) segítségével jellemezhetőek és utánozhatóak: ez a görbe írja le a megszólalás karakteres hangerőváltozásait a hang életének nevezett időszakaiban. Van azonban az akusztikus hangoknak egy másik karaktermeghatározó jellemzőjük: a hang felfutásakor és lecsengésekor történő átmeneti hangszínváltozások mikéntje. Az FM-szintézissel azért könnyű természetes hatású hangzásokat létrehozni, mert a hangerőt befolyásoló ADSR-görbével csupán egy másik görbét kell szinkronizálni, mely a hangszínt meghatározó két paramétert szabályozza. Ennek megfelelő kialakításával imitálhatóak azok a rövid távú hangszínmódosulások, melyek például a húros, fúvós vagy ütős hangszerek, illetve az énekhang megszólalására jellemzőek.

    1.4. Beszédszintézis

    Tulajdonképpen furcsa, hogy a hangszín kérdése csak a 20. század folyamán vált a zenei alkotótevékenység központi problémájává, hiszen az emberi agynak rendkívül fejlett hangszín-megkülönböztető képessége van, melyet a civilizáció hajnalától kezdve az emberiség alaposan ki is aknázott. Ezen a képességen alapszanak ugyanis legfontosabb kommunikációs rendszereink, a beszélt nyelvek, melynek jelei az emberi hang változatos hangszíneiből épülnek fel. Minderről azért esik szó ebben a fejezetben, mert a számítógépes szintézis egyes fejlett módszerei az emberi hang utánzásával, közvetítésével, rekonstruálásával kapcsolatos kísérletekből nőttek ki.

    Az emberi hang működése évszázadok óta foglalkoztatta a tudósokat: Kempelen Farkas (1734–1804) magyar tudós és feltaláló 1770 táján fejlesztette ki beszélőgépét, az első beszéd utánzására képes készüléket, mely azon a felismerésen alapult, hogy a magánhangzók jellegét a fej üregeinek alakja határozza meg. Ezeket az üregeket Kempelen egy olyan fadoboz segítségével utánozta, melynek geometriáját különböző alkatrészeinek mozgatásásával lehetett változtatni, míg a hangszalagokat egy, a doboz bemeneti nyílásához erősített nyelvsíp helyettesítette.

    Az emberi fej rezonánsüregei – elsősorban a szájüreg – különböző frekvenciatartományokban rezonáns zónákat, úgynevezett formánsokat hoznak létre. Azok a részhangok, amelyek a formánsok magasságába esnek, a rezonanciának köszönhetően nagyobb hangerővel szólalnak meg, mint a többi részhang. Az emberi hangban akár 10 formánst is meg lehet különböztetni, ám az első kettő – a két legmélyebb – a legfontosabb, bármely magánhangzó majdnem egyértelműen azonosítható csak ezek alapján is. Az első formánst elsősorban a száj nyitottsága határozza meg – minél zártabb a száj, annál mélyebbre esik –, a második formánst pedig a nyelv helyzete – minél hátrébb van a nyelv, annál mélyebbre esik.

    A formánsokról szerzett ismeretek fontos gyakorlati jelentőségre tettek szert a 20. század első felének telekommunikációs forradalma során. A beszédhangok kábeles átvitele viszonylag nagy sávszélességet igényelt, így azonos kábelen egyszerre csak kevés beszélgetést lehetett továbbítani. Homer Dudley (1896–1987; 13.1. ábra) elektromérnök 1928-ban kezdett kísérletezni a probléma megoldásával a Bell Labsben, és kifejlesztette (majd 1939-ben szabadalmaztatta) a vocodert, mely lehetővé tette, hogy a beszéd teljes hullámformája helyett annak csak legesszenciálisabb alkotórészeit továbbítsák – nevezetesen a formánsokat –, s ezáltal jóval kisebb sávszélesség is elegendő volt a kommunikációhoz.

