Соответствия «цветного слуха»

Параметр слухового воздействия	Параметр зрительного воздействия
Динамика изменения громкости звука	1. Изменение яркости 2. Движение световой формы
Темп музыки	Скорость движения или изменения световых образов
Мелодическое развитие	Пространственно-графическое развитие изображения
Изменение тембра звука	Изменение цвета и фактуры изображения
Тональностное развитие	Цветовое развитие световой картины
Ритм в музыке	Ритм «светового жеста», развития изображения
Движение по регистрам	Изменение размера и сопутствующее этому изменение концентрации света в элементах изображения

Для сопряжений, которые различаются по качественным признакам, можно в принципе составить более детальные таблицы матричного типа, аналогичные табл. 5.3, составленной для тембров музыкальных инструментов и цветов (или тональностей и колоритов). Здесь методом субъективных экспертиз также могут быть найдены максимальные значения параметра сопряжения h_mn, определяющие круг наиболее общезначимых соответствий «цветного слуха».

 

Таблица 5.3

Соответствия «тембр музыкального инструмента – цвет»

 

Цвет	Тембр музыкального инструмента
	Саксофон	Гобой	Фортепиано	Флейта	Скрипка	и т.п.
Красный
Оранжевый
Желтый
Зеленый			hmn
Голубой
Синий
Фиолетовый

 

Природу каждого конкретного проявления «цветного слуха» можно объяснить далеко не всегда. Однако в некоторых случаях такое объяснение все же возможно. Например, видение «размеров» звучаний обусловлено естественной связью между размерами тела-вибратора и высотой излучаемого им звука. Поэтому высокие звуки ассоциируются у нас с малыми размерами, а низкие – с большими.

Тем не менее, несмотря на существование определенного рода соответствий, следует помнить, что светомузыка – это не буквальная материализация соответствий «цветного слуха». Композитор при создании светомузыкальных произведений волен отходить от них, если видит в этом необходимость. Как может распределяться вероятность таких отступлений и в какую сторону – позволит выявить только статистический анализ большого числа светомузыкальных композиций. Однако даже без такого анализа можно предположить, что связь «громкость звука – насыщенность цвета» вероятнее всего будет присутствовать в таких композициях, а вот связь «мелодическое развитие – изменение освещенности» вряд ли [15].

 

 

Автоматическое световое сопровождение

Музыкальных программ

 

До сих пор мы исходили из предположения, что написанием партитуры или программы светового сопровождения музыкального произведения должен заниматься сам композитор. Или, в случае произведений прошлого  – музыкально одаренный человек, обладающий к тому же «цветным слухом». Разумеется – это самый оптимальный вариант. Однако не следует сбрасывать со счетов и автоматическое сопровождение музыкальных программ. Устройства автоматического сопровождения могут быть использованы в жанре легкой популярной музыки – на концертах, дискотеках, в кафе и ресторанах, а также в жилых помещениях.

Желание связать музыку и гармонично связанное с ней цветное освещение, как уже говорилось, присутствовало у людей всегда. Однако возможности для реализации этого желания вплоть до середины ХХ века были весьма ограничены. Толчком к началу исследований и разработок в области светомузыки послужило появление малогабаритных и доступных как для инженеров-исследователей, так и для многочисленных радиолюбителей электронных компонент – в первую очередь транзисторов, позволявших разрабатывать устройства автоматического анализа звукового сигнала и формирования на его основе сигналов управления различного рода осветительными приборами.

Первые автоматические светомузыкальные устройства (АСМУ) были основаны на принципе деления диапазона частот звукового сигнала на несколько субполос с помощью простейших пассивных фильтров. Полученные субполосные сигналы затем усиливались и управляли световыми приборами различных цветов. Число субполос, как правило, не превышало четырех, а для светового сопровождения использовались лампы четырех основных цветов: красного, желтого, зеленого и синего цвета. Соответствие цвета и звука было традиционным: более низким звукам соответствовало освещение с большей длиной волны излучения, более высоким – с меньшей длиной волны излучения. Например:

- диапазон до 200 Гц (НЧ) – красный свет;

- диапазон от 200 до 800 Гц (СНЧ) – жёлтый свет;

- диапазон от 800 до 1500 Гц (СЧ) – зелёный свет;

- диапазон свыше 1500 Гц (СВЧ) – синий свет.

Увеличение громкости в каждом из звуковых каналов (уровня субполосного сигнала) соответствовало увеличению яркости свечения ламп в соответствующем световом канале. Это соответствие было, пожалуй, единственным, правильно отображающим психологию человеческого восприятия светомузыкальных композиций.

Почти сразу же выяснилось, что подобного рода АСМУ  нуждаются в некотором усовершенствовании. Дело в том, что динамический диапазон звука составляет 60-80 дБ, а динамический диапазон ламп накаливания, а также комфортно воспринимаемых человеческим глазом перепадов яркости – порядка всего 20 дБ. Возникает проблема по согласованию этих диапазонов. Без такого согласования пользование АСМУ становится затруднительным – требуется постоянная подстройка уровней усиления регуляторами яркости. При изменении громкости или состава играющих в данный момент музыкальных инструментов световые приборы одних каналов могут гореть постоянно, а других - не гореть вообще. Поэтому динамический диапазон звукового сигнала перед подачей на блок субполосных фильтров необходимо компрессировать.

