Алексей Устинов
Музыкальные компьютерные технологии. Может ли Россия сказать здесь свое слово?
...я не знаю ничего другого столь эфемерного и абстрактного, но вместе с тем столь действующего...
Леонид Рих о музыке
Вмузыке, что обычно забывается, немало математики. Мы используем западноевропейскую нотную систему, основу которой составляют две вполне строгие шкалы частоты и времени. Частоты звукоряда представляют собой геометрическую прогрессию с коэффициентом 1,059... (корень 12-й степени из 2), а временная организация - это звуки и паузы, находящиеся в кратных отношениях (чаще всего деноминатором выступает степень числа 2). Структура музыкального произведения нередко оказывается очень простой, представляя собой чередование некоторых “блоков-модулей” определенной протяженности. Мелодическая партия, как правило, делится на мотивы, фразы, предложения и периоды, а аккомпанирующая имеет явно выраженный периодический характер. И все это объединено гармонией - своеобразными матрицами нормативных сочетаний звуков из некоторой сетки частот.
На практике музыкант значительно реже математика задумывается о формальной основе музыкального произведения, которая зафиксирована в нотах. То, что действительно в музыке является строгим, складывалось столетиями, обусловлено акустическими явлениями и психологией восприятия звука. Но все это для традиционного музыканта - некая данность, фундамент, который в повседневной практике не требует ни ревизии, ни пристального внимания. И это оправданно, поскольку предмет деятельности музыканта, будь он исполнителем, композитором, педагогом или теоретиком, куда менее формализован и включает собственные непростые задачи.
Как описать музыку формально?
Нотный текст и звучащее произведение - вещи очень разные. По сути партитура - это лишь план действий исполнителя. С акустической точки зрения звучащее произведение представляет собой чрезвычайно сложный объект, уникальность которого связана с конкретным музыкантом и конкретным исполнением. Действительно, если взяться за анализ версии самой простой мелодии, попробовать разобраться в волнах и спектрах акустической записи, можно схватиться за голову от обилия нюансов. Как соотносятся объемы данных нотного текста и звучащего произведения? Простой пример: небольшой менуэт Ф. Э. Баха состоит из 107 нотных знаков. Помимо этого в нотном тексте содержится 38 специальных указаний. Не сложно подсчитать, что если на кодировку нот использовать по 3 байта (старт, стоп и номер ноты) и по байту на специальные указания, то все произведение вполне можно закодировать в файле размером в 0,5 Кб. Но в реальности произведение звучит 2,4 минуты и занимает объем в 13 - 16 Мб!!! Даже если использовать сжатие, то и 1,5 Мб в 3000 раз больше объема закодированной партитуры. Кто-то скажет, что в этих звуковых данных много лишнего, второстепенного, и в чем-то будет прав, но... попробуйте что-то подобное сказать музыканту! Исполнителю кажется, что как ни записывай - всегда что-то теряется. Какие уж здесь разговоры о сжатии и прореживании! Но что же на самом деле содержится в звучащем произведении, а что в этих мегабайтах? Наверное, именно в нюансах живого выразительного исполнения заключается сама музыка, а нотная партитура - это в действительности лишь план исполнения.
Очень давно, еще со времен Пифагора, а может быть, и раньше, математики обратили внимание на формальную сторону организации музыки - временную и частотную шкалы. Однако механизмы, воспроизводящие музыку по программе, появились до механизмов-калькуляторов, поэтому я рискнул бы назвать музыкантов самыми первыми программистами. Впрочем, и в письменном наследии древних культур, пожалуй, нотные записи как описание временного процесса, ближе всего к текстам программ. И в той и в другой форме есть блоки, условия, циклы и метки, только далеко не все программисты и музыканты знают об этих параллелях. Но если помнить о них, уже нельзя удивляться тому, что, создавая самые первые ЭВМ, инженеры заставляли их воспроизводить мелодии. Правда, музыканты не могли относить машинную музыку к настоящей, возможно, потому, что в ней не было ничего, кроме “мертвых” звуков или плана. Да и сам машинный звук, являвшийся на первых шагах простым меандром, был крайне далек от звучания акустических инструментов. Видимо, поэтому следующим этапом развития музыкальных компьютерных технологий стали исследования и разработки методов синтеза звука.
