природа музыкальных инструментов, а — “природа — лучший наставник”, — как говорил Леонардо да Винчи <…> навстречу тенденциям музыкального обновления идет техника, помогающая оформлению новых путей, на которые уже встает музыкальное искусство. Эта новая техника, способная помочь раскрепощению музыки от связанных с ней шумов и от какофонии темперации есть электро-акустика и на ее почве возникли “электро-музыка” и “графический звук”»[339].
Подход Янковского имел много общего с опытами немецкого исследователя Рудольфа Пфеннингера. Оба были, прежде всего, сосредоточены на акустике. По словам исследователя Томаса Левина, «Кривые Фишингера не получены из звука, они генерируют звук, тогда как кривые Пфеннингера находятся в результате анализа звука, который они в дальнейшем аналитически воссоздают <…> Кривые Пфеннингера — вовсе не орнаменты, но скорее, как справедливо отмечают многочисленные критики, “шаблоны или отпечатки”, то есть семиотические единицы, которые могут быть объединены для того, чтобы произвести звуки лингвистическим, так сказать, полностью технически управляемым способом. В отличие от непрерывных кривых Фишингера, кривые Пфеннингера являются дискретными единицами»[340].
Янковский пошел гораздо дальше, чем другие исследователи. Он был единственным пионером графического звука, разрабатывавшим методы спектрального анализа, декомпозиции и ресинтеза. Его графические кривые — «спектростандарты» — также являлись семиотическими единицами, комбинируя которые можно получить новые звуковые гибриды. Янковский верил в возможность создания универсальной библиотеки звуковых элементов, аналогичной таблице Менделеева. В своем исследовании он предложил методы гибридизации звуков, аналогичные технике спектральных мутаций (кросс-синтез): «Приоткрываются перспективы тембровых наплывов и тембровых вибрато, переходов из одной звуковой окраски в другую, невозможных в современном оркестре и сулящих новые горизонты композиторам»[341].
Янковский рассуждал: «…идея синтеза возникла у меня еще в процессе кропотливого “рисованного звука” и вот в какой цепи соображений:
1. Окраска звука зависит от формы звуковой волны, график которой может быть разложен математически в ряд Фурье, т. е. на отдельные составляющие — синусоиды, а стало быть, и обратно — может быть гармонически сложен из синусоид же. Заниматься этим никому не приходило в голову просто потому, что до появления графического (или рисованного) звука отсутствовала самая техника и методология воспроизведения звука с подобного рода акустических графиков.
2. Подобно электронам (нейтронам и протонам), количество которых определяет качество атома, синусоиды, как бы являются электронами, (нейтронами и протонами), количество которых образует качестве звука — его тембр.
3. Отсюда вывод: почему бы не положить начало новой отрасли знания — синтетической акустике, если только удастся хотя-бы эскизно составить таблицу звуковых элементов, подобную периодической таблице химических элементов Менделеева? Система оркестровых красок имеет пробелы в своих рядах, которые могут быть заполнены синтезом, подобно тему, как пробелы я рядах менделеевской таблицы заполнялись позднейшими открытиями в химии… Очевидно, что данный, подобный мичуринскому, метод селекции, скрещивания звуков и инструментов даст еще невиданные, неизведанные плоды-гибриды технически недостижимые для обычного оркестра…»[342].
В дополнение он разрабатывает ряд методов трансформации звука, включая технику изменения продолжительности звука не меняя его высоты и технику транспонирования, основанную на разделении спектрального состава и формант, аналогичных современным методам кросс-синтеза и фазового вокодера, широко применяемых в компьютерной музыке.
