История аудиотехнологий: синтезаторы и сэмплеры

История аудиозаписи насчитывает множество экспериментов с форматами и технологиями. Мы собрали устройства, которые помогали композиторам находить тот самый «новый звук»: от полузабытых экспериментов советских инженеров 1920-х годов до инструментов 1970-х.

Оптические инструменты

Одними из первых работать над идеей «искусственного» звука начали в СССР. В 1929 году, во время создания фильма «Пятилетка», композитор Арсений Авраамов, инженер Евгений Шолпо и режиссёр-мультипликатор Михаил Цехановский задались вопросом: можно ли синтезировать звук, записав графическое изображение на звуковую дорожку киноплёнки?

Убедившись, что это возможно, Авраамов и Шолпо, совместно с изобретателями Борисом Янковским и Николаем Воиновым начали разрабатывать устройства для создания «рисованного звука». Результатом их работы стали три оптических синтезатора.

Первое устройство — «Нивотон» — разработал Николай Воинов. Оно работало на бумажных трафаретах, обозначающих звуки разного тембра и высоты. Эти трафареты Воинов вырезал ножницами вручную. В начале 1930-х «Нивотон» использовали в озвучке нескольких мультфильмов.

Второй аппарат спроектировал Борис Янковский. Он хотел создать библиотеку синтетических звуков, чтобы заполнить «тембральные пробелы» в симфоническом оркестре. Результатом его работы стал «Виброэкспонатор» — сложный оптический аппарат, переносящий содержимое пластинок-трафаретов непосредственно на поверхность кинопленки.

Третье устройство — «Вариофон» Евгения Шолпо. В отличие от других аппаратов, вариофон был механизирован: рисунок на пленке создавали вращающиеся диски разной формы. В 1930-е аппарат использовали как для создания саундтреков, так и в роли синтезатора. По звучанию созданные «Вариофоном» записи напоминают 8-битную музыку.

Работа над «рисованным звуком» прекратилась в годы войны и затем не возобновилась в полной мере — Николай Воинов и Борис Янковский забросили свои разработки, а Евгений Шолпо умер в 1951 году. Позже идеи инженеров легли в основу первого в мире полифонического синтезатора АНС. Его создал Евгений Мурзин, бывший коллега Бориса Янковского.

Оптический синтез звука использовал в своей работе и Лев Термен. В 1930-е годы изобретатель жил в США, где вместе с американским композитором Генри Кауэллом (Henry Cowell) создал первую в мире драм-машину. Она получила название «ритмикон».

В ритмиконе между источником света и фотосенсором находились вращающиеся диски, один из которых устанавливал высоту звука, а другой —ритмический рисунок. Переключаться между разными тонами и ритмами можно было при помощи встроенной 17-клавишной клавиатуры.

Так получилось, что сам Кауэлл быстро потерял интерес к инструменту. Однако двадцать лет спустя ритмикон получил вторую жизнь. Его случайно обнаружил продюсер Джо Мик (Joe Meek), с подачи которого ритмикон прозвучал в саундтреке к фильму «Доктор Стрейнджлав», а позднее — на пластинках Pink Floyd и Tangerine Dream.

Эксперименты немецкого ученого по имени Волья Сарага (Wolja Saraga) привели к разработке ещё одного оптического синтезатора — Сарага-генератора.

Первая версия инструмента была создана для озвучки театральных представлений. На один край сцены ставили неоновую лампу, а на другой — фотодетектор с синтезаторным модулем. Движения актёров создавали помехи на пути неонового луча, тем самым влияя на высоту и тембр звука. Позднее появилась упрощённая версия инструмента, в которой оптический сенсор контролировал только высоту звука.

Во время Второй мировой войны Сарага бежал в Великобританию, из-за чего на время прекратил работу над инструментом. А после его возвращения в Берлин проект и вовсе умер — конкурировать с транзисторными синтезаторами пятидесятых Сарага-генератор не мог.

Сэмплеры

Технологии оптического синтеза использовались и при создании ранних семплеров.

Одно из первых таких устройств — Орган Харди-Голдтуэйта — увидело свет в 1931 году. На диск, расположенный перед оптическим сенсором органа, наносили изображения звуковых волн инструментов, что позволяло их имитировать. Внешне инструмент напоминал фортепиано и управлялся с помощью клавиатуры. Создатели надеялись, что орган составит серьёзную конкуренцию традиционным симфоническим инструментам, однако устройство провалилось и не дошло до массового потребителя.

По схожему принципу работал Optigan — семплер для домашнего музицирования, созданный производителем игрушек Mattel в начале 70-х. Благодаря низкому качеству звука, он также не пользовался большим спросом. Даже профессиональная версия, выпущенная под руководством одного из изобретателей синтезатора Moog, не исправила это. Услышать инструмент можно на пластинках Kraftwerk и The Clash.

Главным конкурентом «оптигана» был меллотрон — напоминающий пианино семплер. Внутри инструмента находился магнитофон и набор лент с восьмисекундными семплами. Нажатие на клавишу проигрывало соответствующую ей ленту, создавая иллюзию акустического звучания.

Меллотрон любили музыканты — его можно услышать на альбомах таких групп, как The Beatles, Led Zeppelin, The Rolling Stones и King Crimson. Работники радио и телевидения тоже не остались в стороне: в 1965 году специально для BBC выпустили особую модель меллотрона — FX Console. Её использовали для создания звуковых эффектов в передачах и сериалах.

Интерес к инструменту снизился в 1980-х с появлением более удобных электронных сэмплеров, которые были легче меллотрона и не требовали столь бережного ухода. Однако музыканты 1990-х и 2000-х вернулись к инструменту из-за его характерного звучания: меллотрон можно услышать в работах Radiohead, Oasis, Red Hot Chili Peppers и других современных исполнителей.

Электромеханические инструменты

Одним из первых электромеханических синтезаторов стал траутониум, разработанный немецким инженером Фридрихом Траутвайном (Friedrich Trautwein) в 1929 году.

Вместо клавиатуры инструмент использовал проволоку, расположенную над металлической пластиной. Нажатие на проволоку замыкало электрическую цепь и посылало сигнал ламповому звуковому генератору. Игра на траутониуме напоминала игру на слайд-гитаре: металлическая пластина была размечена в соответствии со ступенями хроматической гаммы.

Инструмент привлёк внимание композитора Пауля Хиндемита (Paul Hindemith) и его студента Оскара Сала (Oskar Sala), которые в начале 1930-х исполнили первые произведения, написанные специально для траутониума. Сала продолжил писать музыку для инструмента, но популяризировать его композитору не удалось. Самым известным применением синтезатора стал саундтрек к «Птицам» Альфреда Хичкока — Оскар записал дня него крики ворон и чаек.

В 1930-х американец Лоуренс Хаммонд (Laurens Hammond) разработал более популярный электромеханический инструмент — орган Хаммонда. Звук в инструменте издавал синхронный генератор в форме зубчатого колеса, которое вращалось около электромагнитного звукоснимателя.

Сначала орган Хаммонда приобрёл популярность в религиозных учреждениях — он был недорогой альтернативой духовым органам — а затем и у рок-музыкантов. Звук инструмента увековечен на альбомах Deep Purple, ELP и других групп 60х-70х.

Со временем появились транзисторные модели, а цифровые версии органа используются по сей день — их можно услышать на концертах многих джазовых музыкантов.