Инженеры обратились к анализу спектров акустических инструментов и к алгоритмам синтеза электронных тембров. Вначале расчет звуковых колебаний выполнялся центральным процессором, но, как правило, не в реальном времени. Поэтому на первых ЭВМ создание музыкального произведения было очень утомительным процессом. Надо было закодировать ноты и назначить тембры, затем запустить программу для расчета звуковой волны и... подождать несколько часов, чтобы послушать результат. Если музыкант, а точнее, программист-оператор, вносил какое-то изменение в партитуру-программу, ему снова до прослушивания приходилось несколько часов ждать. Понятно, что такая музыкальная практика не могла быть массовой... Но исследователям феномена музыки хотелось пойти дальше, чем простое применение машины в качестве электронной музыкальной шкатулки. Так возникло другое - вполне естественное - направление в музыкальном использовании ЭВМ: порождение, генерация самого нотного текста. Если в музыке действительно есть законы и человек - композитор эти законы соблюдает, то, наверное, и машину, умеющую думать, можно попытаться заставить сочинять музыку?..
В музыкальных компьютерных технологиях все это уже давно стало историей. Что же в этой истории связано с Россией? Оказывается, очень многое, если вспомнить о работах Л. Термена, Е. Мурзина, А. Володина, создавших уникальные средства синтеза звука - не “после”, а “до” западных коллег, Р. Зарипова, посвятившего свои исследования анализу и генерации нотных текстов, А. Тангяна, работавшего над проблемами распознавания и автонотировки. Причем это лишь имена тех исследователей, работы которых признаны за пределами России. Но было много и других, локальных разработок. Не единственная, но одна из заметных - первая отечественная звуковая карта и MIDI-интерфейс для ПЭВМ “Агат-7” (аналог Aplle II) со своим музыкальным ПО. Все это было еще в середине 80-х, когда IBM-XT были еще далеко не во всех технических вузах, а рядовой пользователь понятия не имел о торговых марках Sound Blaster (Creative Labs, http://www.creat. com) и Voyetra (Voyetra Technologies, http:// www.voyetra.com).
Как и в других областях (например, в графике и анимации), в музыкальных компьютерных технологиях разрабатывались два принципиально разных подхода. Первый связан с управлением параметрической моделью звука, партии, произведения, второй - с оперированием аналогом реального объекта. Оба подхода имеют как преимущества, так и недостатки и постоянно развиваются. В то время как одни инженеры добивались максимального правдоподобия в синтезе акустических тембров, другие разрабатывали методы оперирования реальным звуком. Если первые решали задачи оптимизации параметров синтеза и исполнительского управления, то вторые работали над компрессией и декомпрессией данных, т. е. над проблемами звуковых волн. Но для инженера всегда привлекательнее параметрические модели объектов, они значительно лучше подходят для оперирования и трансформации. Весь вопрос в том, насколько точно модели описывают реальный объект, если целью является достижение правдоподобия. Из исследований в области психологии восприятия известно, что особую роль в процессе распознавания образов играют пороги достоверности и механизмы восстановления образов. Непрофессионал сейчас уже не сможет отличить синтезированный тембр рояля от настоящего именно потому, что не обладает высоким порогом достоверности. И вполне возможно, что будущее музыкальных компьютерных технологий - за параметрическим моделированием. Что же представляет собой музыкальная компьютерная практика конца 90-х?
Рассмотрим коротко, насколько позволяет объем статьи, несколько музыкальных сфер - в каждой из них есть свои особенности.