О художественной ценности такой «цветомузыки», конечно же, говорить не приходится. Годится она разве что для «разогрева» танцующей публики на дискотеках. Где она, кстати говоря, в основном и использовалась. И используется до сих пор.

Стремясь внести разнообразие в наблюдаемую световую картину конструкторы пошли по пути разработки различных электромеханических устройств, с помощью которых можно было бы перемещать световые приборы и изменять форму создаваемых с их помощью световых пятен.

Существует два основных способа формирования светового сопровождения. В одном случае световую картину наблюдают на экране – как кинофильм. В другом – с помощью фонарей разного цвета, которые освещают внутренний интерьер помещения (концертного зала, жилой комнаты, танцплощадки), площади, архитектурные сооружения и ансамбли, элементы природного ландшафта, фонтаны и пр.

В первом случае световая картина создается с помощью проекторов, формирующих на экране заранее записанное на пленку цветное изображение, диаскопов с вращающимися цветными светофильтрами сложной формы и других специально сконструированных для этого хитроумных устройств.

В другом случае могут использоваться разнообразные световые приборы – фонари с разноцветными стеклами и всевозможными масками на нем, прожекторы, светящиеся или зеркальные шары, которые при этом могут еще и вращаться, стробоскопы, лазерные устройства различных цветов и пр.

Эффекты, создаваемые с помощью такой световой аппаратуры могут быть чрезвычайно зрелищными и захватывающими. Например, концерты современных рок-групп или практикуемые в последние годы лазерные шоу в Санкт-Петербурге. Однако к светомузыке все это можно отнести только постольку, поскольку в них есть свет, и есть музыка. Но то и другое по-отдельности. Связи между ними, к сожалению, нет практически никакой. Если игра света достаточно эффектна сама по себе, а музыка нравится сама по себе, то зрителя это захватывает. Внимание человека инстинктивно привлекает все движущееся – также как внимание дикаря привлекает постоянно меняющийся огонь костра. Если к пламени костра добавить приятную человеку музыку, то у него невольно возникнут еще более приятные ощущения. Но к светомузыке это отношения, увы, иметь не будет.

При наблюдении «проекторной» светомузыки может возникать и так называемый «эффект утомляемости» – вначале игра света радует и завораживает, но со временем картины начинают казаться повторяющимися, унылыми и однообразными. Нередко даже раздражающими.

Создать настоящий эффект «светозвука» с помощью АСМУ чрезвычайно сложно. Принцип разделения сигнала на субполосы не позволяет различать ни жанры, ни тональности музыкальных произведений, т.е. ничего из того, что лежит в основе создания светового сопровождения к ним. С точки зрения АСМУ тональность ре-мажор, которая у Скрябина желтая и ре-бемоль-мажор, которая у Скрябина фиолетовая, практически ничем не отличаются. Так же как зеленая ля-мажор и пурпурная ля-бемоль-мажор. С помощью АСМУ можно попытаться только приблизиться к «светозвуку» с некоторой степенью точности, используя для этого сложные алгоритмы анализа звукового сигнала и современные компьютерные технологии с учетом психологии восприятия и особенностей взаимодействия органов слуха и зрения.

Уже в середине ХХ века было установлено, что восприятие цвета и его изменения способны влиять на восприятие звуковых сигналов, а музыка определенным образом перестраивает остроту зрения и цветовую чувствительность глаза. Это подтверждено исследованиями многих советских ученых, в частности С.О. Майзелем и С.В. Кравковым, которые в течение ряда лет проводили опыты по изучению влияния слуховых раздражений на цветовое восприятие. Было установлено, что чувствительность глаза к зелено-голубым тонам под влиянием монотонных звуков заметно повышается, а к оранжево-красным снижается. Было исследовано также влияние звуков различной громкости на чувствительность глаза. Оказалось, что чувствительность глаза к зеленому цвету с нарастанием громкости увеличивается, а к оранжевому – уменьшается. Чувствительность к вишнево-красному, желтому и синему цветам при звуковом раздражении не изменяется. Получены данные по перестройке механизма восприятия звуков под влиянием различных световых воздействий. Перестройка восприимчивости происходит благодаря вполне определенным связям между зрительным и слуховым аппаратами человека, которые существуют на уровне низших отделов головного мозга. Такие связи свойственны любому человеку с нормальным слухом и зрением.

Изучением связи музыки и света в 60-е годы ХХ века занимался советский исследователь К.Л. Леонтьев [16]. По его мнению, попытки создания светомузыкальных произведений не имели успеха не по причине несовершенства осветительной техники, а из-за того, что не учитывались объективные закономерности и объединяющая работа органов зрительного и слухового восприятия.

