Автоматические светомузыкальные устройства – основы светомузыки

August 22, 2015 by admin Комментировать »

Существующие АСМУ можно подразделять на группы по разным признакам и прежде всего по типу ВОУ, которое может быть моноцветным (бесформным) или с пространственной организацией света. Кроме того, АСМУ различаются по принципам анализа музыки и по сложности алгоритма синтезирования музыки и света.

Простейшие из них — моноцветные АСМУ. Стремясь добиться «визуализации музыки», Кастель связал каждую ноту с определенным цветом спектра (следующая, выше по регистру, октава окрашивалась так же по спектру, но уже цветами меньшей насыщенности). Автоматизировать подобную «цветомузыку» просто — достаточно под каждую клавишу фортепиано или органа закрепить контакты, включающие соответствующего цвета лампы.

Убедившись в бессмысленности получающихся на экране мельканий, цвета, конструкторы предлагали связывать спектр не с октавой, а’ со всем диапазоном музыкальных звучаний. В конечном итоге эта идея и воплотилась в автоматические установки с частотноамплитудным анализом музыки, в которых однозначно и жестко с основными параметрами звука (т. е. с высотой или частотой f3в и интенсивностью /зв) связываются какие-либо параметры красочного изображения (обычно это цвет, определяемый через длину волны λ, и его интенсивность /св).

Эффект светозвука, т. е. ощущение единства между воздействием звука и света, как известно, возникает уже при простейшем случае синхронизации интенсивностей /зв и /св:

Разумеется, когда одновременно устанавливается еще и такая связь:

то ощущение единства усиливается.

Какого единства? Примитивнейшего, противоречащего не только эстетическим законам, но и ряду общезначимых закономерностей «цветного слуха» (см. с. 21, 22). Это становилось очевидным и для

Рис. 8-15. Схемы простейших АСМУ с частотно-амплитудным анализом музыки.

ЗВУ — звуковоспроизводящее устройство; Ф — электрические фильтры; Д — детекторы; Л — источники света.

самих конструкторов. Но, простые в схемном решении, такие АСМУ поначалу получили очень широкое распространение. В них по сути дела моделируется окрашивание в разные цвета регистров музыки, а не высоты как элемента мелодии.

На рис. 8-15 приведены структурные схемы двух вариантов подобных установок. В первом имеется один БУМ, зато фильтры Фь Фг, Фз, находящиеся на его выходе (обычно пассивные LC-фильтры), должны пропускать большие токи, питающие непосредственно ВОУ. Во втором варианте фильтры помещены на входах отдельных БУМ.

Так как высота звука в музыке связана с частотой по логарифмическому закону, то деление звукового диапазона на равномерные (для слуха) участки производится по логарифмической шкале (см. рис. 5-1). При этом следует учитывать, что предельно высокими в музыке являются тоны с частотой 3000—4000 Гц, а за ними находятся уже собственно обертоны. Поэтому фильтр верхних частот настраивается не на 16—20 кГц, как это ошибочно делают некоторые радиолюбители, а на 2—4 кГц и менее.

Фильтров может быть три и более. Их полосы пропускания не должны быть одинаковыми, так как согласно графику на рис. 5-1 звуки средних частот используются чаще, чем низких и высоких, поэтому для того чтобы цвет, связанный с фильтрами средних частот Ф2, не «забивал» остальные цвета, необходимо у фильтров Ф2 полосу делать более узкой.

В некоторых случаях при определенном составе оркестра получается привлекательный эффект автоматического «окрашивания» тембров инструментов: контрабас — красным, саксофон — зеленым, колокольчики — синим цветом. Но в получающейся цветовой «инструментовке» музыки столько же смысла и художественности, сколько в пресловутой трехцветной анилиновой пленке, превращающей обычный телевизор в «цветной»: ведь и она «срабатывает» иногда «по-умному», крася небо — синим, лес — зеленым, землю — желтым цветом…

Иногда в подобных АСМУ вводится — с учетом адаптационных свойств глаза — самостоятельный канал засветки в паузе (на рис. 8-15 обозначен пунктиром), в котором яркость источников света обратно пропорциональна громкости музыки.    V

Именно поэтому в формуле (8-1) отношение берется по абсолютному значению. Так же взяты и отношения частот в формуле (8-2), поскольку все равно, какой конец спектра (красный или синий) связывать с началом звукового диапазона. Так как не существует. связи между частотами звуковых и световых колебаний, конструкторы с равным успехом связывают с одними и теми же фильтрами любые цвета спектра (эту смену связей можно осуществлять в одной АСМУ перекоммутацией в точках разрыва на рис. 8-15).

Можно указать лишь на одну предпочтительную связь, собственно, имеющую отношение не к цветности, а к светлотным характеристикам цвета. Звуки высокого регистра кажутся более «светлыми», «яркими», чем низкого. А в спектре даже при 100%-ной насыщенности желтые и голубые цвета выглядят более светлыми, чем красные и фиолетовые (сильнонасыщенные, густые с краев спектра). Поэтому если уж стремиться к более близкому к «цветному слуху» ряду соответствий между регистрами звука и цветами, то низкие звуки надо «окрашивать» красным, фиолетовым, пурпурным цветом, а высокие — зеленым, голубым, желтым, белым. Кроме того, в канале низких частот, где звуки «малоподвижны», «инертны», «тяжеловесны», целесообразно постоянную времени х делать большой; а в канале высоких частот — минимальной.

Первые подобные АСМУ появились еще в конце прошлого века, и обращение к ним было необходимым экспериментом в ходе освоения возможностей электроники. Широкой популярностью пользовался световой прибор известного изобретателя Л. С. Термена, который совместил его с электромузыкальным инструментом «терменвокс» и устройствами, создающими синхронные осязательные и запаховые воздействия. В 20—30-е годы советскими изобретателями были запатентованы еще несколько АСМУ.