Как создается электронная музыка
Если говорить о массовом способе создания музыки, то это секвенсорная, или MIDI-технология. Ядром небольшой студии обычно является компьютер с основной программой, секвенсором. В России наиболее популярны программные секвенсоры двух фирм: Steinberg Software und Hardware (семейство секвенсоров Cubase, http:// www.steinberg.net) и Twelve Tone Systems (семейство секвенсоров Cakewalk, http://www. cakewalk.com). Cubase был создан раньше, чем Cakewalk, и наши музыканты узнали его первым. Эта программа работала на очень редкой машине Atari, но многие профессионалы до сих пор отдают предпочтение продуктам Steinberg - музыканты по сути своей консервативны. Однако действительно массовым у нас стал продукт Cakewalk. Компании Twelve Tone Systems удалось создать один из самых удобных секвенсоров для IBM-совместимых ПК, и появление ее продукта совпало с массовой компьютеризацией России. По разным причинам не столь распространены у нас секвенсоры других ведущих производителей - Opcod Systems (http://www. opcode.com), Emagic (http://www.emagic.de), Voyetra Technologies Inc.(http://www.voyetra. com), Mark of the Unicorn (http://www.motu. com). В одних случаях это объясняется ориентацией на платформу Mac, в других - ценами и способом распространения, но главное все-таки заключается в привычке музыкантов.
Секвенсоры служат для программирования, т. е. для кодировки музыкальных пьес. Именно с их помощью создаются аранжировки: “прописываются” отдельные партии, назначаются тембры инструментов, выстраиваются уровни и балансы каналов (треков), вводятся тонкие нюансы, музыкальные штрихи (акценты громкости, временное смещение, отклонения от настройки, модуляция и проч.). Эффективное использование секвенсора требует от композитора-аранжировщика специальных инженерных знаний, что сильно отличает его работу от труда академического музыканта.
Другой вид программного музыкального обеспечения ориентирован на аудиотехнологии записи музыки. Значительный рост производительности и объемов хранения данных у обычных компьютеров позволил довести до рядового пользователя запись звука на жесткий диск в реальном времени. Новые технологии позволяют музыканту существенно экономить на оборудовании. Сам компьютер теперь является цифровым многоканальным магнитофоном, заветной мечтой многих музыкантов. Здесь, так же как и в MIDI-технологии, есть несколько неплохих предложений, но самой распространенной в России стала программа SAW (Innovative Quality Software, http://www. igsoft.com). Закономерно, что разработчики не остановились на решении исключительно проблемы записи и воспроизведения. Программы стали дополняться опциями редактирования звука - отрисовкой кривых громкости, регулировкой баланса, функциями копирования, удаления, вставки, фильтрации и пр. В ПО для работы со звуком стали переноситься те приемы, которые уже давно отработаны в студийном оборудовании - микшерах, лимитерах, эквалайзерах, ревербераторах. Известно, что обычно “комбайны” удобны для пользования, но в отдельных функциях не так мощны, как специализированные продукты. Поэтому, работая со звуком, профессионалы, да и любители, пользуются некоторым “джентльменским набором” программ. Так, если многоканальная запись осуществляется в ПО SAW, то обработку сигналов выполняют в специализированных звуковых редакторах, например, в
Cool Edit (Syntrillium Software, http://www. syntrillium.com), Sound Forge (Sonic Foundry, http://www.sfoundry.com) или WaveLab (Steinberg). Некоторые функции новейших редакторов звука, такие, как смещение настройки без изменения времени звучания (темпа) или гармонизация (синтез аккорда из одной ноты), кажутся фантастическими. А ведь студийные аппаратные аналоги таких программных функций стоят сотни и даже тысячи долларов. Проблема одна: многие сложные операции в звуковых редакторах не выполняются в реальном времени. Но это, очевидно, временный вопрос, если учесть, как быстро растут вычислительные мощности персональных машин.
Сейчас MIDI- и аудиотехнология идут рука об руку. Ведущие производители предлагают программные продукты, в которых обе технологии интегрированы. В процессе создания музыки часть партий “прописывается” в MIDI и воспроизводится звуковыми модулями, а часть представляет собой акустическую запись. Как видим, два главных подхода вовсе не конфликтуют, а дополняют друг друга.
