formánskövetés - Az elektronikus zene története Szigetvári Andrea Az elektronikus zene története

formánskövetés (formant tracking) nevű eljárás a vocoderhez hasonlóan csupán a formánsok mozgásait leíró számsorokat gyűjti ki az analizált hangból, sávszűrők segítségével – ez elsősorban a mély férfihangok esetében használható eredményesen. Az LPC (Linear Prediction Computing) másféle szűrőt és összetettebb matematikai eljárást használ, s előnye a formánskövetéshez képest, hogy nemcsak férfihangok, de gyerek- és női hangok formáns-adatai is jó eredménnyel kigyűjthetőek általa. Az LPC kifejlesztésén 1966-tól kezdtek dolgozni japán és amerikai kutatók, az eljárást használó első készüléket 1969-ben mutatta be Bishnu S. Atal (1933–) indiai elektromérnök – ma leginkább a GSM telefonok hangátvitelében használják. A fázis vocoder a hangot a Fourier-féle sorfejtés segítségével analizálja – a teljes hangot részeire bontja úgy, hogy az elemi szinuszhullámok fázisára vonatkozó információkat is kigyűjti, így a hang teljes egészében, tökéletesen rekonstruálható az analízis után. A technikát először James Loton Flanagan (1925–) elektromérnök írta le 1966-ban.
A felsorolt számítógépes eljárások kompozíciótechnikai értékét az adja, hogy az analízis során begyűjtött számadatok a hang újraszintetizálása előtt megváltoztathatóak. Egymástól függetlenül módosíthatóak az időtartamokra és a frekvenciaértékekre vonatkozó információk, s ennek legelemibb haszna, hogy lehetővé válik a transzpozíció nélküli sebességmódosítás és a sebességmódosulás nélküli transzponálás. Ennél azonban jóval bonyolultabb transzformációkra is lehetőség nyílik, például két különböző hang „összeházasítására”: ha a spektrumukat részletesen leíró számsorokat interpoláljuk, olyan harmadik hang jön létre, mely az eredeti kettő összes tulajdonságát szervesen ötvözi – mint azt egy későbbi példánk majd szemlélteti. Ilyen szerves ötvözés a két hang puszta egymásra keverése által nem volna megvalósítható.
Általános előnye az analízisen alapuló szintézistechnikáknak, hogy a hangok karakterét meghatározó, sok esetben rendkívül komplex mikro-folyamatokat nem a semmiből kell megalkotni, hanem „el lehet lesni” a természetes hangoktól, egészükben vagy egyes elemeikben.
1.5. Fizikai modellezés
A természettől való „lesés” egy másik módja a fizikai modellezést alkalmazó szintézis. Ennek során nem valamely felvett hangból indulnak ki, hanem a természetes rezgő testek virtuális hasonmásait, matematikai modelljeit hozzák létre olyan módon, hogy viselkedésmódjaikat, a gerjesztésre való reakciójuk mikéntjét egyenletek és algoritmusok formájában írják le. Egy gitárhúrt leíró modellnek részei például a húr hosszának, vastagságának és rugalmasságának megfelelő állandók.
Számítógépes fizikai modellezést alkalmazó szintézis az 1970-es évek elejétől létezik, azonban a technika az elektroakusztikus zene gyakorlata számára csak 1983-tól vált igazán elérhetővé és hasznosíthatóvá. Kevin Karplus és Alex Strong ebben az évben jelentették meg húrok és membránok rezgésének modellezésére alkalmas elméleti rendszerük, a Karplus-Strong algoritmus leírását. Ezt még ugyanebben az évben követte Julius O. Smith III digital waveguide synthesis nevű technikája, mely a Karplus-Strong algoritmust olyan módon terjesztette ki, hogy alkalmassá vált csövek rezgéseinek modellezésére is.
A fizikai modellezést alkalmazó szintézis különleges lehetősége, hogy a paraméterek megfelelő megválasztásával olyan rezgő testeket is lehet modellezni, melyek elkészítése a materiális valóságban lehetetlen volna. A módszer segítségével elvileg meghallgatható például, hogyan szól egy tíz méter vastag, tíz kilométer hosszú hegedűhúr.