Владимир Солев писал в статье «Синтетический звук»: «После большой работы над анализом натуральных фонограмм, проделанной в научно-технической лаборатории Мосфильм, ставится проблема “растяжения” любого звука, или, наоборот, многократного помножения таких звуков, которые мы обычно слышим только очень бегло (например, некоторые согласные). При этом можно итти как по пути чистого мультипликационного анализа и синтеза, так и путем акустическим, обсуждавшимся не так давно в европейской кинотехнической печати по почину С. Зилка. Трудности заключаются в тембровых искажениях, которые теперь можно преодолеть только используя для “растяжения” оптимальную (сохраняющую тембр лучшей октавы инструмента) темброграмму Янковского. Решение задач такого рода представляет интерес не только для лингвистов, но и для разного рода научно-технических целей»[343].
Объясняя свои методы в ряде рукописей, Янковский намечает план исследований:
1) провести объективное исследование и классификацию звуковых спектров, существующих музыкальных инструментов;
2) исследовать спектральные переходы в динамично изменяющихся звуках, особенно во время установления колебательного процесса;
3) в соответствии с полученными результатами синтезировать сложные тембры из чистых синусоидальных тонов;
4) создать искусственные фонограммы и перенести их на пленку;
5) добиться независимого управления высотой звука, интенсивностью, продолжительностью и тембром;
6) получить независимое управление спектральным составом звука и его формантами;
7) разработать методы получения 72‐ступенной темперации;
8) разработать средства автоматизации всего процесса синтеза звука;
9) исследовать ритм и временные особенности живого музыкального исполнения и найти соответствующие методы математического моделирования артистической выразительности[344].
Для практической реализации своих работ Янковский изобрел специальный инструмент «виброэкспонатор». Для минимизации расчетов в процессе аддитивного синтеза сложных звуков он предложил свой метод синтонов, основанный на исследовании структурных сходств и различий акустических спектров звуков разных характеров. Для достижения своей цели Янковский решил проанализировать спектры специально записанных звуков, разделив их на классы в соответствии с общими свойствами спектров, соответствующих сходным тембрам. Выделив «спектральные шаблоны» — группы обертонов, отвечающих за сходство тембров, рассчитав и нарисовав их волновые формы, он предполагал построить библиотеку синтонов — графических элементов, необходимых для последующего синтеза звуков произвольного характера. Для этого он предлагал выбирать из библиотеки соответствующие синтоны, графически транспонировать их на требуемые частоты и микшировать в нужных пропорциях.
Описывая способ получения звука со сложной динамикой, Янковский предвосхитил современные методы быстрого преобразования Фурье (FFT), предложив использовать последовательность кадров, в каждом из которых звук статичен и представляет собой очередную фазу изменения тембра во времени. Непрерывность изменения звука достигается путем соединения отдельных кадров в непрерывную последовательность методом перекрестного затухания (cross-fade).
В 1935 году Янковский присоединяется к Автономной научно-технической секции (АНТЕС) Союза композиторов. После смерти Красина в 1936 году АНТЕС закрывают, Министерство культуры прекращает финансирование лаборатории Янковского. Ее передают в ведение Научно-исследовательского музыкального института Московской консерватории (НИМИ). Сотрудник НИМИ Андрей Володин разрабатывает специальную систему звукоусиления для виброэкспонатора[345], и к концу 1937 года Янковскому, наконец, удается озвучить свои синтоны. Работы Янковского и Володина отражены в Тематическом плане и смете расходов по акустическому разделу НИМИ за 1937 год:
«Электро-музыка и графический звук.
1) Исследование и конструирование электро-музыкальных инструментов. Действующий макет инструмента и статья. Исп. — Володин.
2) Синтетическая запись звука на пленке (без использования оркестра). 4 прибора и статья. Приборы “Вибро-Экспонатор”, “станок сквозящей копировки”, “фото-стол”, “Ритмограф”. Синтетическая фонограмма. Исп. — Янковский. Срок — 31, XII. Сумма по договору — 4800 руб.»[346].
В 1939 году Янковский объединяется с Евгением Шолпо. Возникает новая лаборатория графического звука при ленинградском Институте театра