К.Л. Леонтьев полагал, что создание композитором световой партии, которая дополняла бы его музыкальное произведение, вовсе необязательно. Достаточно лишь преобразовать звук в свет и цвет по законам связи между слухом и зрением. Главным из свойств слухового и зрительного каналов восприятия информации он считал их неодинаковую пропускную способность, обусловленную резко отличающимися объемами воспринимаемой человеком зрительной и слуховой информации. Отношения этих видов информации примерно определяются отношением площадей зрительной и слуховой областей мозга, которое равно 100:1. Поэтому, по мнению Леонтьева, если слуховую информацию перевести в зрительную, то глаз сможет распознать все звуковые оттенки, используя лишь 1% своих способностей.

Леонтьев предложил и метод «звукосветового преобразования», основанный на использовании электронной модели человеческого слуха, которая должна производить анализ спектра электрического отображения звукового колебания с учетом всех тех преобразований, которые выполняются в слуховом аппарате человека. Эти сигналы затем должны быть подвергнуты обработке, в ходе которой выделяются сигналы, управляющие световыми приборами, а именно – цветом их свечения, яркостью, насыщенностью и динамикой движения в строгом соответствии с теми связями, которые существуют между зрительным и слуховым анализаторами человека. Только тогда, по его мнению, светоцветовая картина будет единственно правильным «переложением» музыки, обогащающим ее восприятие [3,16].

Следует отметить, что метод Леонтьева предполагает возможность настройки блока обработки звукового сигнала специалистами-физиологами, психологами и искусствоведами для получения наиболее адекватного впечатления от светового сопровождения музыки.

Концепцию Леонтьева по преобразованию звука в свет можно считать одновременно как наивной, так и разумной. Наивность состоит в том, что предлагается метод однозначного преобразования звука в свет, руководствуясь только отношением пропускной способности зрительного и слухового каналов. Разумность идеи в том, что предлагается для преобразования использовать модель слухового аппарата человека и обработку, основанную на взаимосвязи зрительного и слухового анализаторов. Весь вопрос в том, какие именно взаимосвязи должны быть при этом использованы и каким образом [17,18].

Современные компьютерные технологии уже позволяют моделировать процессы, происходящие в слуховом аппарате человека. Более того, уже разработаны алгоритмы распознавания звуковых образов, позволяющие с высокой степенью точности определять личность говорящего. Ведется работа по распознаванию тональностей в музыке и даже по распознаванию авторства музыкальных произведений. Такими исследованиями уже более 30 лет (с 1977 года) занимается французский Институт исследования и координации акустики и музыки IRCAM (Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique), профессор Божена Костек из Гданьского технологического университета, а также многие исследователи из других стран. Однако поиском соответствий между параметрами музыки и света до сих пор никто серьёзно не занимался.

На рис. 5.8 показан один из множества возможных вариантов построения структурной схемы светодинамического устройства, реализующего современные представления о световом сопровождении музыки. Здесь входной звуковой сигнал подвергается тщательному анализу для того чтобы определить жанр музыкального произведения (симфоническая музыка, фольклорная, джаз, рок и пр.), его тональность и размерность. Результаты анализа поступают на решающий блок, который определяет какую программу светового сопровождения данного музыкального произведения следует ввести в действие. На выходе программного блока формируются компонентные сигналы управления осветительными приборами (RGB), которые после усиления усилителями мощности управляют яркостью и цветом их свечения. В качестве осветительных приборов здесь удобнее всего использовать современные светодиодные панели, способные формировать весь спектр видимого света. Каждый канал светового сопровождения соответствует своему музыкальному инструменту или группе инструментов (скрипки, фортепиано, контрабас, кларнеты, ударные, трубы и пр.) и управляется независимо от других каналов. Световой диапазон в каждом из каналов может быть различным и может изменяться в зависимости от действующей в данный момент программы светового сопровождения. Например, в одной программе скрипке (скрипкам) может соответствовать диапазон света от красного до желтого, в другой – от голубого до фиолетового, в третьей – от оранжевого до бирюзового. Все зависит от жанра музыкального произведения и тональности, в которой оно написано.

 

Анализатор спектра

Анализатор размерности

Анализатор жанра

Анализатор тональности

Блок фильтров

Блок переключения программ светового сопровождения

УМ1

УМ2

УМ3

УМn

RGB2

RGB1

RGB3

RGBn

Вход ЗС

Рис. 5.8. Структурная схема автоматического светодинамического устройства ЗС – звуковой сигнал; УМ – усилитель мощности; RGB – компонентный сигнал управления световым прибором

 

 

Вход ЗС

 

Каждый блок данной схемы достаточно сложен, поскольку ему придется обрабатывать большое количество информации в реальном времени. Особенно сложны аналитические блоки, для разработки которых даже на первом этапе потребуется выполнить множество исследований и субъективных экспертиз. Но, с другой стороны, работа эта представляется чрезвычайно интересной и познавательной, поскольку результатом будет появление совершенно вида синтетического искусства.