А. А. Варшавский (1926 г.) предложил трехканальную АСМУ с LC-фильтрами на выходе БУМ, собранном на электронной лампе. Дополнительный источник питания позволяет непосредственно задавать начальный уровень свечения ламп накаливания. В. И. Михов (1930 г.) предложил подключить на выход звукового генератора электромагнит, поворачивающий призму, которая в свою очередь через зеркала направляет на экран разные цвета. С. О. Куганов (1936 г.) в качестве фильтров использовал механические резонато-

Рис. 8-16. Цветомузыкальная радиола «Гамма В».

ры. Они замыкают цепи соленоидов, связанные с диафрагменными затворами цветных прожекторов. А. А. Третьяков (1936 г.) предложил использовать множество концентрических кольцевых газоразрядных трубок. Каждой из 12 клавишей октавы соответствует свой цвет. Для другой октавы, например, ниже по регистру, цвета повторяются, но уже у колец с большим диаметром. Трубки включаются контактами, находящимися под клавишами звукового инструмента.

Было опубликовано огромное количество подобных схем бесформных АСМУ. Их перечень мы приводим лишь затем, чтобы рекомендовать использовать их отдельные узлы для изготовления более интересных устройств. Конструктор может выбрать из предлагаемой литературы АСМУ с БУМ разной мощности (от нескольких ватт до десятков киловатт), выполненными на механических элементах [57];

на электронных лампах [49, 551; па транзисторах [53, 55, 56]; на магнитных усилителях [69, 85]; на тиратронах [52]; тиристорах [61, 68, 79, 83]; симметричных тиристорах; с ВОУ, содержащими не только лампы пакалиианмя, но и другие источники света, не только светофильтры, неподвижные или вращающиеся [76, 77, 86], но и призмы [54].

Описаны также различные фильтры: ГС-фильтры, простейшие, трехполосные, обычно употребляемые в акустических системах для разделения диапазонов [35,61] и с большей избирательностью [52]; ДС-фильтры, пассивные [53] и активные [52].

Вера в возможность и необходимость цветозвукового «перевода» была настолько сильна, что, несмотря па явную мизерность зрелищного эффекта (прежде всего из-за отсутствия форм в цвете), подобные АСМУ были рекомендованы некоторыми конструкторами для серийного производства. У нас в стране это установки «Гамма-В» (рис. 8-16) [73, 74] и «Спектр», а за рубежом — устройства американских фирм «Colortron company», «Eico», «Edison Instruments», английской фирмы «Dawe Ligntomation».

Необоснованное активное рекламирование примитивных, подобных «Гамме» АСМУ, противопоставляемых зачастую СМИ как более «объективных» и «основанных на научных данных», привело к вполне объяснимой отрицательной реакции прежде всего со стороны музыкантов. «Эта крайне упрощенная схема имеет такое же отношение к музыке, как детские переводные картинки к живописи»,— писал музыковед В. М. Блок в 1965г. [18]. В следующем году группа советских известных музыкантов выступила в журнале «Советская музыка» с открытым письмом «Непродуманный опыт», подчеркивая, что пропаганда таких АСМУ как «цветомузыкальных» без должного различения их от подлинной светомузыки вызывает у них «недоумение и серьезную тревогу».

Последствия подобных «непродуманных опытов» особенно опасны тем, что многие критики по инерции переносят отрицательную оценку на светомузыку вообще. «В лучшем случае цветомузыка может быть забавным развлечением, игрушкой, музыкальным калейдоскопом», — писал до знакомства с возможностями СМИ и с другими идеями один из крупнейших советских искусствоведов [14] [15] *. Собственно, это мнение критика относится даже не к «Гамме», а к более сложной АСМУ «Цветомузыка» НИИ автоматики и телемеханики АН СССР, сконструированной в 1959 г. и демонстрировавшейся несколько лет в павильоне «Радиоэлектроника» ВДНХ и на советской выставке в Лондоне (авторы — К. Л. Леонтьев, А. Я. Червоненкис и др.).

Программа этой АСМУ также основана на стремлении к однозначному «переводу звуковой информации в световую» [19—21, 64], причем в стремлении сохранить количество информации при предлагаемом «переводе» световое сопровождение здесь сознательно ограничивается бесформным цветом, меняющимся только по яркости а’*, цветовому тону у’ и насыщенности β’. Звуки же (опять-таки именно звуки, не музыка!), по мнению конструкторов этой АСМУ, характеризуются громкостью а, насыщенностью β, контрастностью по громкости δ и контрастностью по спектральным характеристикам γ.

Под контрастностью эти конструкторы понимают то, насколько меняется высота или громкость за какой-то определенный промежуток времени. Насыщенностью они характеризуют спектральный состав звука (если звук близок к шуму, то β мало, если к чистому гармоническому тону, то β максимально).

Параметры связывались в данной АСМУ так:

α~α’; γ + δ~γ’;            β~β’;                        (8-3)

В итоге, если имеем звучания с большими перепадами по высоте и громкости (т. е. музыка «бурная», «динамичная»), экран светится красным, оранжевым (т. е. напряженным, возбуждающим) цветом. Если перепады малы, то цвета вырабатываются спокойные (синие, фиолетовые). Чем проще, чище по составу звук, тем больше насыщенность цвета.

Для выделения параметра у, характеризующего скорость изменения высоты звука, предварительно определяется сама высота, для чего производится нормализация звукового сигнала (т. е. приведение к одному уровню громкости). Нормированный сигнал подается на усилитель с линейной частотной характеристикой. Затем сигнал дважды детектируется и усредняется (с постоянными времени τι = = 0,1 с и Т2 = 0,01 с), в результате чего и определяется у. Нормирование производится либо механическим путем (с помощью автоматического потенциометра ЭПП-09), либо клиппированием звукового сигнала.