Обучение
На западном рынке предлагается множество учебных музыкальных программ. Но здесь нет единообразия ни в подходах, ни в функциях, ни в ценах. Множество несложных программ создается одним автором или группой, часто и не представляющей программную фирму, у которой есть свой выход на рынок. В этих случаях работа ведется в рамках учебной или исследовательской деятельности. Однако существуют и очень большие сетевые пакеты, ориентированные преимущественно на Mac-платформу и очень дорогие - $1000 и более. В России зарубежные учебные программы почти не применяются - из-за недоступности, из-за слабой оснащенности учебных заведений компьютерной техникой, из-за различий в методиках обучения. Исключениями являются, пожалуй, Pianist for Windows, Jazz Guitarist for Windows и Band-in-a-Box (фирма PG Music, http://www.pgmusic. com), но они представляют собой узкоспециализированные продукты, которые учебными можно считать лишь условно. Действительно, первое, что необходимо для обучения, это программы по элементарной теории музыки - ритмике, интервалам, строю, ладу, гармонии. Значительно больше в России распространено музыкальное ПО фирмы “Никита” (http:// www.nikita.vest.msk.ru/), но эти программы слишком просты, чтобы стать учебным пособием в музыкальной школе, а о средней и высшей ступени образования говорить вообще не приходится. Разработки программ для начального обучения ведутся на кафедре музыкального образования и просвещения Государственной Новосибирской консерватории (http://ngk.nsk. ru), но их еще нет в продаже. В этой ситуации для решения учебных задач педагоги пытаются использовать те же MIDI-секвенсоры, составляя музыкальные примеры и нотно-издательские системы для распечатки партитур.
Музыкальная наука
Музыковедение представляет собой еще более узкую специализированную область. Исследующие классическое наследие музыковеды в большинстве своем очень далеки от современных технологий, хотя многое из того, что было недоступно еще 10 лет назад, теперь легко можно делать с помощью компьютера, например проводить статистический и гармонический анализ, моделировать древние произведения и неиспользуемые ныне строи и т. д. Но в рядах пользователей есть музыковеды-фольклористы, которые давно тянутся к акустической, материальной основе музыки. Теперь они, с радостью отставив в сторону магнитофоны и осциллографы, взялись за анализ фольклорных памятников с помощью звуковых редакторов, за реставрацию драгоценных экспедиционных магнитофонных записей и перевод архивов в “цифру” на компакт-дисках.
Композиция
В области композиции всегда были и остаются по сей день две основные задачи: во-первых, генерация музыкальной идеи и, во-вторых, конструирование произведения. Никто не освобождал композитора от этих двух задач, но компьютерные технологии поставили перед ним третью! Традиционный способ создания музыки предполагает исполнение партитуры живыми людьми. И, честно говоря, саму музыку нередко делает именно исполнитель. Ведь от композитора он получает только план - партитуру. Но в компьютерной MIDI-технологии исполнитель отсутствует! Раньше у автора пьесы не болела голова по поводу извлечения отдельного звука и исполнения всего произведения, ведь музыканты и дирижер знают, как сыграть, как подать произведение. А работая с секвенсором, композитор должен сам “прописать”, иначе говоря, “исполнить” каждую ноту. Фокус заключается в том, что хотя композитор представляет, как именно должно звучать произведение, он далеко не всегда знает, как музыканты добиваются необходимого звучания. В случае с секвенсором композитору нужно не в общих чертах, а абсолютно конкретно знать приемы звукоизвлечения, основы психоакустики и звукорежиссуры. Но самое главное, нужно уметь эти знания перевести в практическую плоскость - в MIDI-команды управления звукосинтезирующим оборудованием.