    13.1. ábra - Homer Dudley

    A vocoder az adóállomáson a beszédhangot analizálja a hallástartományt szomszédos frekvenciasávokra bontó sávszűrők segítségével (ezekből általában minimum 8, maximum 20 darab van). Ezután megméri az egyes sávokban megjelenő hangok intenzitását, és az ezt kifejező analóg jelet továbbítja a vevőállomásra, anélkül, hogy az eredeti hangrezgések hullámformájából bármit is megtartana. A vevőállomáson egy fűrészfogjel- és/vagy zajgenerátor működik, melynek hangját az adóállomáséhoz hasonló szűrőkkel szűrnek meg. Ha ezeket a szűrőket a továbbított jelek segítségével szabályozzák, a generátor hangjának hangszínmódosulásaiban felismerhetővé válik az adóállomásról érkező beszéd.

    A vocoder adóállomás nélküli változata a voder: a szűrőket – és a szűrendő alaphang magasságát – ennek esetében egy kezelőnek kell szabályoznia billentyűk és egy pedál segítségével. A „hangszer” gyakorlott játékosa érthető gépi beszédet tud produkálni vele (13.2., 13.3. ábra).

    13.2. ábra - A voder (1939)

    13.3. ábra - A voder kezelőasztala

    A vocoderen megszólaló dehumanizált, gépies beszéd népszerű lett a filmiparban és a populáris zenében is. Ilyenfajta népszerűségének egyik leghíresebb példája még mindig a Bell Labshez, de már a számítógépes korszakhoz kötődik. 1961-ben a laboratórium munkatársai egy IBM 704-es kompjúteren kísérleteztek a vocoder elvén működő beszédszintézissel, s próbaképpen előadatták a géppel Harry Dacre 1892-es Daisy Bell (avagy Bycicle Built for Two) című slágerét – az énekhangot John Larry Kelly Jr. és Louis Gerstman, a kíséretet pedig Max Mathews programozta. A világ legelső éneklő számítógépe annyira megtetszett a laboratóriumba látogató Arthur C. Clarke-nak, hogy élményét beleírta 2001: Űrodüsszeia című novellájába, mely Stanley Kubrick azonos című, 1968-as filmjének alapjául szolgált. A filmben a szintetizált éneklés egy űrhajó lekapcsolás alatt lévő szuperintelligens fedélzeti számítógépének utolsó megnyilvánulása.




    Az interaktív példa letölthető Windows és Mac OS X operációs rendszerekre az alábbi linkeken: DIK_Vocoder (Windows), DIK_Vocoder (Mac OS X).

    Analóg vocoder digitális modellje



    A 13.4. ábrán bemutatott, letölthető, interaktív példa analóg vocoder szoftveres modellje, melyen ki lehet próbálni, hogyan alakítja át a vocoder különböző paraméterek segítségével a beszédhangot.

    A vocoder működési alapelvét – először analizálás, majd újraszintetizálás – a számítógépes elektroakusztika többféle szintézistechnikája követi. A formánskövetés (formant tracking) nevű eljárás a vocoderhez hasonlóan csupán a formánsok mozgásait leíró számsorokat gyűjti ki az analizált hangból, sávszűrők segítségével – ez elsősorban a mély férfihangok esetében használható eredményesen. Az LPC (Linear Prediction Computing) másféle szűrőt és összetettebb matematikai eljárást használ, s előnye a formánskövetéshez képest, hogy nemcsak férfihangok, de gyerek- és női hangok formáns-adatai is jó eredménnyel kigyűjthetőek általa. Az LPC kifejlesztésén 1966-tól kezdtek dolgozni japán és amerikai kutatók, az eljárást használó első készüléket 1969-ben mutatta be Bishnu S. Atal (1933–) indiai elektromérnök – ma leginkább a GSM telefonok hangátvitelében használják. A fázis vocoder a hangot a Fourier-féle sorfejtés segítségével analizálja – a teljes hangot részeire bontja úgy, hogy az elemi szinuszhullámok fázisára vonatkozó információkat is kigyűjti, így a hang teljes egészében, tökéletesen rekonstruálható az analízis után. A technikát először James Loton Flanagan (1925–) elektromérnök írta le 1966-ban.