Параметр а находится с помощью обычной детектирующей цепочки с последующим усреднением (τ подбирается соответственно условиям демонстрации). Для получения сигнала δ сигнал а усредняется (τι = 4 с), a затем дополнительно пропускается через дифференцирующую цепочку с Тг = 8 с. Определение β связано с большим упрощением и не представляет интереса.

Используемый в АСМУ электронный «блок решения уравнения цветового четырехугольника» позволяет получить автоматически любой цвет с помощью аддитивного смешения заданных четырех основных. БУМ выполнен на магнитных усилителях с дополнительным механическим диафрагмированием ксеноновых ламп ДКсШ-ЮООБ на низких уровнях, где эти источники света уже практически не управляются. В ВОУ применены проекторы ПУС-1 и стандартные стеклянные светофильтры, предохраняемые от перегрева кюветой со специальной жидкостью. В первом варианте АСМУ экран был плоским, фронтальной проекции.

Ощущение единства между слышимым и видимым в данной АСМУ, разумеется, возникает, но опять-таки не за счет предполагаемого и ожидаемого «превращения» музыки в свет при «переводе», а все из-за того же эффекта светозвука, возникающего при синхронном совмещении параметров в соответствии с формулой (8-3).

«Данная программа на практике часто входит в противоречие с содержанием музыки, с эмоциями, вызываемыми ею. В известной степени обоснованная с точки зрения простейших закономерностей физиологии зрения и слуха, программа является случайной по отношению к закономерностям музыки и художественного восприятия» *. Таково было мнение музыкантов и искусствоведов, несогласных с тем, что воздействие музыки сводилось авторами [16] этой АСМУ к простой арифметической сумме воздействий контрастных и неконтрастных звучаний.

Но значение этой АСМУ следует оценивать прежде всего по тому, что она явилась первой в нашей стране в послевоенное время серьезной разработкой, во многом стимулировавшей интерес общественности к проблеме цветомузыки. Вместе с тем в АСМУ «Цветомузыка» решение отдельных узлов отличается такой оригинальностью и универсальностью, что позволило без больших затруднений переделать ее в удобный, с грифовым пультом СМИ, на котором в 1962 г. в Москве была исполнена строчка «Luce» «Прометея» Скрябина.

Дальнейшее развитие подобные алгоритмы нашли в установке «Цветофоно» (авторы — С. Я. Шишков, В. А. Андрюшин). В основе ее действия лежат следующие принципы. Учитывая наличие устойчивых и неустойчивых аккордов, повышение степени высотного интервала в музыке связывают с приближением цвета к красной части спектра. Холодные цвета (от голубого до фиолетового) отвечают на экране диссонирующим интервалам. «Цветофоно» имеет клавиатуру, с помощью которой возможно построение цветовых аккордов [36, 50].

Развитие принципов «перевода», заложенных в АСМУ «Цветомузыка» и также противопоставляемых художественному методу как «необъективному», поставили себе целью разработчики установок светового сопровождения (УЦС) Ленинградского ПИИ радиовещательного приема и акустики им. А. С. Попова (ИРПА) (авторы— М. Э. Барзман, Б. Р. Калнин).

В первых опытных образцах УЦС, совмещенных с радиолой «Ригонда», весь звуковой диапазон делится на две части, Низкие частоты связаны с зеленым цветом, а высокие — с синим. Яркость красного света зависит от общей громкости музыки. За счет введения межканальных связей при большом повышении громкости красный свет полностью подавляет остальные цвета. Введена засветка синим светом в паузе. Общая яркость во время звучания музыки сохраняется постоянной для того, чтобы исключить раздражающее действие переадаптаций. ВОУ выполнено в виде небольшой сферы диаметром 60 см с вырезанным сегментом. Источники света: автомобильные лампы А-25 (6 кд — красные), А-10 (15 кд — зеленые), Λ-26 (21 кд— синие). Светофильтры из триацетатной пленки. БУМ собран на транзисторах. Яркость экрана примерно 30—40 кд/м2.

В более усложненных вариантах — УЦС-5 и УЦС-5М — программа иная. Исходя из того факта, что цвета в какой-то мере можно наделять определенными психофизиологическими характеристиками (красные, желтые цвета возбуждают; синие, фиолетовые—угнетают), конструкторы УЦС выдвинули гипотезу, что множеству цветов однозначно можно сопоставить множество эмоций и что это множество можно, как и цвета, представить в виде «треугольника эмоций» (см. цветной рис. 1).

Если совместить эти треугольники, то вдоль линии О—Зел. расположится «ось комфорта» со знаком плюс, а от О к Фиол. — со знаком минус. Вдоль О — Жел. расположится «ось возбуждения» со знаком плюс, а от О к Гол. — со знаком минус. В точке О находится белый свет, обладающий, по мнению конструкторов, нейтральным, нулевым эмоциональным воздействием.

Вместе с тем, считают они, увеличение громкости и высоты действует возбуждающе, понижение — наоборот. Построив две пересекающиеся оси «высоты» и «громкости», их наложили на цветовой треугольник (обозначено пунктиром), совместив «линию увеличения громкости» с «осью комфорта», а «увеличение высоты» — с «осью возбуждения». Понижение громкости и высоты связано с переходом через О в область голубых, фиолетовых цветов (неактивных, угнетающих).

Как признают сами конструкторы, алгоритмы первых УЦС пока связаны с определенными упрощениями — содержание музыки и в этом случае сводится к сумме элементарных воздействий громкостных и высотных интервалов. Конечной же своей целью они ставят разработку более сложных анализаторов, заменяющих «ненадежного» человека, и поиск алгоритмов более достоверного «перевода эмоциональной информации», что позволило бы автоматически сопровождать музыку последовательностью цветов, вызывающих такие же эмоции, что и музыка.