Оказалось, что композиторам с традиционным музыкальным образованием непросто освоить новую технологию. Но отсутствие “исполнителя” подтолкнуло их к поиску новых выразительных средств. Обвиняя в свое время электронную музыку, как, впрочем, и рок, и даже джаз в отсутствии новизны(!), музыкальные критики в большинстве своем не заметили выхода на сцену нового персонажа - тембра. В электронных композициях тембр нередко становился формообразующим фактором. Но с позиции традиционного музыкознания, для которого основой музыки является мелодия, такой пересмотр основ граничит с ересью. Правда, теория музыки всегда отставала от практики. Стоит ли ждать объективных оценок явлений прошлого, настоящего, а тем более прогнозов на будущее, от науки, которая до сих пор не имеет для анализа музыкальных объектов лучшего инструментария, чем впечатления критика, оформляемые в виде литературного очерка...
В традиционной электронной музыке, в отличие от популярной, композитор, как правило, и не стремится достичь подобия акустического оркестра. На смену громкостным, темповым и штриховым нюансам, столь характерным для академической музыки, пришли необычные электронные тембры, их еще более необычные сочетания, строгая ритмическая организация и статичность. Компьютерная технология привела к появлению новой музыкальной эстетики и новых ценностных ориентиров. И сейчас, спустя 20 - 30 лет, мы уже вполне можем электронную музыку Штогхаузена, Крафтверка, Тенжерина Дрима, Вангелиса, Вареза и многих других называть классической.
Впрочем, в компьютерных музыкальных технологиях развивались и получили признание и другие подходы. Некоторые из них, уходя корнями в ранние опыты машинной генерации нотных текстов, в чем-то отдаленно напоминают процесс импровизации. Существуют программные продукты, построенные на базе различных алгоритмов порождения музыкальной партитуры. Генерация текста часто выполняется на основе исходных данных - гармонии и выбранной стилевой модели. По этому принципу строятся такие известные массовые продукты, как Jammer for Windows (Soundtrek, http:// www.soundtrek.com), Yamaha Visual Arranger for Windows (Yamaha, http://yamaha.com), Voyetra Digital Orchestrator Plus. Подобные алгоритмы вложены во многие модели недорогих синтезаторов с автоаккомпанементом фирм Yamaha, Roland, Casio и др. Мнения композиторов о таких программах очень неоднозначны. Одни считают, что автогенерация сковывает творческую фантазию, другие видят положительные стороны в том, что каждый такой продукт включает колоссальную базу музыкальных данных. Действительно, если вам необходимо подыскать ритмический риф, характерный бас или рисунок аккомпанемента, вы легко найдете что-то подходящее среди двух-трех сотен заготовок. В конце концов, это неплохой способ развивать собственные художественные ориентиры, изучая отлаженные профессионалами музыкальные модели.
В других программах генерации текста, например Sseyo Koan Pro (Sseyo Lyd, http://www. computersandmusic.com), Aleatoric Composer for Windows (Carl M. Christensen, christen@picasso. ocis.temple.edu, http://www.hitsquad.com), находят применение более гибкие стохастические алгоритмы порождения музыкальных текстов. Существует также достаточно элитарное направление в электронной композиции, получившее название интерактивной музыки. Эта область сейчас, пожалуй, является более экспериментальной, чем все остальные. Интерактивные технологии предполагают создание некоторых музыкальных заготовок и задание определенных условий генерации текста в зависимости от внешних воздействий. К таким воздействиям относятся MIDI-сообщения от различных контроллеров или акустические сигналы. В простейшем случае это MIDI-клавиатура фортепианного типа, но сейчас вполне применимы и более редкие контроллеры - гитарные, духовые, ударные и совсем уникальные, такие, как поверхность пола с датчиками или датчики движения, укрепленные на “исполнителе” (так и хочется сказать “танцоре”). В этой области нашли применение технологии распознавания, используемые для отслеживания компьютером игры исполнителя-музыканта и ее оркестрового сопровождения, как, например, в программе Coda Vivace Personal Accompanist (Coda Music Technology, http:// www.codamusic. com). В одних случаях при этом игра музыканта полностью прогнозируема (произведение выбирается заранее), в других исполнение почти недетерминировано. Последний случай в какой-то степени можно рассматривать как моделирование импровизационного процесса, возникающего между музыкантами. Правда, программа откликается далеко не на все действия живого исполнителя и, по всей вероятности, напрочь лишена музыкального юмора. Однако ее можно “научить”, точнее, настроить на некоторые реакции, которые в процессе человеко-машинного выступления будут восприниматься как вполне осмысленные.