1.6. Granuláris szintézis
Ez a szintézistechnika voltaképpen a vágás különleges, mikrodarabkákkal dolgozó fajtája, melynek már az analóg stúdiótechnikában megtaláljuk előzményét, kiterjedt használata azonban csak a számítógép használatával lehetséges. A hagyományos mikrovágás során a másodpercnél rövidebb, jellemzően századmásodperces léptékű szalagdarabkákat készítenek és ragasztanak egymás után. Ha az egyes darabok időtartama átlépi az emberi hallás időfelbontási határát, tehát rövidebbek annál, semhogy az emberi fül és hallóközpont egymásutánjukat még külön eseményekként értékelhetné, a mikrovágással különböző karakterű pici hangokból homogén hatású textúrát lehet készíteni. Ezt az eljárást alkalmazza például a francia Bernard Parmegiani (1927–) Violostries (1964) és Dedans-Dehors (1983) című műveiben.
Ez a technika magnószalaggal dolgozva nagyon fáradságos és időigényes. A számítógép nemcsak drasztikusan megkönnyíti és lerövidíti a munkát, de olyan rövid darabkák előállítását is lehetővé teszi, amelyek szalagból már ki sem volnának vághatóak. A szalagon minden egyes illesztést külön ki kell alakítani, a számítógépen viszont elég egyszer megadni néhány szabályt, mely megmondja, hogyan illeszkedjenek egymáshoz a darabok, például puha átlapolással vagy élesen elkülönülve, vagy, hogy hogyan változzon az egyes darabkák időtartama a hangfolyamat előrehaladtával. A számítógépen könnyűvé válik annak beállítása, hogy két vagy több különböző karakterű hangalapanyag esetén a darabkák milyen arányban származzanak az egyik vagy másik alapanyagból, illetve hogy ezek az arányok hogyan változzanak az idő során.
Ekképpen korábban elképzelhetetlenül rugalmas átmenetek képezhetőek a darabkákból álló egybefüggő textúra érzete és az elkülöníthető rövid hangok érzete között, valamint kétféle hangzáskarakter között. Mivel a számítógéppel bármilyen nagy időtartamú textúrákat is könnyű létrehozni, és mert ezek a felszecskázott alapanyagokhoz képest újszerű karakterrel bírnak, a módszerre egyre inkább egyfajta szintézistechnikaként kezdtek gondolni, és a szélsőségesen rövid darabkák jellege után granuláris, azaz szemcsés szintézisnek kezdték nevezni. A módszer egy példája Barry Truax (1947–) kanadai zeneszerző Riverrun (1986) című darabja. A cím James Joyce Finnegans Wake című regényéből származik, annak első szava, és itt a granuláris szintézis, valamint az általa létrehozott textúrák metaforájaként működik: a folyó is olyan hatalmas tömeg, mely egyszerű, mérhetetlenül parányi részecskékből áll, és bár állandó mozgásban van, egésze mégis statikus összhatást kelt.
1.7. Egyéb technikák
Számítógéppel létrehozhatóak olyan további eszközök, melyek funkcionális megfelelőit már az analóg stúdiók készülékei között is megtaláljuk, a digitális technika lehetőségei révén azonban korábban megvalósíthatatlan eredményekre is képesek: ilyenek például a digitális szűrők, vagy a számítógéppel szimulált térmozgások.
A számítógép rezonánsfiltereinek előnye az analóg szűrőkkel szemben, hogy a rezonáns hangmagasságokon elvileg korlátlan hangerőnövekedés elérhető, hiszen a jelszinteket leíró számértékeket a gép tetszőleges mértékben meg tudja növelni.
Térmozgások létrehozása kétcsatornás analóg technikával nem nehéz – jól tudja ezt mindenki, aki játszott már az otthoni sztereó rádiókészülék balance feliratú szabályozójával, és megfigyelte, hogyan vándorol a bemondó hangja a szoba egyik sarkából a másikba. Négy- vagy többcsatornás technika esetén azonban már bonyolultabb összehangolni az egyes csatornák hangerőkülönbségeit és -változásait a térmozgások meggyőző illúziójának felkeltéséhez. A számítógép ezt az összehangolást nagyban megkönnyíti, segít továbbá kiszámolni és utánozni a tényleges hangforrások helyváltozásaikor fellépő összetettebb jelenségeket, például a közeledéssel és távolodással járó hangerő-, illetve hangmagasság-változást, más néven Doppler-effektust.
2. Korai, számítógéppel realizált kompozíciók
A következő fejezetben bemutatott digitális szintetizátorok a különböző digitális szintézistechnikák tárgyi megnyilvánulási formái – jóval beszédesebbek azonban a technikák hallható megnyilvánulási formái, az őket hasznosító kompozíciók. Az alább ismertetett darabokat a digitális technika adta lehetőségek nélkül már egyáltalán nem lehetett volna megalkotni.
John Chowning 1966-ban készült (és 1971-ben revideált) Sabelithe című műve az első, mely FM-szintézist használ. A darab egyik megkapó pillanata a 4. és 5. perc fordulója, mikor a kisdobra emlékeztető hang fokozatosan trombitára emlékeztető hanggá alakul át – az FM-szintézis paramétereinek fokozatos módosítása által. Az első, kizárólag FM-szintézisre épülő mű Chowning 1972-es Turenasa – címe, a natures szó anagrammája utal a szintézistechnika természetes hangokat utánzó képességére, mely ugyanakkor bármikor átmehet a voltaképpeni természetből nem ismert hangok szférájába, egy második, mesterséges természetbe. A négy csatornás mű a hangok fejlett térmozgás-technikáinak is iskolapéldája.
A Stria, Chowning 1977-es darabja elsősorban inharmonikus FM-szintetizált hangokat használ. A kompozíció minden elemét az aranymetszés aránya határozza meg: az 1:2 arányú oktávviszony helyett Chowning az aranymetszésnek megfelelő 1:1,168-as arányú „oktávot” használt, a mű formájának időbeli viszonyai is ehhez az arányhoz igazodnak. Az 1980–81-es Phoné az FM-szintézist főként az emberi hang utánzására – és az emberi hangadási képességek határainak átlépésére – használja.
13.4. ábra - Jonathan Harvey
Jonathan Harvey (1939–2012; 13.5. ábra) angol zeneszerző Mortuos Plango, Vivos Voco című 1980-as, nyolccsatornás szerzeménye címében és hang-alapanyagában is harangokhoz kötődik. A Winchester katedrális tenor harangjának hangja mellett Harvey felhasználta kisfiának hangját is, aki akkoriban a katedrális kórusában énekelt, és aki a darabban a harang feliratát énekli el: „Horas Avolantes Numero, Mortuos Plango, Vivos ad Preces Voco”, azaz „számlálom az elszálló órákat, siratom a halottakat, imára hívom az élőket”. A mű az analízisen alapuló szintézis-technikát példázza: Harvey és két segítője, a darabot megrendelő párizsi IRCAM munkatársai (Stanley Haynes és Xavier Rodet) a Music V program segítségével elemezte a hang-alapanyagokat, s az újraszintetizálásakor elérték, hogy a kisfiú hangja a harang hangjából nőjön ki és viszont. A haranghang elemzéssel szétszedett spektrumát a darab többféleképpen hasznosítja újra: a nyolc legmélyebb részhangra épül a mű nyolc szakasza; az egyes részhangok kombinációja által pedig különböző akkordok jönnek létre.
13.5. ábra - Trevor Wishart
Egy másik angol zeneszerző, Trevor Wishart (1946–; 13.6. ábra) a kiterjesztett vokális technikák gyakorlójaként az elektroakusztikus eszközöktől függetlenül is az emberi hang szokásos lehetőségeinek meghaladásával foglalkozik. Ez a törekvés a digitális technikával összekapcsolódva vezetett egyebek között VOX című sorozatának megszületéséhez (1980–88, 1990). A fázis vocoder analízisen és újraszintézisen alapuló technikája lehetővé tette, hogy saját hangját tökéletesen szerves átmenetekkel alakítsa át a legkülönfélébb hangokká, a VOX 5-ben például szélzúgássá, varjúkárogássá, méhzümmögéssé, lónyerítéssé és mennydörgéssé, melyeket ebben a darabban aztán rendre a saját hangjává alakít vissza. Wishart költői programja szerint az így létrejövő emberfeletti hangú lény a hinduizmus Shiva istene, a lebontás ura, aki a hangjelenségeket saját emberszerű hangjává oldva bontja fel, hogy abból azután más, új jelenségek születhessenek.
A VOX 5 fejlett pszichoakusztikai ismeretekről is tanúskodik. Bármilyen szervesek és simák legyenek is az emberi hang és a másféle hangok közötti átmenetek, a hallgató érzékelésében mégis mindig egy pillanathoz kötődik a felismerés, hogy amit hall, az már nem emberi hang – tehát az érzékelésben törés mutatkozik annak dacára, hogy a fizikai valóságban fokozatos az átmenet. Wishart ezt a törést úgy igyekszik megszüntetni, hogy a felismerés pillanatának környékén a még jelenlévő kiindulási hangnak drasztikusan módosítja valamelyik paraméterét, s így a hallgató figyelme a kétféle hangminőség közötti váltásról részben erre a paramétermódosulásra terelődik.
|