Интерфейс музыкальных инструментов, или Системы ввода/вывода

Могла ли простая лошадь из монгольской глубинки мечтать, что еще при жизни белый волос из ее хвоста будет исполнять симфонию Брукнера, к примеру, в Большом зале Миланской консерватории или Реквием Моцарта в Concertgebow! Я уже не говорю про Концерт Сибелиуса для скрипки в Карнеги-холле.

Мог ли думать бык с его, в общем, понятными и примитивными запросами, что на его шкуре, натянутой, кстати, гораздо лучше, чем при жизни (а люди, между прочим, за подобные операции платят большие деньги), в лучших концертных залах мира будут исполнять соло на литаврах в Девятой симфонии Бетховена или «Славянском танце» Дворжака № 5?

Для начала следует отметить, что все музыкальные инструменты в той или иной степени заточены под человеческий организм. С той или иной степенью извращенности, разумеется. Потому что, например, играть на скрипке, завязав узлом весь организм от позвоночника до вывернутой кисти руки, — удовольствие сомнительное. И, кстати, гораздо раньше приводящее к патологическим проблемам опорно-двигательного аппарата, чем воздействие курения на легкие. Что же касается духовиков, то здесь тоже не все так радужно, что подтверждается и российским законодательством, в котором есть норма о пенсии для исполнителей на духовых инструментах по выслуге лет при достижении 25-летнего стажа.

И тем не менее все музыкальное искусство (впрочем, как и остальные его виды) привязано к естественным человеческим возможностям. Начиная с диапазона звуков, которые используются в музыке. Он естественным образом перекрывает почти весь физиологический диапазон слуха, как правило, не выходя за его пределы. Отдельные дурацкие эксперименты вроде того, когда к церковному органу присобачили изумительно большую и толстую трубу, не в счет. Результат, по нашим современным понятиям, был вполне предсказуем: труба издала инфразвуковой тон необыкновенной красоты, который, правда, никто не услышал. Но зато публика тут же в ужасе разбежалась, как делает всегда в подобных случаях. Это не волшебная сила искусства — это элементарная физика и физиология.

Я вам более того скажу. Музыка привязана даже к силе земного притяжения, точнее, к ускорению свободного падения в 1g.

Мне как-то попался специальный термин, разумеется, французский, как и все термины, относящиеся к балету, который я, естественно, забыл. Термин обозначал особенности сочинения балетной музыки, позволяющие учесть тот факт, что подпрыгнувший солист приземляется не тогда, когда этого хочет композитор, а согласно законам природы. Незнание которых, как известно, не освобождает от ответственности.

А теперь можно вернуться к главной теме и в самых общих чертах обозреть принципы звукоизвлечения. То есть нас интересует, что нужно сделать на входе, чтобы получить интересующий нас звук на выходе.

Для начала возьмем человеческий голос — инструмент, доступный практически каждому. Самые общие принципы понятны: надо выдыхать воздух, запуская при этом вибрацию голосовых связок. У каждого человека есть свой, естественный для него диапазон, зависящий, как правило, от пола, возраста и прочих эндокринных факторов. В каких-то пределах свой диапазон можно корректировать — например, выпив холодного пива жарким летним днем. В результате вы получаете изумительный голос, наполненный сказочными эротическими обертонами. Лет двести — триста назад необходимую божественность голоса у мальчиков на долгие годы сохраняли с помощью несложной операции. Кстати, никто не жаловался: певцы-кастраты неплохо зарабатывали, и жизнь их была безраздельно посвящена искусству.

Что же касается управления голосом в более узких пределах, предлагаю вам самим в порядке интерактивности попеть и попытаться понять, что же вы там внутри себя проделываете со связками, чтобы окружающие вас родные и близкие, прежде чем под разными предлогами разбежаться, могли угадать мелодию.

Следующий тип звукоизвлечения — это ударные. Тут все относительно просто: шваркнул предметом о предмет и получил звук. При общих чертах методики этот способ предлагает огромную вариативность результатов: звуки колоколов, литавр, барабанов, тамтама, сковороды, необычайной красоты и продолжительности целый каскад звуков бьющегося сервиза и т. д.

Со струнными проблем особых нет — вся задача сводится к тому, чтобы придать колебания натянутой струне. Каким способом, неважно, — можно за нее дернуть, а можно провести смычком, который за счет мелких шероховатостей волоса с канифолью сделает все, что необходимо.

С духовыми тоже все относительно понятно: с одной стороны дуют, с другой получают звук. В этом ряду находится такая остроумная конструкция, как волынка, аккумулирующая воздух. В ней громкость звука регулируется не силой вдувания, а движением локтя, увеличивающим давление в пузыре. То есть в линию in/out внесены некоторым образом дополнительные звенья. Предание гласит, что волынку изобрел неизвестный шотландский ветеринар, когда делал заболевшей овце искусственное дыхание.

Поскольку мы рассматриваем вопрос ввода-вывода, необходимо вспомнить систему веревок и канатов в церковных колоколах, за которые дергают звонари.

А теперь поговорим о ногах.

Человек — неуемное существо, и, когда не хватает ресурсов, он использует все, что может. Ногами играют на ударной установке — педали большого барабана, hi-hat и прочее, перестраивают на ходу литавры. Аналогичная конструкция применена и на арфе — семь педалей, повышающих и понижающих на полтона строй соответствующих струн. Когда-то была еще и восьмая — для демпфирования басовых струн. Педали органа — это просто дополнительная клавиатура, и я вас уверяю, что, если бы у человека было четыре ноги, одной педальной клавиатурой дело бы не ограничилось. А две или три педали у рояля — это не что иное, как вынесенные вниз аналоги компьютерных клавиш Shift.

И самое гениальное дизайнерское и эргономическое решение человечества в области музицирования — фортепианная клавиатура. Это в чистом виде управляющая система, начисто оторванная от дальнейших технологических задач. Потому что внутри ящика, к которому приделана эта система ввода информации, может оказаться все что угодно.

Например, рояль или пианино, внутри которого находятся струны, по которым бьют молоточки, то есть ударно-струнный гибрид.

У челесты то же устройство, но вместо струн маленькие стальные пластинки.

Или клавесин, внутри которого масенькие крючочки-перышки дергают струны, то есть струнный щипковый инструмент.

Или фисгармония либо орган, что с инженерной точки зрения одно и то же, а именно духовой инструмент, в который тем или иным способом подается воздух, а клавиши только включают-выключают соответствующие трубы и язычки в них. К этой же компании, кстати, относится и аккордеон.

Двадцатый век внес серьезные изменения в эту довольно стройную систему классической механики и акустики.

Если созданный в 1918 году Львом Терменом терменвокс, в котором громкость и высота звука регулировались перемещением руки внутри электромагнитного поля, остался относительно частным случаем и занимает небольшую нишу в музыкальном исполнительстве, то синтезаторы, появившиеся в конце XX века, кардинально изменили систему ввода/вывода. Способ звукоизвлечения и результат оказались вообще никак не связаны между собой. С появлением семплированного звука любой инструментальный тембр можно получить как с помощью фортепианной клавиатуры, так и с неменьшим успехом — компьютерной. И любым другим способом. Все зависит только от удобства в пределах конкретной задачи.

Но это уже другая история.