Исполнение и воспроизведение музыки -вещи различные
Представленный мной обзор музыкальных компьютерных технологий, конечно, далек от полноты. Но целью моей является поиск ответа на вопрос, вынесенный в заглавие статьи. Я не скажу ничего нового, утверждая, что новаторство характерно для российской исследовательской и инженерной мысли. Но область программирования - совершенно особая сфера для новаций. Она примечательна тем, что не требует перелопачивать ничего материального. Есть и чисто российские реалии. У нас сильные математики, акустики, наши программисты не забыли ассемблер и не боятся “железа”, так как многие вышли из радиолюбителей, а наши средние пользователи имеют очень современный парк машин. Правда, связь у нас зачастую никудышная. В музыкальных компьютерных технологиях и предмет деятельности, т. е. продукт (звук), и потребитель (слушатель, музыкант) очень специфичны. Это область, где много интуитивного и очень мало формальных критериев. Поэтому для разработки музыкальных продуктов программист должен быть музыкантом, акустиком и радистом одновременно или нужна группа, объединяющая таких специалистов и, что очень важно, говорящих на одном языке. Требования не простые, но мне кажется, что отечественные разработчики могут и должны сказать свое весомое слово в музыкальных компьютерных технологиях.
Здесь видится несколько направлений. Первое - создание обучающего программного обеспечения. Людей, равнодушных к музыке, крайне мало. Пожалуй, каждый второй хотя бы пытался играть на одном из инструментов, а стремление обучить своих детей музыке не ослабевает, несмотря на экономическое неблагополучие. Но многие ли родители, заведя домашний компьютер, установив текстовый редактор, бухгалтерскую программу и десяток “игрушек”, догадываются, что на столе почти готовая музыкальная студия? Что ребенок намного легче освоит азы музыкальной теории, если сыгранная им мелодия будет отображаться в нотном виде, а набранная на экране - исполняться выбранным по желанию тембром; что осваивать ритм намного интереснее в игровой форме? В системе музыкального образования работает немало талантливых педагогов, есть хорошие оригинальные методики, переносимые в программы. В конце концов, учебные программы - это большой рынок, и не только российский. Сколько взрослых, не имея возможности изучать музыку в детстве, пытаются восполнить этот пробел! Так где же музыкальная мультимедиа-энциклопедия для всех? Ведь она нужна не только любителям, но и студентам, педагогам.
На рынке программных продуктов для ПО обработки звука существует громадная ниша. Теперь, когда темпы роста производительности процессоров обгоняют самые оптимистичные прогнозы, даже ревностным приверженцам “железячных” вариантов становится ясно, что пройдет два-три года и многие “железки” без особых проблем будут заменены программами. Да еще со всеми приятными штучками программных решений - гибкостью конфигурации, наращиваемостью функций, настройкой интерфейсов, апгрейдами и прочим. И пользователю намного легче будет отдать не 500, а 50 долларов, не бежать в салон за коробкой, а загрузить программу с Web-страницы или CD-ROM, причем ознакомившись с ней еще до оплаты. Российские специалисты теперь от принципиальных схем могут перейти к разработке программ, где пригодится все то ценное, что было накоплено в проектировании аналого-цифровых устройств. Доказательством того, что направление выбрано верно, служат продукты российской фирмы SoftLab - NSK (http://www. softlab-nsk.com), специализирующейся на разработке средств мультимедиа. Ее звуковой мультитрековый рекордер с функциями видеомонтажа DDClip пользуется спросом не только в России, но и на Западе, где в этой области достаточно жесткая конкуренция.
Впрочем, российским разработчикам удается заявлять о себе и на самом переднем крае музыкальных компьютерных технологий, предлагать то, чего еще не было. Так, в начале 1996 г. на международной музыкальной ярмарке во Франкфурте-на-Майне новосибирская фирма NTONYX (http://www.ru.com/ ntonyx/) представила новый тип музыкального ПО, призванный восполнить то, чего до сих пор так не хватало MIDI-технологии создания музыки. Новый продукт, созданный в результате исследований по проблеме моделирования исполнения назван Style Enhancer (усилитель, “улучшитель” стиля, манеры). Нельзя сказать, что исследователи на Западе вообще не замечали этой проблемы. Изучением феномена выразительного живого исполнения занимались Г. Видмер (G. Widmer), М. Клайнс (M. Clynes), М. Охиа (M. Ohya), Д. Коуп (D. Cope), о важности данного направления говорили К. Роадс (C. Roads), Д. Оппенгейм (D. Oppengaim, http://www.research.ibm. com/music/), да и не только они. Но первый вариант пользовательской программы был сделан не на Западе, а в России! И причина этого кроется, скорее всего, в подходе к решению проблемы.
Попробуем разобраться в ситуации. Предположим, что кто-то из сотрудников исследовательской лаборатории или фирмы - разработчика музыкальных программ сознает необходимость в программе, которая не просто воспроизводит партитуру, а моделирует живое исполнение, убирая из машинного воспроизведения механистичность. Инициативу поддерживает руководство. Хорошо. Что дальше? Нужен специалист, способный предложить способ моделирования или рассказать, как играет музыкант. Казалось бы, это должен быть музыкант-теоретик. Но профессор консерватории, прекрасно знающий музыку, не знает, как играет музыкант. Он не может описать этого с помощью точных параметров - герц, миллисекунд, децибел. Исполнитель лучше теоретика знает о технологии звукоизвлечения, но и его знания нельзя представить в виде акустических параметров. Если же искать ответ у акустика, результат все равно окажется неудовлетворительным. Акустик может многое измерить и завалить вас графиками, но не скажет, почему они именно такие. А что может сделать программист без постановки задачи? Кажется, все, круг замкнулся. Если использовать традиционный подход, видится единственный выход из ситуации: исследовать живую игру, искать закономерности, т. е. некоторый критерий “выразительного” исполнения, и затем спроектировать систему, которая будет анализировать текст и трансформировать электронную партитуру согласно этому критерию. Однако видов музыки очень много, они очень разные, так же как и критерии. Маловероятно, чтобы какой-то исследовательский коллектив из музыковедов и акустиков смог в разумные сроки разработать некий критерий хотя бы для одного инструмента и одного музыкального стиля. Быть может, поэтому традиционный подход и не дал пока практического результата в решении проблемы моделирования исполнения. Но есть ли шанс уйти от поиска строгого критерия? Как вынести акустические параметры “за скобки”, как освободить музыканта-исследователя от анализа диаграмм и позволить ему работать в привычной звуковой среде и нотных символах?
Оказалось, что такая возможность есть. Нужна система, в которой пользователь может параметрически задавать режимы анализа текста и параметры трансформации, т. е. исполнительскую модель. Музыкальный опыт исполнителя, композитора или педагога - это и есть самый лучший критерий. Для точных наук описательные характеристики музыки не представляют большой ценности, но оценки “хорошо - плохо” и “выразительно - невыразительно” стоят очень многого в системе, где музыкант выполняет роль “измерительного блока”, эксперта. Музыканту вовсе и не обязательно знать, на сколько децибел меняется громкость нот в музыкальной фразе или сколько миллисекунд составляет пауза на взятие дыхания у флейтиста. Но он прекрасно слышит, что реалистично, а что нет. Ему просто-напросто надо дать средство воздействия на характер исполнения - “ручки, ползунки”, и тогда он без помощи акустика выставит их в нужное положение. В этом случае действительно “за кадром” можно оставить громадное число графиков, таблиц и условий, соответствующих конкретной исполнительской модели.
Конечно, я несколько упрощаю общую картину. Без исследования реального исполнения, акустических измерений и статистического анализа проблему моделирования решить нельзя. Однако оценивая сложность задачи, степень разработки в теории музыки акустического и психологического аспектов проблемы, учитывая, что наука на данном этапе не располагает ни одним процентом необходимых экспериментальных данных, трудно найти другой путь. Только отказ от поиска строгого критерия выразительности и включение музыканта в качестве эксперта в человеко-машинную систему моделирования исполнения может дать какие-то практические результаты. И свидетельство этому - серия программных продуктов фирмы NTONYX.
Style Enhancer улучшает стиль
Семейство первых в мире пользовательских программ моделирования исполнения сейчас включает Style Enhancer 1.0 (SE), работающий со стандартными MIDI-файлами, и Style Enhancer Micro 1.1 (SEM), представляющий собой подключаемый модуль для Cakewalk, одного из самых популярных MIDI-секвенсоров. Программы, написанные на Borland Pascal 7.0 with Objects, - это диспетчер и набор DLL-модулей. Обработка данных строится на последовательном анализе, распознавании музыкальных объектов - нот, нотных комбинаций - и их трансформации, т. е. внесении исполнительских нюансов с целью достижения выразительности. Набор DLL-модулей образует библиотеку специальных правил и инструментов (Rules& Tools, R&T). Определенная организация этих модулей носит название стиля. Стиль, включающий настроенные R&T, представляет собой алгоритм преобразования данных или исполнительскую модель. Практически SE рассчитывает параметры исполнения за несколько секунд, тогда как профессиональному аранжировщику, программирующему музыкальную пьесу, на эту работу требуются часы и даже дни.
На основе опыта создания и эксплуатации SE 1.0 разрабатывается вторая версия Style Enhancer Pro 2.0 на Си++, представляющая собой 32-разрядное приложение для Windows 95 и NT. Первое представление новой программы запланировано на март 1998 г., когда будет проходить музыкальная ярмарка во Франкфурте-на-Майне. В отличие от SE v1.0, SE Pro будет включать новый блок гармонического и структурного анализа, собственный мощный MIDI-секвенсор, который строится на оригинальном подходе к внутреннему представлению данных, обеспечивающем корректное воспроизведение MIDI-секвенций и уникаль-ные функции их преобразования. В планы NTONYX входит также создание интеллектуального MIDI-проигрывателя, позволяющего пользователю-немузыканту убрать в MIDI-файлах механистичное начало. Я думаю, для работы с такой программой будет достаточно нажатия одной кнопки “выразительно”. Но, как известно, чем меньше кнопок снаружи, тем больше интеллекта должно быть внутри. Будем работать, надеюсь, что этот продукт - дело не очень далекого будущего.
В заключение хочу сказать несколько слов о “Всемирной паутине”. Ее развитие отражается все сильнее на многих сторонах нашей жизни, но то, что она дает для информационной сферы и программных разработок, нельзя сравнить ни с чем. Теперь почти все равно, в каком месте конкретно работает программист - в Иванове, Праге или Берне. Главное, чтобы вам было что сказать коллеге и предложить пользователю. Подключившись к сети, вы получаете ценнейшую информацию быстрее, чем подписчик любого печатного издания. Если у вас есть вопрос, очень вероятно, что в Сети есть ответ. Если ответа нет, возможно, у вас есть шанс ответить на него самостоятельно и раньше, чем ответят другие. Internet в России - уже реальность, это обстоятельство при всех социальных и экономических проблемах значительно увеличивает шансы выхода отечественных разработок в мир.
Алексей Устинов, - директор NTONYX, доцент кафедры компьютеризации Государственной Новосибирской консерватории. К нему можно обратиться по адресам: alexu@ntonyx.nsk.su и http://www.nsk.ru/~alexmidi.