Задача эта весьма сложная. Гипотетический автомат-анализатор ИРПА должен уметь мгновенно (!) распознавать и классифицировать не α, β, γ, б и т. д., a как минимальное условие мелодии, музыкальные темы, запоминать их, следить за логикой развития, определять и оценивать форму произведения, чтобы затем выработать свое эмоциональное отношение к звучащей музыке. Сейчас известно лишь одно кибернетическое устройство такой сложности — homo sapiens. Но и оно может проводить анализ не мгновенно, а лишь прослушав все произведение, и обязательно в сопоставлении со своим личным эмоциональным опытом, что исключает однозначность оценки.

Таким образом, решению задачи «эмоционального перевода» препятствуют трудности не только технического порядка. Как показывает теория искусства, точно и однозначно не могут быть определены эмоциональные оценки не только для «параметров» музыки, но и для цветов [14].    ^              .

И в «Гамме», и в АСМУ «Цветомузыка», и в «Цветофоно», и в УЦС ИРПА цели едины — добиться «визуализации» музыки без вмешательства художника, путем однозначного «перевода» ее в цвет. Световое сопровождение при этом сознательно ограничивается бесформным цветом в неоправданном расчете на возможность сопоставлять и сравнивать воздействия сложнейших музыкальных произведений и простой последовательности меняющихся цветов.

Напротив, те конструкторы АСМУ, которые не задавались целью «превращать» слышимое в видимое, а стремились прежде всего добиться максимального зрелищного эффекта, обязательно вводили пространственную, графическую динамику цНета, не всегда усложняя при этом блок управления.

Рассмотрим вначале АСМУ со статическими трафаретами. В модификации «Гаммы», радиоле «Бирюза», кроме некоторого изменения программы (низкие частоты — красный, высокие— синий, засветка в паузе — зеленый цвет), на пути луча поставлены неподвижные трафареты (небольшие бумажные полоски с вырезами). В результате на экране появилась хоть и несложная, но более интересная, чем в «Гамме», игра теней (к радиоле приложен комплект таких трафаретов).

Достаточно сделать экран из мятой фольги и освещать его сбоку со всех сторон, спрятать лампочки не за плоским экраном, а за кусками стеклянного лома, поместить в «кристалл» из оргстекла, как даже обычное трехполосное устройство начинает «смотреться» не без интереса. Такую АСМУ можно поставить и в кафе, и на эстраде.

Английская фирма «Dawe Lightomation» поместила источники света своей АСМУ «Colour column» за экран из шелковых тканей, создающих муаровый эффект. В первом советском серийном светомузыкальном конструкторе для детей (автор — Г. Я. Бердичевский, 1975 г.) малогабаритные лампы покрыты рифленым стеклом [38]. Аналогично решено ВОУ 11-канальной АСМУ «Стронций» радиолюбителя В. М. Воротова, демонстрировавшейся на III конференции «Свет и музыка».

Намного выиграл вариант АСМУ «Цветомузыка» НИИ автоматики и телемеханики (авторы — К. Л. Леонтьев и др.), ВОУ которого было сделано в виде кристалла.

Известна АСМУ «Самоцвет», выполненная в виде неправильного кристалла (конструктор — А. П. Михненко). Здесь так называемая «система фона» с мощными инерционными лампами работает по программе: красный цвет пропорционален общей громкости (или постоянно горит на низком уровне), фиолетовый (цвет засветки в паузе) — обратно пропорционален громкости. Зеленый, голубой, желтый тем ярче, чем выше частота. «Система рисунка» собрана на маломощных неинерционных лампах, позволяющих четко «отсвечивать» ритм музыки. Программа ее несколько иная. Красный цвет связан с понижением частоты, зеленый, голубой и желтый (аналогично «системе фона») — с .ее повышением.

БУМ «системы фона» выполнен либо на тиристорах (см. рис. 4-14), либо на магнитных усилителях (см. рис. 4-9), «системы рисунка»— на транзисторах [69]. А. П. Михненко разработал еще Несколько вариантов подобных АСМУ разной мощности и назначения. Им, кстати, предложен подробный перечень возможных алгоритмов синтеза для более сложных АСМУ, что является самостоятельной попыткой конкретизировать некоторые общие положения об эффекте светозвука, относящиеся к формуле (1-1) [70].

Особая форма создания и применения таких АСМУ — сочетание ВОУ с объемными декоративными объектами (елками, витринами и т. д.).

Но световые эффекты во всех этих АСМУ однообразны. Если заставить их меняться: не только двигаться, но и трансформироваться по очертаниям, то даже схема «Гаммы» приобретает новую жизнь, в особенности если некоторые параметры движения и изменения этих форм каким-либо образом связаны с музыкой.

Рассмотрим подробнее АСМУ с пространственной динамикой света. Ддесь не следует пренебрегать самыми простейшими способами. Например, направить лучи от мощной бесформной АСМУ не сразу на экран, а хотя бы на обычный вращающийся зеркальный шар. Легкомысленно? Но и музыка, которую можно сопровождать такой игрой света, должна быть легкой. Свет в данном случае лишь «приправа» к танцевальным ритмам [88].

Много резервов таится в совмещении рассмотренных выше моноцветных АСМУ с установками «танцующего света». Устройство и алгоритм работы этих установок очень просты. В них по сути дела реализуется одно соответствие музыки и света, причем зачастую в самом упрощенном виде — светового подчеркивания ритма музыки без градаций по яркости. Зато свет в установках «танцующего света» не просто заполняет весь экран, а перемещается, двигается по нему.