    A felsorolt számítógépes eljárások kompozíciótechnikai értékét az adja, hogy az analízis során begyűjtött számadatok a hang újraszintetizálása előtt megváltoztathatóak. Egymástól függetlenül módosíthatóak az időtartamokra és a frekvenciaértékekre vonatkozó információk, s ennek legelemibb haszna, hogy lehetővé válik a transzpozíció nélküli sebességmódosítás és a sebességmódosulás nélküli transzponálás. Ennél azonban jóval bonyolultabb transzformációkra is lehetőség nyílik, például két különböző hang „összeházasítására”: ha a spektrumukat részletesen leíró számsorokat interpoláljuk, olyan harmadik hang jön létre, mely az eredeti kettő összes tulajdonságát szervesen ötvözi – mint azt egy későbbi példánk majd szemlélteti. Ilyen szerves ötvözés a két hang puszta egymásra keverése által nem volna megvalósítható.

    Általános előnye az analízisen alapuló szintézistechnikáknak, hogy a hangok karakterét meghatározó, sok esetben rendkívül komplex mikro-folyamatokat nem a semmiből kell megalkotni, hanem „el lehet lesni” a természetes hangoktól, egészükben vagy egyes elemeikben.

    1.5. Fizikai modellezés

    A természettől való „lesés” egy másik módja a fizikai modellezést alkalmazó szintézis. Ennek során nem valamely felvett hangból indulnak ki, hanem a természetes rezgő testek virtuális hasonmásait, matematikai modelljeit hozzák létre olyan módon, hogy viselkedésmódjaikat, a gerjesztésre való reakciójuk mikéntjét egyenletek és algoritmusok formájában írják le. Egy gitárhúrt leíró modellnek részei például a húr hosszának, vastagságának és rugalmasságának megfelelő állandók.

    Számítógépes fizikai modellezést alkalmazó szintézis az 1970-es évek elejétől létezik, azonban a technika az elektroakusztikus zene gyakorlata számára csak 1983-tól vált igazán elérhetővé és hasznosíthatóvá. Kevin Karplus és Alex Strong ebben az évben jelentették meg húrok és membránok rezgésének modellezésére alkalmas elméleti rendszerük, a Karplus-Strong algoritmus leírását. Ezt még ugyanebben az évben követte Julius O. Smith III digital waveguide synthesis nevű technikája, mely a Karplus-Strong algoritmust olyan módon terjesztette ki, hogy alkalmassá vált csövek rezgéseinek modellezésére is.

    A fizikai modellezést alkalmazó szintézis különleges lehetősége, hogy a paraméterek megfelelő megválasztásával olyan rezgő testeket is lehet modellezni, melyek elkészítése a materiális valóságban lehetetlen volna. A módszer segítségével elvileg meghallgatható például, hogyan szól egy tíz méter vastag, tíz kilométer hosszú hegedűhúr.

    1.6. Granuláris szintézis

    Ez a szintézistechnika voltaképpen a vágás különleges, mikrodarabkákkal dolgozó fajtája, melynek már az analóg stúdiótechnikában megtaláljuk előzményét, kiterjedt használata azonban csak a számítógép használatával lehetséges. A hagyományos mikrovágás során a másodpercnél rövidebb, jellemzően századmásodperces léptékű szalagdarabkákat készítenek és ragasztanak egymás után. Ha az egyes darabok időtartama átlépi az emberi hallás időfelbontási határát, tehát rövidebbek annál, semhogy az emberi fül és hallóközpont egymásutánjukat még külön eseményekként értékelhetné, a mikrovágással különböző karakterű pici hangokból homogén hatású textúrát lehet készíteni. Ezt az eljárást alkalmazza például a francia Bernard Parmegiani (1927–) Violostries (1964) és Dedans-Dehors (1983) című műveiben.

    Ez a technika magnószalaggal dolgozva nagyon fáradságos és időigényes. A számítógép nemcsak drasztikusan megkönnyíti és lerövidíti a munkát, de olyan rövid darabkák előállítását is lehetővé teszi, amelyek szalagból már ki sem volnának vághatóak. A szalagon minden egyes illesztést külön ki kell alakítani, a számítógépen viszont elég egyszer megadni néhány szabályt, mely megmondja, hogyan illeszkedjenek egymáshoz a darabok, például puha átlapolással vagy élesen elkülönülve, vagy, hogy hogyan változzon az egyes darabkák időtartama a hangfolyamat előrehaladtával. A számítógépen könnyűvé válik annak beállítása, hogy két vagy több különböző karakterű hangalapanyag esetén a darabkák milyen arányban származzanak az egyik vagy másik alapanyagból, illetve hogy ezek az arányok hogyan változzanak az idő során.