Рассмотрим устройство, показанное на рис. 8-17. Рупор громкоговорителя обычно закрытый декоративной тканью, затянут резиновой пленкой 2, на которую наклеены очень легкие зеркальца различной формы 5. На них падают цветовые лучи, направляемые затем на экран 6. Окрашенный свет можно получить с помощью проектора 3 и медленно вращающегося разноцветного дискового светофильтра 4. В другом варианте зеркала сделаны из тонкой стали и возбуждаются электромагнитами.

Рис. 8-17. Схема АСМУ «Music — Vision» США (1970 г.).

Существует еще одна модификация подобной АСМУ. Электромагниты заставляют подпрыгивать под музыку и перемещаться зеркальца разной массы и формы, свободно лежащие на жесткой горизонтальной мембране. Помещая такое устройство на пути лучей или в стандартный эпидиаскоп, опять получим на экране красочную, пульсирующую под музыку картину.

Если покрыть мембрану тонким слоем жидкости, то на экране можно увидеть меняющиеся «фигуры Хладни»

(см. рис. 1-2).

За рубежом выпускаются серийные АСМУ такого рода, но в отличие от установок с частотно-амплитудным анализом они носят название не «Colorgan», а «Music — Vision» (видимая музыка). В некоторых из них используются лазерные лучи, «разбрасываемые» зеркальцами на большой экран. Если взять не одну, а несколько установок «танцующего света», таких, как показано на рис. 8-17, и питать их независимо от БУМ, управляемых сигналами от различных фильтров, зрелищный эффект намного увеличивается. Можно усложнить эксперимент: электромагниты, возбуждающие зеркальца, питать от одних БУМ, а проекторы, освещающие их, — от других. Не нарушая в целом эффекта светозвука, такая комбинированная АСМУ начнет воспроизводить хоть и элементарные, но вносящие разнообразие моменты «полифонии» в развитие форм и цвета!

Для изобретательного ума здесь открывается обширнейшее поле деятельности. Феерически красочная картина получается в поляризационных АСМУ с использованием ряда жидкостей, которые под действием электрического поля становятся анизотропными.

В качестве ВОУ можно использовать и проекционные калейдоскопы [72]. В полной темноте в пунктирное «светомузыкальное кружево» может превратиться танцор, если его одежду «усыпать» светодидами, реагирующими на музыку от автономной маломощной АСМУ (в этом случае лучше исключить детектор и интегрирующую цепочку).

АСМУ с подвижными трафаретами и динамикой форм в послед* нее время начали повсеместно вытеснять моноцветные АСМУ. Малогабаритные приставки к магнитофонам и радиолам серийно выпускаются зарубежными фирмами: «Colour Music Company» — в Японии; «Conar», «Cosco Research», «АРМ Interprises», «The Psychedelic Shak», «Wald Sound», «Benjamin Electronic Sound», «Bowman Leisure Industries Co.», «Edmund Scientific Co.», «Olson Radio» и др. — в США; «Sutavision», «Malham», «Dawe Lightomation» — в Англии; «Dynacord», «Roka» — в ФРГ; «Электроимпекс» — в Венгрии; «Music—Elee» — во Франции [44].

В роли подвижных «трафаретов» более мощных АСМУ могут выступать и люди, танцующие на эстраде, на фоне экрана, и фигуристы, освещенные прожекторами, установленными вдоль катка, и рыбы в аквариуме, превращаемом в ВОУ, и т. д.

Разумеется, введение форм не гарантирует того, что результат получится обязательно впечатляющим и интересным. Чем большее количество «параметров» музыки и изображения будет привлечено для достижения эффекта светозвука согласно формуле (1-1), тем более полным будет ощущение единства воздействия музыки и света.

Программа более сложных АСМУ, пусть и несравнимых по осмысленности результата с настоящей светомузыкой, должна быть построена на световом отображении не только ритма и громкости, но и по мере возможности — инструментовки, мелодического и тональностного развития (согласно общезначимым соответствиям «цветного слуха», см. с. 22).

Рассмотрим некоторые из них. АСМУ серии «Идель» для декоративного оформления интерьеров (СКВ «Прометей», 1967—1972 гг., различные варианты) выполнены в виде отдельной приставки к электроакустическим системам (рис. 8-18).

Обобщенная функциональная схема АСМУ приведена на рис. 8-19. Принципиальные схемы отдельных блоков были рассмотрены в соответствующих главах. В ВОУ используется транспарантная рирпроекция с соосными дисковыми трафаретами (см. рис. 3-9). Ко второму от кассеты диску дополнительно прикреплены объемные элементы из гнутой фольги. Через них и трафареты на экран направляется свет от 32 ламп (СМ-24), заключенных в кассету со стеклянными и триацетатными светофильтрами. Максимальная скорость вращения дисков — 1—2 об/мин. Скорость их вращения можно сделать неодинаковой и зависящей от громкости звука в низком и высоком регистрах. В качестве сигнала управления двигателем используют огибающую звукового сигнала с выхода АРУ (см. рис. 5-6) или с выхода какого-либо из фильтров. Схема детектора для выделения огибающей была рассмотрена ранее. В данном случае переменными резисторами Rl6 и /?i8 (см. рис. 4-11) устанавливают начальную скорость вращения мотора. В качестве выходного следует применить более мощный транзистор П213. Таким образом, обеспечивается возникновение «эффекта светозвука» еще по одному параметру. При усовершенствовании АСМУ возможно связывать скорость вращения не с громкостью, а, что, вероятно, более естественно для восприятия, с сигналами, характеризующими темп музыки или контрастность по громкости или высоте звука.

Для обогащения фактуры изображения некоторые крупные отверстия дисков закрыты очковыми линзами (от +1 до +20 диоптрий), которые позволяют формировать на экране яркие,

Рис. 8-18. Общий вид вариантов АСМУ «Идель».

а— «Идель-1», установлена в музее Звездного городка; б — «Идель-2», демонстрировалась на советских выстав’ ках за рубежом.

либо меняющиеся при движении образы. Особенно интересный эффект получается при прохождении света через две линзы от обоих трафаретов. Оптическое устройство помещено в стандартный корпус телевизора или совмещается с магнитофоном [17].

Число цветовых каналов в АСМУ «Идель» — семь. Два последовательно включенных полосовых ^С-фильтра (см. рис. 5-9, б) обеспечивают крутизну скатов 25 дБ на октаву, резонансные частоты их 75, 140, 300, 600, 1200, 2400 и 3000 Гц. Номиналы элементов фильтров были приведены в табл. 5-3. БУМ в одном варианте АСМУ выполнен на транзисторах (см. рис. 4-11), в другом — на тиристорах (см. рис. 4-14).

Отличительной особенностью АСМУ «Идель» является программа, в которую внесены элементы автоматической «имитации творчества». Если в некоторых АСМУ коммутация фильтров на входах БУМ (или источников свега на выходах БУМ) производится вручную с помощью разъемов или галетных переключателей [49, 52], то в данном устройстве это переключение осуществляется автоматически, причем только во время пауз, т. е. незаметно для зрителя, в отличие от АСМУ американского конструктора М. Долленса, где используется обычное реле времени. Здесь, кроме того, исключается риск «сжечь» лампы или транзисторы в БУМ, что возможно при релейном переключении, если оно совпадает случайно с максимальной громкостью музыки. В качестве этого переключателя программ ПП в АСМУ «Идель» использован шаговый искатель, управляемый сигналом от «анализатора пауз» АП (см. рис. 5-3). Переключения шагового искателя приводят к поочередному соединению каждого фильтра Ф{—Ф6 с каждым из Б,уМ (последовательно по цветовому кругу). Изменение же цветов по яркости обеспечивает достижение эффекта светозвука, в то же время исключается постоянная «угадываемость» цвета, так раздражающая во всех АСМУ с жесткой программой.

Единственная жесткая связь введена в канале Ф7 (белый цвет). Если между цветами и регистрами нет особых, предпочтительных связей, то звуки самого высокого регистра всегда кажутся пронзительными, яркими, острыми. Это проявление «цветного слуха» общезначимо. И поэтому белые лампы не только связаны с Ф7, но и расположены в кассете так, чтобы просвечивать крайнюю кольцевую зону в трафаретах, где все фигуры малого размера и резких форм.

«Анализатор пауз» может регистрировать моменты отсутствия сигналов: суммарного или на выходе любого из фильтров. Если регулятор «время паузы» установить на интервал 1 с и менее, то программа будет меняться в течение одного произведения несколько раз (в перерывах между фрагментами), если Зс и более, то только в паузах между произведениями. В АСМУ «Идель» предусматривается возможность отключения «анализатора пауз» для закрепления понравившегося цветового решения или подачи сигнала на срабатывание шагового искателя от кнопки вручную для самостоятельного подбора желаемой программы цветовых изменений.

Момент «имитации творчества» предусмотрен и в засветке пауз. Обычно цвет ее выбирается белым или фиолетовым (исходя из их «нейтральности»). Узнавание цвета паузы раздражает не менее, чем «угадываемость» цвета в рабочем режиме. Чтобы исключить это, цвет пауз сделан тоже не постоянным, а медленно изменяющимся, что достигается очень просто. Четыре лампы разного цвета находятся в центре кассеты в четырех раздельных ячейках, докрытых дополнительно матовыми фильтрами. Один из трафаретов пропускает свет от лампы полностью (см. рис. 3-9). У второго вырезан только сегмент, который при медленном вращении открывает путь лучам лишь от одной из ламп, заполняя экран меняющимся по цветовому кругу светом. «Нейтральность» же, отличающая эту засветку от рабочего режима, заключена не в «нейтральности» цвета, а в более важном — в отсутствии в паузе пространственного развития, т. е. движущихся форм. Предусмотрена также возможность подбирать относительные уровни засветки пауз в зависимости от условий демонстрации (с помощью Rl3).

На выходе каждого БУМ имеется не одна, а несколько ламп со своими выключателями, поочередно используя которые можно разнообразить световую композицию на экране или вообще исключать на время определенные цвета. Выключатели могут быть выполнены в виде отдельной клавиатуры, так что данное устройство сочетает в себе возможности АСМУ и СМИ. В одном из вариантов АСМУ эта коммутация производится также автоматически, но не шаговым искателем, а с помощью блока реле, срабатывающих от сигнала того же «анализатора пауз» АП. При этом устраняется недостаток шаговых искателей — акустические шумы в моменты переключения. «Идель» работает от сети переменного напряжения 220 В. Лампы накаливания ВОУ питаются от вторичной понижающей обмотки силового трансформатора. Номинальная мощность АСМУ «Идель» — 1,0 кВт.

Упрощенный вариант АСМУ «Идель-3» с черно-белым изображением предназначен для оформления передач черно-белого телевидения. Число электрических фильтров здесь уменьшено до четырех, отсутствует засветка в паузах; «анализатор пауз» и «коммутатор» заменены галетным переключателем.

Другой вариант АСМУ — трехканальная установка «Ялкын» (см. цветной рис. 6). ВОУ данного АСМУ представляет собой куб размером 400X400X400 мм. Два формообразующих трафарета также выполнены в форме кубов. Они соосно вращаются один внутри другого в противоположных направлениях. Модулируемый свет трех ламп типа К220-100, на которые надеты светофильтры, просвечивает трафареты. На них закреплены линзы, различные светопреломляющие и объемные структуры. В качестве ведущего узла кинематического устройства используется электродвигатель типа АКД4-2 (на 220 В), который одновременно служит и вентилятором.