    Ekképpen korábban elképzelhetetlenül rugalmas átmenetek képezhetőek a darabkákból álló egybefüggő textúra érzete és az elkülöníthető rövid hangok érzete között, valamint kétféle hangzáskarakter között. Mivel a számítógéppel bármilyen nagy időtartamú textúrákat is könnyű létrehozni, és mert ezek a felszecskázott alapanyagokhoz képest újszerű karakterrel bírnak, a módszerre egyre inkább egyfajta szintézistechnikaként kezdtek gondolni, és a szélsőségesen rövid darabkák jellege után granuláris, azaz szemcsés szintézisnek kezdték nevezni. A módszer egy példája Barry Truax (1947–) kanadai zeneszerző Riverrun (1986) című darabja. A cím James Joyce Finnegans Wake című regényéből származik, annak első szava, és itt a granuláris szintézis, valamint az általa létrehozott textúrák metaforájaként működik: a folyó is olyan hatalmas tömeg, mely egyszerű, mérhetetlenül parányi részecskékből áll, és bár állandó mozgásban van, egésze mégis statikus összhatást kelt.

    1.7. Egyéb technikák

    Számítógéppel létrehozhatóak olyan további eszközök, melyek funkcionális megfelelőit már az analóg stúdiók készülékei között is megtaláljuk, a digitális technika lehetőségei révén azonban korábban megvalósíthatatlan eredményekre is képesek: ilyenek például a digitális szűrők, vagy a számítógéppel szimulált térmozgások.

    A számítógép rezonánsfiltereinek előnye az analóg szűrőkkel szemben, hogy a rezonáns hangmagasságokon elvileg korlátlan hangerőnövekedés elérhető, hiszen a jelszinteket leíró számértékeket a gép tetszőleges mértékben meg tudja növelni.

    Térmozgások létrehozása kétcsatornás analóg technikával nem nehéz – jól tudja ezt mindenki, aki játszott már az otthoni sztereó rádiókészülék balance feliratú szabályozójával, és megfigyelte, hogyan vándorol a bemondó hangja a szoba egyik sarkából a másikba. Négy- vagy többcsatornás technika esetén azonban már bonyolultabb összehangolni az egyes csatornák hangerőkülönbségeit és -változásait a térmozgások meggyőző illúziójának felkeltéséhez. A számítógép ezt az összehangolást nagyban megkönnyíti, segít továbbá kiszámolni és utánozni a tényleges hangforrások helyváltozásaikor fellépő összetettebb jelenségeket, például a közeledéssel és távolodással járó hangerő-, illetve hangmagasság-változást, más néven Doppler-effektust.

    2. Korai, számítógéppel realizált kompozíciók

    A következő fejezetben bemutatott digitális szintetizátorok a különböző digitális szintézistechnikák tárgyi megnyilvánulási formái – jóval beszédesebbek azonban a technikák hallható megnyilvánulási formái, az őket hasznosító kompozíciók. Az alább ismertetett darabokat a digitális technika adta lehetőségek nélkül már egyáltalán nem lehetett volna megalkotni.

    John Chowning 1966-ban készült (és 1971-ben revideált) Sabelithe című műve az első, mely FM-szintézist használ. A darab egyik megkapó pillanata a 4. és 5. perc fordulója, mikor a kisdobra emlékeztető hang fokozatosan trombitára emlékeztető hanggá alakul át – az FM-szintézis paramétereinek fokozatos módosítása által. Az első, kizárólag FM-szintézisre épülő mű Chowning 1972-es Turenasa – címe, a natures szó anagrammája utal a szintézistechnika természetes hangokat utánzó képességére, mely ugyanakkor bármikor átmehet a voltaképpeni természetből nem ismert hangok szférájába, egy második, mesterséges természetbe. A négy csatornás mű a hangok fejlett térmozgás-technikáinak is iskolapéldája.

    A Stria, Chowning 1977-es darabja elsősorban inharmonikus FM-szintetizált hangokat használ. A kompozíció minden elemét az aranymetszés aránya határozza meg: az 1:2 arányú oktávviszony helyett Chowning az aranymetszésnek megfelelő 1:1,168-as arányú „oktávot” használt, a mű formájának időbeli viszonyai is ehhez az arányhoz igazodnak. Az 1980–81-es Phoné az FM-szintézist főként az emberi hang utánzására – és az emberi hangadási képességek határainak átlépésére – használja.

    13.4. ábra - Jonathan Harvey

    Jonathan Harvey (1939–2012; 13.5. ábra) angol zeneszerző Mortuos Plango, Vivos Voco című 1980-as, nyolccsatornás szerzeménye címében és hang-alapanyagában is harangokhoz kötődik. A Winchester katedrális tenor harangjának hangja mellett Harvey felhasználta kisfiának hangját is, aki akkoriban a katedrális kórusában énekelt, és aki a darabban a harang feliratát énekli el: „Horas Avolantes Numero, Mortuos Plango, Vivos ad Preces Voco”, azaz „számlálom az elszálló órákat, siratom a halottakat, imára hívom az élőket”. A mű az analízisen alapuló szintézis-technikát példázza: Harvey és két segítője, a darabot megrendelő párizsi IRCAM munkatársai (Stanley Haynes és Xavier Rodet) a Music V program segítségével elemezte a hang-alapanyagokat, s az újraszintetizálásakor elérték, hogy a kisfiú hangja a harang hangjából nőjön ki és viszont. A haranghang elemzéssel szétszedett spektrumát a darab többféleképpen hasznosítja újra: a nyolc legmélyebb részhangra épül a mű nyolc szakasza; az egyes részhangok kombinációja által pedig különböző akkordok jönnek létre.

    13.5. ábra - Trevor Wishart

    Egy másik angol zeneszerző, Trevor Wishart (1946–; 13.6. ábra) a kiterjesztett vokális technikák gyakorlójaként az elektroakusztikus eszközöktől függetlenül is az emberi hang szokásos lehetőségeinek meghaladásával foglalkozik. Ez a törekvés a digitális technikával összekapcsolódva vezetett egyebek között VOX című sorozatának megszületéséhez (1980–88, 1990). A fázis vocoder analízisen és újraszintézisen alapuló technikája lehetővé tette, hogy saját hangját tökéletesen szerves átmenetekkel alakítsa át a legkülönfélébb hangokká, a VOX 5-ben például szélzúgássá, varjúkárogássá, méhzümmögéssé, lónyerítéssé és mennydörgéssé, melyeket ebben a darabban aztán rendre a saját hangjává alakít vissza. Wishart költői programja szerint az így létrejövő emberfeletti hangú lény a hinduizmus Shiva istene, a lebontás ura, aki a hangjelenségeket saját emberszerű hangjává oldva bontja fel, hogy abból azután más, új jelenségek születhessenek.

    A VOX 5 fejlett pszichoakusztikai ismeretekről is tanúskodik. Bármilyen szervesek és simák legyenek is az emberi hang és a másféle hangok közötti átmenetek, a hallgató érzékelésében mégis mindig egy pillanathoz kötődik a felismerés, hogy amit hall, az már nem emberi hang – tehát az érzékelésben törés mutatkozik annak dacára, hogy a fizikai valóságban fokozatos az átmenet. Wishart ezt a törést úgy igyekszik megszüntetni, hogy a felismerés pillanatának környékén a még jelenlévő kiindulási hangnak drasztikusan módosítja valamelyik paraméterét, s így a hallgató figyelme a kétféle hangminőség közötti váltásról részben erre a paramétermódosulásra terelődik.

    13.6. ábra - Charles Dodge

    Az analízis-újraszintézis másféle technikáit példázza Charles Dodge (1942–; 13.7. ábra) amerikai zeneszerző Speech Songs című 1974-es, négy darabból álló ciklusa: az első három darab formánskövetést, az utolsó LPC-t alkalmaz. Dodge a barátja, Mark Strand szürreális verseit a saját előadásában magnószalagra vette, majd ezt a hanganyagot a Bell Labs beszédszintetizátorai segítségével alkotta újra, egymástól függetlenül manipulálva a hangmagasságokat és sebességeket, ismétléseket iktatva be, alapvetően azonban megtartva a nyelv hangzóinak természetes, „egyszólamú” zenéjét.

    A Speech songs utolsó darabjához hasonlóan LPC-t használ Dodge Any Resemblance is Purely Coincidental című kísérleti darabja. Enrico Caruso egy 1907-es felvételéből, melyen Leoncavallo Bajazzók című operájának egyik áriája hallható, a Utahi Egyetem két munkatársa, Thomas Stockham és Neil J. Miller az 1970-es évek elején elkükönítették Caruso hangját. Dodge ezt a zenekari kísérettől elkülönített énekhangot manipulálta és látta el élő zongorakísérettel, mely néha Leoncavallo eredetijéből merít, máskor szabadon dialogizál a manipulált felvétellel.

    13.7. ábra - Paul Lansky

    Paul Lansky (1944–; 13.8. ábra) amerikai zeneszerző 1985-ös Idle Chatterje az előző fejezetben ismertetett granuláris szintézist kombinálja az LPC-vel.

    David Aaron Jaffe (szintén amerikai, 1955–) Silicon Valley Breakdown című, 1982-ben készített négycsatornás műve a húrok fizikai modellezésének példája. Jaffe 1981-ben egy nyolc gitárra és magnószalagra hangszerelt művön dolgozott, és a szalagra eredetileg FM-szintetizált hangokat akart felvenni, ám ezek nem illeszkedtek elég jól a gitárhangokhoz. Egy Mozart-zongoranégyes próbája közben beszélt problémájáról a kamaraegyüttes brácsásának, Alex Strongnak, aki – mint a Karplus-Strong algoritmus egyik atyja – saját módszerét ajánlotta neki. Jaffe az algoritmus fejlesztésével, finomításával jutott el a Silicon Valley Breakdownban hallható, rendkívül természetes hatású és változatos húrhangokig.

    13.8. ábra - Denis Smalley

    Denis Smalley (1946–; 13.9. ábra) új-zélandi zeneszerző Wind Chimes című darabjában (1987) fő hangforrásként kerámiacsengőket használt, melyeket magas hangú japán fém szélcsengőkkel, fémrudakkal, zongorahangokkal és szintetizált hangokkal egészített ki. Smalley hangsúlyozottan akuzmatikus szemléletű komponista: a hangokra, mint forrásuktól elszakadt, autonóm jelenségekre tekint. Bár a forrásra való emlékezést és emlékeztetést nem zárja ki teljesen – ahogy ezt tárgyalt művének címe is példázza –, jóval fontosabb szerepet kap nála a hangok elvont texturális jellege, illetve gesztusértéke. Míg Schaeffer az akuzmatikus jelleget pusztán a hangszóró általi közvetítettséggel kapcsolta össze, Smalley műveiben fontos szerepe van a forrástól való eltávolítás drasztikusabb eszközének, a digitális hangátalakításnak. A Wind Chimes a GRM Stúdió 123 rendszerének hangátalakító algoritmusaival készült – s úgy tűnik, nem annyira a hangszóró, mint inkább ezek az algoritmusok képezik azt a „függönyt” vagy „paravánt”, mely a forrás tárgyi valóságától a hallgatót elválasztja.

    3. Ellenőrző kérdések:


    1. Ki találta fel a vocodert?

    2. Hogyan működik a granuláris szintézis?

    3. Sorolja fel John Chowning két kompozícióját!

    4. Ki a szerzője a VOX ciklusnak?

    5. Mely zenemű példázza a fizikai modellezésen alapuló szintézist?



    Download 0.82 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




    Download 0.82 Mb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    fejezet - Az első számítógépes zenei központok: CCRMA, IRCAM

    Download 0.82 Mb.