В АСМУ «Ялкын» отсутствуют фоновая засветка и «анализатор пауз», а автоматический «коммутатор» программы заменен тремя галетными переключателями. В остальном структурная схема его не отличается от схемы АСМУ «Идель». Фильтры однозвенные, настроены на частоты 150, 650, 1200 Гц. В данной АСМУ применяется тиристорный БУМ. Подобная АСМУ, но без экрана используется для создания эффекта звучащего северного сияния в планетарии [46].

Значительная яркость экрана другой АСМУ «Цвет» модификация АСМУ «Идель-1» позволяет использовать ее в цветном телевидении для оформления музыкальных передач в совмещении с электронной рирпроекцией других визуальных объектов. ВОУ имеет четыре световых канала. В нем используется транспарантная рирпроекция с помощью ламп накаливания типа СМ-46 (18 Вт) и двух формообразующих дисков-трафаретов, вращающихся соосно навстречу друг другу. В данном АСМУ в отличие, например, от «Идель» светофильтры крепятся непосредственно на трафаретах с линзами и вращаются вместе с ними.

Принципиальная схема АСМУ «Цвет» приведена на рис. 8-20. Блок АРУ собран на транзисторах Τι—Т6, полосовые /?С-фильтры и детектор — на транзисторах Гю—Т12, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) — на транзисторах Т13, Тц, БУМ — на транзисторах Тis, Tie, генератор пилообразного напряжения — на транзисторах Т7—Т9. Фильтр, модулятор и БУМ образуют один канал управления. Остальные три канала совершенно идентичны. Полосовые фильтры настроены на резонансные частоты 120, 360, 800, 2000 Гц соответственно. Номиналы элементов фильтров приведены в табл. 8-1.

Таблица 8-1

Рис. 8-20. Схема одного канала БУМ и АРУ АСМУ «Цвет».

Резистором R32 подбирается постоянная времени детектора τ в каждом канале. Резистором /?36 на входе модулятора устанавливают начальную яркость ламп накаливания в каждом отдельном канале, резистором ^35 — общую начальную яркость ламп во всех каналах одновременно. Этим же резистором можно установить режим плавного изменения светодинамического изображения на экране АСМУ при отключенном звуковоспроизводящем устройстве.

Рис. 8-21. Схема АСМУ «Экият» (конструкторы Р. А, Галявин и др).

Преобразование непрерывной огибающей звукового сигнала в импульсное напряжение происходит в ШИМ, собранном по схеме триггера Шмитта, работающего как сравнивающее устройство. На базу транзистора Г13 поступают через резистор #39 импульсы с генератора пилообразного напряжения и одновременно огибающая звукового сигнала с выхода детектора. Линейно-возрастающее пилообразное напряжение с частотой 100 Гц сравнивается с медленно изменяющимся напряжением огибающей, которое в данном случае является опорным. В момент совпадения этих двух напряжений триггер опрокидывается, на входе его получается прямоугольный импульс, длительность которого изменяется в зависимости от амплитуды опорного напряжения.

В АСМУ «Цвет» применена ручная коммутация источников света с помощью переключателей программы (здесь В i), установленных на выходе каждого БУМ. Переключение производится вручную. Кроме того, потенциометром /?48 можно плавно изменять скорость относительного перемещения светоцветовых динамических форм, синхронизируя их движения с темпом музыки.

АСМУ «Цвет» имеет габариты 247X207X220 мм, масса — 6 кг, размеры экрана 200X150 мм.

Рис. 8-22. АСМУ «Экият».

Рис. 8-23. АСМУ «Северное сияние» в Казанском планетарии.

7-              Схема АСМУ «Экият», разработанная в виде детской игрушки, приведена на рис. 8-21. В качестве источника звукового сигнала можно использовать любое ЗВУ, а также трансляционную сеть. Пассивные LC-фильтры имеют полосы пропускания 50—200, 200— 1200 и 1200—15 000 Гц. Катушки индуктивности наматывают на цилиндрические ферритовые сердечники типа Ф600 длиной 20 мм. Они имеют следующие данные: Τ-ι—5000 витков ПЭВ-2-0,1; L2 3—2700 витков ПЭВ-2-0,08; 14—2200 витков ПЭВ-2-0,08. О помощью трех галетных переключателей можно подключать выходы фильтров к любому БУМ. На принципиальной схеме показан один канал, остальные идентичны. Для уменьшения глубины модуляции управляющий сигнал просто сглаживается в интегрирующей цепочке Cistas- Конструктивно АСМУ выполнена в виде призмы, на одной грани которой размещены все необходимые органы управления, на другой — источники света, светофильтры и сменные статические трафареты из жесткой фольги (рис. 8-22). В ВОУ симметрично расположены шесть ламп с цоколем Е-14 (на 40 Вт, 220 В). При демонстрации АСМУ «Экият» можно установить у основания любого вертикального белого экрана (стена, лист бумаги) или подвешивать так, чтобы освещать горизонтальный экран (потолок).

Рис. 8-24. Структурная схема АСМУ с цветофактурным отображением инструментовки музыки.

А£МУ «Северное сияние» (СКВ «Прометей», 1969—1973 гг., различные варианты — В. П. Букатин-^и др.) предназначена для сопровождения световыми эффектами легкой и эстрадной музыки как в записи, так и исполняемой непосредственно оркестром (рис.

8-              23). Как и в рассмотренных ранее АСМУ, в ней могут использоваться БУ с полосовыми фильтрами. Но, кроме того, эта АСМУ позволяет промоделировать тембро-цветофактурные соответствия. Так как музыкальные звучания еще не могут анализироваться автоматически по тембровым характеристикам, связь имитируется прямым закреплением датчиков (микрофонов) от каждого БУМ за определенными инструментами (рис. 8-24).

Ассоциирование тембров с цветами и фактурой хоть и не однозначно для всех людей, но является распространенной формой «цветного слуха». А в пределах одного оркестрового состава, одного произведения, или творчества одного композитора, или целой музыкальной школы оно может быть устойчивым и постоянным. Звук скрипки, вероятно, не кажется «большим» по размеру, «коричневым», «черным», «мутным», «рваным». Наоборот, о нем говорят «тонкий», «долгий», «прозрачный», «светлый» звук, поэтому перед источником света в канале скрипки поместим движущийся трафарет с рисунком такого характера. Ксилофон аналогичным образом заставим светиться на экране точечной россыпью звездообразных ярких вспышек. К саксофону прикрепим трафарет с рисунком, где линии шире и округлее, чем у скрипки, и причудливо изгибаются — ведь именно с такими формами ассоциируется этот тембр. Светофильтры можно ставить по вкусу, но заведомо неодинаковые, так как мы на экране должны различать инструменты, как они отчетливо различаются на слух по тембру (кстати, «тембр» на многих языках переводится как «окраска» звука).

Рис. 8-25. Проекционное устройство АСМУ «Северное сияние-2».

В режиме обычной АСМУ к БУМ подключаются избирательные усилители на ТТ-мостах с резонансными частотами 100, 400, 1000, 3000 Гц. Схема детектора была приведена на рис. 5-7. В качестве БУМ используются четыре тиристорных регулятора типа РТ-5-220. В качестве ВОУ в первом варианте АСМУ использовались четырехламповые безлинзовые световые блоки с обычным дисковым трафаретом. Во втором варианте ВОУ изготовлено на базе четырех трехкиловаттных прожекторов ПРДУ-3-250, универсальных эффектных приставок УПП-ЭФ и съемочных конденсорных обойм ОСК-150. Перед объективами каждого прожектора помещены медленно вращающиеся дисковые светофильтры (рис. 8-25)                                              [47].

Декоративная светомузыкальная панель, разработанная СКВ «Прометей» для оформления интерьера гостиницы «Татарстан», действует по такой же программе.

Только ВОУ ее решено иначе: за экраном, на расстоянии 1,5 м на стеллажах расположены уже не 6, а 28 безлинзовых световых блоков со своими трафаретами.

В каждом из них по четыре лампы двух цветов, расположенные по диагонали (серия ЗН, разной мощности— 300, 500, 750 и 1000 Вт).

Белый свет проецируется через трафареты с более мелким рисунком. Засветка в паузах производится матовыми лампами НЗК. Большинство используемых двигателей серии РД-09 выбрано с минимальной скоростью вращения — 1,8 об/мин. В качестве БУМ использованы серийные регуляторы ПТО-230-50П и РНТО-330-63 [17].

Из зарубежных АСМУ подобного рода интерес заслуживает работа М· Долленса. В ВОУ им используются специально деформированные отражатели и фары, которые к тому же еще и совершают медленное вращение и колебания. На пути света к экрану помещаются трафареты из рифленого стекла и набор линз. БУМ выполнен на тиратронах. Скорость вращения некоторых двигателей связана с общей громкостью музыки.

Разумеется, совмещение использованных во всех этих АСМУ приемов формообразования с логикой управления цветом, которая применялась, например, в АСМУ «Цветомузыка» и УЦС ИРПА, откроет новые возможности для автоматического синтеза музыки и света. Но именно синтеза, а не однозначного «перевода», так как условие невозможности и ненужности его при переходе к формам становится еще более очевидным.

Варианты автоматического синтезирования, вероятно, неисчерпаемы. Конечный художественный результат будет зависеть от изобразительных возможностей имеющегося ВОУ и от особенностей программы управления и, конечно, от того, в какой мере блоки управления и оптические устройства соответствуют друг другу.

При появлении приборов, способных анализировать и опознавать тембры и все 24 тональности в звучащей музыке, возможно, появятся АСМУ, «иллюстрирующие» в цвете тембровое и тональностное развитие. Тембры и тональности могут быть связаны с цветом жестко, например, согласно конкретной системе «цветного слуха» данного композитора (в рис. 8-15 заменяем фильтры на анализаторы тембров или тональностей) или по сменной программе (как в «Идели»).

В конце концов из всех известных АСМУ можно отобрать и соединить в одном устройстве те элементы программы, которые не противоречат общезначимым закономерностям «цветного слуха». Какова будет эстетическая значимость такого синтеза, особенно в сравнении с возможностями человеческого творчества? Чтобы ответить на этот вопрос, читателю необходимо вернуться к гл. 1 и 2 и снова прочесть их, уже будучи знакомым с конкретным состоянием дел в области «машинного» синтеза музыки и света.

И пусть при этом путеводным лозунгом останутся слова Н. Винера, основателя кибернетики: «Отдайте же человеку — человеческое, а вычислительной машине — машинное. В этом и должна, по-видимому, заключаться разумная линия поведения при организации совместных действий людей и машин. Линия поведения эта в равной мере далека и от устремлений машинопоклонников, и от воззрений тех, кто во всяком использовании механических помощников в умственной деятельности усматривает кощунство и принижение человека».

Оптимальным для решения творческих задач является, по Винеру, симбиоз машины и человека, что подтверждается и в нашем случае.. .

Источник: Галеев Б. М., Сайфуллин Р. Ф., Светомузыкальные устройства. — 2-е изд., перераб. и доп.—М.: Энергия, 1978.— 176 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 968).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты