Поющая радуга

Статья из книги Д.М.Комского и А.Б.Гордина "Увлекательная кибернетика", 1969 г.

Главу с подробным описанием схемы цветомузыкальной установки "Радуга-2" выкладывать не стал - всё равно никто делать не будет :-) Кстати, в наши дни что-то тема светомузыки/цветомузыки заглохла, по крайней мере на просторах Сети я ничего особо интересного не находил.

Чувство цвета является популярнейшей формой эстетического чувства вообще. (К. Маркс)

Так как звук и свет в сущности сводятся к движению, то у них должно быть много общих свойств. (В. Г. Короленко)

Триумф в Лондоне.

В концертном зале медленно гаснет свет. В программе симфонического концерта "Итальянское каприччио" П. И. Чайковского. Дирижёр дал вступление оркестру, и вместе с первыми звуками зал наполнился красками. Полились нежные звуки, отражаясь на громадном экране зеленоватым сиянием. Мягкие, пастельные тёплые краски то вдруг переходят в багровые яркие сполохи, то опять затухают. Как гармонично сливается чарующая музыка с гаммой цветов!

Но вот музыка смолкла, и цвет исчез. А слушатели долга еще находятся в плену необыкновенной гармонии цвета и звука.

Музыка и цвет! Какое удивительное сочетание. Насколько эмоциональнее воспринимается содержание музыкального произведения, когда оно слито с цветом!

То, о чем мы рассказали, – не отрывок из фантастического произведения. Этот необычный концерт состоялся в 1960 году в Лондоне, на Советской промышленной выставке. Демонстрировалась установка цветомузыки, созданная коллективом ученых под руководством доктора технических наук А. Я. Лернера и К. Л. Леонтьева в Институте автоматики и телемеханики Академии наук СССР.

Английские инженеры и техники проявили к советской цветомузыкальной установке большой интерес. Характерен такой эпизод, о котором рассказал один из авторов цветомузыкальной установки Константин Леонтьевич Леонтьев. "В один из дней было решено в первый раз опробовать работу цветомузыкальной установки. Прозвучал последний аккорд, давший на экране зелёную вспышку. И вдруг в зале раздались аплодисменты. Оказалось, что наша репетиция, о чем мы и не подозревали, проходила при полном зале. Александр Яковлевич Лернер вышел в зал и объяснил "незваным" гостям, что это лишь наладка аппаратуры. Но нас обрадовало это происшествие. Последующая демонстрация проходила в специально оборудованном зале. Установленный в зале экран имел такую форму, чтобы посетитель психологически не настраивался на восприятие кино".

Как выглядит на экране цветомузыкальной установки, скажем, 2-я Венгерская рапсодия Ф. Листа? На этот вопрос трудно ответить, потому что ни в одном языке нет слов, чтобы описать это зрелище. Когда звучат напряженные, мощные аккорды, экран становится багровым. Более спокойная музыкальная фраза окрашивает экран в изумрудно-зелёный цвет. Возникает в музыке тема воли – и экран становится ослепительно-серебристым. С повышением динамики звука цвет становится более насыщенным, с понижением – блеклым.

С каждым днем всё больше людей знакомилось с необычным экспонатом в Советском павильоне. Пресса Англии почти единодушно выражала восхищение советским изобретением. "Дейли экспресс", "Ивнинг ньюс", "Сан" и даже "Таймс", которую читает сама королева и члены кабинета, – все писали об успехе советской выставки и сходились на том, что одним из интереснейших экспонатов является цветомузыкальная установка. Крупнейшие учёные Западной Европы специально приезжали в Лондон, чтобы увидеть и услышать цветомузыку. Из Дании приехал президент Датской академии художеств, чтобы познакомиться с демонстрацией цветомузыки, о которой он узнал из газет. Профессор Бэрлоу, представитель европейского отделения американского журнала "Контрол инжениринг" – одного из крупнейших теоретических журналов по вопросам автоматики и кибернетики – дал очень высокую оценку цветомузыкальной установке, созданной советскими учёными.

Вернувшись из своей триумфальной поездки на берега Темзы, цветомузыкальная установка получила прописку в павильоне "Радиоэлектроника" Выставки достижений народного хозяйства в Москве. И снова успех, на этот раз – на родной земле. Программа цветомузыкального концерта и здесь была составлена таким образом, чтобы наиболее полно продемонстрировать возможности созданной установки. Исполнялись лучшие произведения мировой классики: "2-я рапсодия" Листа, "Испанское каприччио" Римского-Корсакова, "Итальянское каприччио" Чайковского. Москвичи и гости столицы – все, кому довелось присутствовать на демонстрации цветомузыки, с чувством восторга и гордости за отечественную науку отзывались о необычном концерте.

Триумф первой советской цветомузыкальной установки в Лондоне и Москве привлек внимание зарубежных фирм, производящих радиоэлектронную аппаратуру. Некоторые из них стали создавать "свои" цветомузыкальные приборы. Фирма "Филлипс", затратив огромные средства, построила установку, которая впоследствии демонстрировалась в павильоне ФРГ на Всемирной выставке. Это было нечто среднее между кино и цветомузыкой. На больших экранах появлялись изуродованные страхом и злобой лица, а в это время в зале звучала музыка, написанная в "лучших" традициях абстракционизма. Затем кадры сменялись абстрактным цветным узором, и всё повторялось сначала. Конечно, ни о какой связи между музыкой и цветом тут не могло быть речи.

Первые цветомузыкальные концерты в Москве и Лондоне положили начало новому жанру искусства – цветомузыке, связавшей воедино звук и цвет в их эмоциональном воздействии на человека. Но если мы обратимся к истории, то увидим, что первые попытки связать музыку и цвет делались еще, по крайней мере, за 2300 лет до нашего времени.

В поисках связи.

Великий Аристотель в философском трактате "О душе" писал: "Цвета по приятности их гармонии могут относиться между собой подобно музыкальным созвучиям и быть взаимно пропорциональными". Проходили века, а учёные продолжали искать подтверждения мысли этого древнего философа.

В один из солнечных весенних дней 1666 года Исаак Ньютон вместе со своим ассистентом выполнил несложный опыт. Закрыв окно темной бархатной шторой, он направил тонкий солнечный луч на стеклянную призму. Луч, выходя из призмы, превращался в радужную полоску – спектр. Основных цветов в спектре оказалось семь: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Ассистент Ньютона обладал даром очень хорошо различать оттенки цвета. Направив спектр на лист белой бумаги, учёный попросил его отметить границы, разделяющие отдельные цвета. На бумаге получилось семь полосок различной ширины. Самую широкую полосу занимал фиолетовый цвет. Затем полосы сужались, а в конце, там где был красный цвет, снова шла широкая полоса. "Если ширину фиолетовой полосы принять за единицу, – рассуждал Ньютон, – то получатся следующие соотношения полосок по ширине: фиолетовый цвет – 1, синий – 8/9, голубой – 3/4, зелёный – 2/3, жёлтый – 3/5, оранжевый – 9/16, красный – 1/2.

Изучая это явление, учёный установил, что цвет определяется длиной световой волны, или частотой колебаний. Далее он предположил, что цвет имеет ту же природу, что и звук. Так как октава состоит из восьми звуков (начало октавы и конец её завершает одна и та же нота), то Ньютону понадобилось, в соответствии со своей гипотезой, искусственно ввести ещё один цвет. Он ввел новый цвет – "индиго", название, которое дошло и до наших дней.

Однако великий учёный ошибался: его сопоставление звуков цветам было искусственным и неправомерным. Ведь в музыке отдельный звук, вне музыкальной фразы, не имеет музыкального смысла и не несет эстетически-смысловой нагрузки. Один и тот же звук, входя составным компонентом в музыкальную фразу, может образовывать разные созвучия, вызывая у слушателя разные эмоции. "Гипотеза Ньютона о связи между музыкальной гаммой и спектром ошибочна и потому, что в природе звук и цвет как физические процессы не являются взаимозависимыми. Если между ними и имеется некоторая зависимость в отдельных случаях (например, блеск молнии – и последующие раскаты грома, треск поленьев в костре – и трепет языков пламени, щёлканье электрического выключателя – и вспышка света электрической лампы и т. д.), то всё же различны закономерности восприятия их человеком." Так объясняет ошибку Ньютона один из авторов первой советской цветомузыкальной установки К. Л. Леонтьев в своей книге "Музыка и цвет".

Искусственный и ошибочный подход Ньютона к проблеме соединения музыки и цвета развил и практически реализовал в XVIII веке французский пастор, математик Луи Бертран (отец Кастелий), построивший "цветовой клавикорд". В этом инструменте при нажатии той или иной клавиши, наряду с соответствующим звуком, на небольшом экране появлялись цветные полосы. Звукам низкой частоты соответствовали цвета более длинных оптических волн (красный цвет), звукам середины звукового диапазона – зелёный цвет, высоким звукам – синий и фиолетовый цвета.

Интересно отметить, что "цветовой клавикорд" отца Кастелия был весьма скептически встречен учёными Российской Академии наук, которые интересовались поисками связей между цветом и музыкой. В апреле 1742 года "клавесину для зрения", как его называли в России, было посвящено специальное заседание Академии.

"Самовольно очень роздал тоны цветам честный отец Кастелий, – говорил, выступая перед учёными, член Академии, профессор экспериментальной и теоретической физики Г. Крафт. – Вместо основания или начальной ноты можно всякий цвет выбрать. Выбрал он лазоревый. Изрядно! Коли сей цвет уж принят за основание, то надобно ему за квинту прибрать такой цвет, который, без сомнения, заключал бы в себе полуторную меру, как число два к числу три. Вместо сего расстояния, то есть вместо ноты пятой, которую квинтой обыкновенно называют, назначил Кастелий цвет красный. Да что тому за резон? Чем он докажет такую пропорцию между лазоревым и красным цветом, какая находится между двойкой и тройкой?.. Кто ему открыл, что от лазоревого морской цвет диезом называться может?.."

Член Академии, доктор медицины и профессор физиологии Вейтбрехт, критикуя отца Кастелия, подчеркивал: "В музыке увеселяет нас перемена – скорее ударение, повторение тонов и различное их одного с другим соединение. В цветах, напротив, увеселяет тихость и простота, продолжающееся вдаль и постоянное представление не как сложение, а как одного цвета к другому приложение. Приятен бывает и цвет одинокий, да, как говорят, одна струна немного гремит..." Бедному отцу Кастелию пришлось выслушать немало гневных, но справедливых упрёков в адрес своего детища.

Однако ошибочная идея разделения звукового диапазона на три части, каждой из которых соответствовал бы свой цвет, оказалась настолько живучей, что и теперь, более чем через двести лет, от неё не отказываются многие конструкторы. Не случайно советский композитор В. Блок возмущался в печати, что "в цветомузыку забрёл технический примитив в виде радиоприёмников с так называемым "цветовым сопровождением" (например радиолы "Гамма" и "Самоцвет"). В них самые низкие по частоте звуки привязываются, скажем, к красной лампочке, самые высокие – к синей, средние – к желтой или зелёной. Нечего и говорить, что эта крайне упрощённая схема имеет такое же отношение к искусству цветомузыки, как детские переводные картинки к живописи".

В конце XIX столетия некоторые композиторы пытались привлечь "в помощь музыке" не только цвет, но и запах. Делались попытки создать соответствующие инструменты, а в 1891 году в Париже состоялись публичные представления, во время которых слушателям и зрителям демонстрировали произведения, "сочетавшие" музыку с цветом и запахом. Постановка носила интригующее название "Песнь о Соломоне, симфония духовной любви в 8 музыкальных частях и 3 парафразах". Сценарий был написан Полем Реапара, "музыкальные ощущения по Фламену де Ламбрел" (имелся в виду композитор). Увы, зритель, слушая музыку, не испытывал ничего, кроме досады. От изобретателей ускользало самое существенное: связь между музыкой и цветом.

Но поиски не прекращались.

"Прометей" и кибернетика.

Москва, 4 февраля 1917 года. Даже в то тревожное и беспокойное время интерес к любому зрелищу был велик. Хотя театр ещё оставался монополией фраков, вечерних туалетов и парадом бриллиантов, пиджаки, поддевки и студенческие фуражки нередко появлялись в зрительном зале. В этот вечер у подъезда Больтого театра толпилось необычно много людей. Давали не оперу, не балет, а ...цветомузыкальный концерт. Мало кто в то время знал, что это такое. Исполнялась симфоническая поэма "Прометей" ("Поэма огня") композитора А. Н. Скрябина. В партитуру "Прометея" композитор ввел строку "люкс", в которой были записаны обозначения цветов, соответствующих той или иной музыкальной фразе произведения.

Чем руководствовался талантливый композитор, записывая цвета на рукописи партитуры? Чувством синопсии – "видения звуков".

У некоторых людей музыка вызывает зрительное представление цвета, они музыку не только слышат, но и видят. Определённые созвучия (аккорды) окрашиваются в их представлении в свои, присущие только данным созвучиям цвета, причем у разных людей цветовая окраска аккордов может быть различной. Для человека, наделенного таким чувством, музыка всегда существует не сама по себе, а в сочетании с цветом. Это и есть синопсия – способность организма связывать звуки с определёнными цветовыми сочетаниями.

Видением звука обладают многие композиторы и исполнители музыкальных произведений. Известно, например, что чувством синопсии обладал композитор Берлиоз, видел звуки в цвете композитор Н. А. Римский-Корсаков, А. Н. Скрябин попытался с помощью строки "люкс" передать свои цветомузыкальные ощущения и представления.

Однако чувство синопсии, подсказавшее Александру Николаевичу Скрябину выбор цветов для его "Поэмы огня", принесло ему немало незаслуженных обид от "борзых на руку критиков". Несмотря на новизну, публика осталась равнодушной к эксперименту талантливого композитора. Вот что писала "Русская музыкальная газета" в номере от 5 февраля 1917 года о цветомузыкальной концерте: "Как это, может, ни странно, в распоряжении Большого театра оказалось лишь три смены различных цветов. При таком положении, конечно, нечего было и думать о сколько-нибудь приблизительном воспроизведении цветовой партии". Была создана цветомузыка, но не было еще инструмента, на котором можно было исполнить это гениальное творение.

Прошли десятилетия… И вот достижения радиоэлектроники и кибернетики сделали возможным то, о чем на протяжении многих веков мечтали поколения учёных и композиторов – от Аристотеля до Скрябина.

Какую роль в создании цветомузыкальных инструментов сыграло развитие кибернетики?

Кибернетика – это наука о передаче, приёме и хранении информации. Несёт ли музыка какую-либо информацию тем, кто её слушает? Безусловно. Музыка воздействует на чувства слушателей, и часто это воздействие бывает весьма сильным: музыка может заставить человека веселиться, грустить, негодовать, любить, переживать вместе с любимым героем.

Музыка в своей информативности сильна и тем, что она передаёт информацию людям, которые не объединены знанием одного языка. Музыка Шостаковича, Глиера понятна и американцу, и индусу, и испанцу, если даже ни один из них не знает языка композитора. В то же время восприятие музыки, особенно серьёзной (например, симфонической), – процесс, требующий определенной подготовки слушателя, определённой его музыкальной грамотности.

Передача "музыкальной информации" происходит по сравнительно простой схеме. Композитор вынашивает возникающие в его сознании музыкальные образы, затем кодирует их – записывает с помощью нотных знаков на бумаге. Исполнитель-музыкант с помощью музыкального инструмента превращает нотные знаки в звуки. Услышанная музыка через слуховой аппарат доходит до человеческого сознания, декодируется – расшифровывается, и содержание музыкального произведения может быть сохранено в памяти. Таким образом, процесс передачи музыкальной информации аналогичен чтению газеты или книги, но там используется другой канал связи – зрительный.

Естественно задать вопрос: а нельзя ли воспользоваться зрительным каналом связи для передачи информации, содержащейся в музыкальном произведении?

Давно известно, что информация может быть передана и воспринята зрением в форме цвето-световых явлений. Вспомните, например, как передаются сообщения с помощью "морского" телеграфа. Но может ли быть переложена на цвет информация, заключенная в бессмертных творениях Чайковского, Глинки, Бетховена, Прокофьева и других композиторов?

Здесь уместно обратиться к работам члена-корреспондента Академии наук СССР, заслуженного деятеля науки С. В. Кравкова. Учёный в течение многих лет проводил опыты по изучению влияния звуковых раздражителей на цветовое зрение. Он доказал, что при воздействии на слух человека звуками постоянной громкости можно добиться того, что чувствительность глаза к зелёно-голубым тонам повышается, а чувствительность к оранжево-красным тонам снижается. Исследуя, как влияют на чувствительность глаза звуки разной громкости, Кравков получил также поразительные результаты: оказалось, что с нарастанием громкости звука чувствительность к зеленому цвету растет, а к оранжевому – падает.

Физиологи объяснили установленные С. В. Кравковым закономерности наличием между зрительным и слуховым анализаторами человека определенных связей, осуществляющихся в низших отделах головного мозга. Эти связи свойственны всякому человеку с нормальным слухом и зрением, они вовсе не являются привилегией немногих, как думали раньше. Цветовой слух синопсия – это лишь своеобразное отклонение от обычной формы, в которой осуществляются связи между слухом и зрением.

Своими опытами С. В. Кравков показал, что зрительное восприятие зависит от воздействия на него звука, а слуховое восприятие – от воздействия света. Проникновение в тайны этих закономерностей открывает возможность так соединить музыку и цвет, чтобы цветовые и звуковые восприятия усиливали друг друга, а суммарное восприятие было более обостренным и эмоциональным. Если же при создании цветомузыкальных установок пренебречь этими объективными закономерностями зрения и слуха, то цвет не будет усиливать восприятие музыки, а, наоборот, будет ослаблять его, рассеивая внимание.

Теперь становится понятным, почему не имели успеха попытки создать цветомузыкальный инструмент, в основу которого был положен механистический принцип привязывания каждого цвета к определенной ноте. Советские ученые А. Я. Лернер и К. Л. Леонтьев пошли по другому пути. Они создали свою цвето-музыкальную установку, пользуясь достижениями современной физиологии, психологии и кибернетики. Впервые в мире была сделана попытка автоматически анализировать сложное музыкальное произведение и в соответствии с объективными законами зрительного восприятия преобразовывать музыку в цвет.

Как же действует цветомузыкальный инструмент, созданный советскими учеными?

Чувствительный микрофон преобразует музыкальный звук в электрический сигнал, который вводится в электронную аппаратуру, где производится анализ музыкальной фразы. Каждый музыкальный звук анализируется по высоте, длительности и громкости. Затем сигналы поступают в синтезирующее устройство, которое суммирует "параметры" музыкального звука, выявляет существенные связи между слуховым и зрительным его восприятием, и устанавливает, какой цвет должен соответствовать тому или иному музыкальному звуку по яркости, контрастности, цветовому тону, насыщенности, длительности свечения. После этого световые сигналы попадают на общий экран. В установке применяют три источника света, имеющие красный, зеленый и синий светофильтры. Цвет экрана зависит от интенсивности отдельных цветовых излучений, которые, смешиваясь, образуют остальные оттенки спектра. Этот способ получения цвета, называемый аддитивным, положен теперь в основу всех кибернетических цветомузыкальных установок.

Пути цветомузыкального синтеза.

За последние годы цветомузыка в Советском Союзе получила широкое распространение. Конструированием цветомузыкальных инструментов и установок с энтузиазмом и увлечением занимаются многие коллективы, ими проделана большая исследовательская работа. Композиторы стали все чаще сочинять цветомузыкальные произведения, рассчитанные на исполнение специально на цветомузыкальных инструментах. Возникло и развивается несколько направлений цветомузыки.

Сторонники одного из направлений разрабатывают методы анализа музыки и перевода ее в цвет с помощью кибернетических устройств на основе общих законов восприятия цвета и музыки. При этом цвет как бы иллюстрирует музыку и имеет подчинённое значение. Эстетическое назначение цвета – создание благоприятных условий для более углубленного восприятия музыки. К этому направлению следует отнести работы кандидата технических наук Е. А. Мурзина, по проекту которого строится первый в Советском Союзе зал цветомузыки в музее основоположника цветомузыки композитора А. Н. Скрябина. Вот что рассказывает о своей работе Евгений Александрович Мурзин:

"Мы пытаемся развивать идеи Скрябина о синтетическом музыкальном искусстве. В нем ведущее начало остается за музыкой, специально написанной для этой цели. Здесь, по-видимому, необходимо исключить все отвлекающее. Поэтому оркестранты и даже исполнители-солисты размещены за пределами обозрения. Зал для цветоконцертов будет иметь форму амфитеатра, вроде концертного зала имени П. И. Чайковского, только в нем не будет привычных архитектурных деталей. Это купол, зрительно напоминающий небосвод, с наклонной линией горизонта, идущей к эстраде. Купол образован с помощью тонкой, проницаемой для звука, сфероидальной белой пленки. Засветка купола – без применения специальной проекционной техники: множеством источников света с цветными фильтрами.

Цвет используется, главным образом, для создания атмосферы восприятия музыки, и лишь изредка переходит в ведущую партию. Ведь он имеет, не считая интенсивности и разбавленности белым светом, только 300 градаций различия. Не допускается использование цвета для создания таких композиций, которые составлены из многих элементов и нуждаются в длительном рассматривании. Этому условию удовлетворяет ограниченная дифференциация цвета (справа, слева, у горизонта) с плавными переходами.

Однако необходимо зафиксировать точку зрительного внимания. Попробуем обобщить образы современного дирижера, мима, чтеца, певца-солиста. Такой обобщенный персонаж может появиться перед зрителями на эстраде. В частном случае это может быть дирижер-чародей, своими скупыми действиями управляющий стихией музыки и цвета. Он – душа композиторского замысла, он и античный Прометей, похитивший с неба огонь, и современный завоеватель космоса. Он лирическая душа поэта. Словом, его участие в исполнении так же рассчитано на участие игры фантазии зрителей-слушателей, как сами музыка и цвет. Для развития этого образа на части купола может появиться какая-либо деталь, например, лицо мима. Это можно сделать из киноаппаратной методом бесформатной проекции.

Располагая таким залом, техникой управления, цветом и звуком, можно будет с помощью художественных экспериментов на деле доказать состоятельность нового жанра и определить его основные направления".

Другое направление энтузиастов цветомузыки объединяет членов студенческого конструкторского бюро "Прометей" Казанского авиационного института и коллектив конструкторов-студентов Ленинградского института авиационной промышленности. Сторонники этого направления считают, что при исполнении цветомузыкальных произведений в оркестре, наряду с музыкантами, должны быть и цветомузыканты-исполнители партии цветового сопровождения на специальном инструменте. В Казани для этого создан цветовой орган, с помощью которого можно исполнять партию цвета, написанную композитором. Цветомузыкальные произведения, рассчитанные на такое исполнение, созданы советскими композиторами. Примером может служить работа киевского композитора Валерия Петровича Полевого, написавшего поэму для фортепиано и цветового органа.

Первая установка цветомузыки, созданная в Казани, выполнена в виде прямоугольного экрана, затянутого полупрозрачным материалом. За поверхностью экрана были расположены цветовые лампы накаливания: зеленая, синяя, красная, желтая и белая. Каждая лампочка могла включаться с помощью кнопки, находящейся на пульте исполнителя. Так как число ламп было велико, то цветовую партию исполняли несколько цветомузыкантов, которыми дирижировал "цветовой дирижер".

Следующей работой казанской конструкторской группы "Прометей" было создание цветомузыкальной установки "Кристалл" – качественно нового инструмента, на котором можно исполнять партию цвета, сопровождая им музыкальное произведение.

Казанские конструкторы создали несколько установок цветомузыки и сняли цветомузыкальный фильм "Прометей", в котором воплощена цветовая партия поэмы Скрябина. Этот фильм предназначен для сопровождения музыкального исполнения скрябинского "Прометея".

Удачной оказалась и работа омской конструкторской группы, которой руководит Юрий Братанов. Этой группой создан цветомузыкальный инструмент, на котором можно играть, получая любой цвет. Как известно, цветовой спектр может быть представлен графически в виде цветового треугольника. В вершинах этого треугольника располагаются основные цвета – красный, зеленый и синий, а в центре – белый цвет. Смешиванием двух основных цветов без участия третьего получаются цвета, расположенные на сторонах треугольника; цвет, получаемый сочетанием всех трех основных цветов, будет находиться внутри треугольника. В зависимости от доли того или иного цвета точка расположения результирующего цвета будет перемещаться по плоскости треугольника.

Цветомузыкальная установка омичей представляет собой столик, на поверхности которого изображен цветовой треугольник. Нажимая пальцем на любое место плоскости треугольника, исполнитель вызывает появление на экране соответствующего цвета. Инерционность этой системы, по утверждению автора, составляет всего 0,2 сек. Управление световым потоком производится с помощью магнитных усилителей.

Свердловскими школьниками под руководством одного из авторов этой книги построена цветомузыкальная установка "Радуга-1", в которой анализ звука производится по частоте и громкости. Эта цветомузыкальная машина демонстрировалась на ВДНХ и удостоена Диплома 1-й степени и Золотой медали Выставки. Позднее свердловская "Радуга-1" демонстрировалась на советской выставке детского технического творчества в США, где также вызвала большой интерес.

Научно-популярные журналы предлагают конструкторам-любителям много простых схем цветомузыкальных приставок к радиоприемникам, электропроигрывателям, магнитофонам, которые работают на принципе разделения звукового диапазона на три поддиапазона, каждому из которых соответствует свой цвет. Безусловно, анализ музыкального звука в цветомузыке требует учета не только высоты и громкости, но и тембра, характера исполняемого произведения. В электронике известны специальные приборы – спектроанализаторы, с помощью которых музыкальный звук сложного состава разлагается на ряд частичных тонов и обертонов. Прибором определяются число тонов, высота каждого из них, его сила. Но, несмотря на эти сложные и точные приборы, техника пока не в состоянии соревноваться с ухом человека.

Свет и экраны.

Разные конструкторы с различных творческих позиций подходят к созданию цветомузыкальных инструментов. Но в наши дни можно сделать некоторые выводы о том, какими должны быть основные технические средства для воспроизведения цвета с помощью цветомузыкальной установки.

Какой бы цветомузыкальный инструмент ни создал конструктор, в нем обязательно будет источник света и экран. К этим элементам цветомузыкальной установки предъявляются специфические требования.

Остановимся, прежде всего, на источниках света для цветомузыкальных установок. Нельзя считать удачным вариантом применение в светотехнической части таких установок окрашенных электрических лампочек накаливания, так как они имеют неудовлетворительную спектральную характеристику: их свет даёт значительно меньше голубых и синих лучей, чем жёлтых и красных. Этим и объясняется желтоватое свечение электрических лампочек накаливания при пониженном напряжении в сети. Тепловая инерция накаливаемых нитей этих ламп также сказывается на качестве изображения. Это становится особенно заметным при исполнении музыкальных произведений, написанных в быстром темпе: из-за инерционности нити свет "не успевает" следовать за музыкой.

Современная техника производства электровакуумных приборов даёт конструкторам цветомузыкальных установок источники света, свободные от этих недостатков. К таким источникам относятся ксеноновые газоразрядные лампы типа ДКСШ-1000Б (или ДКСШ-200Б). Спектр излучения этих ламп непрерывен и по цветности очень близок к прямым солнечным лучам. Поэтому поверхности и тела, освещённые ксеноновыми лампами, воспринимаются глазом, как освещенные солнцем. Кроме того, эти лампы малоинерционны, хорошо управляются по яркости.

И еще одна проблема – светофильтры. При окраске ламп даже самыми высококачественными лаками не удаётся получить хорошего цвета. В цветомузыкальных установках трудно добиться правильного цветовоспроизведения, если плох светофильтр. Пока лучшими являются светофильтры, выпускаемые нашей оптической промышленностью: для красного цвета – КС-13 или КС-14 (толщина 3–5 мм), для зеленого – ЗС-1 или ЗС-6 (толщина 1 мм), для синего – СС-1 или СС-8 (толщина 1–2 мм). Несколько хуже плёночные светофильтры, используемые при съёмке цветных кинофильмов.

Создатели цветомузыкальной установки особое внимание обращают на конструкцию экрана. Форма его продумывается с особой тщательностью. Ведь, кроме технической нагрузки, экран имеет и эстетическое значение.

Сотрудники Ленинградского научно-исследовательского института имени А. С. Попова (ИРПА) установили, что оптимальной формой поверхности экрана является шар. При такой форме экрана источники всех трех основных цветов могут иметь произвольную форму и находиться в любых точках пространства внутри сферы.

Начинающие конструкторы могут проводить свои эксперименты с цветомузыкой, используя в качестве экрана матовый шар от электросветильника, применяемого для освещения улиц. Это позволяет получить неплохие результаты.

Можно придать экрану форму, значительно отличающуюся от сферы, но важно помнить, что экран цветомузыкальной установки не должен быть похож на киноэкран или экран телевизора. Это вызовет ненужные ассоциации и отвлечёт от восприятия музыки. В то же время не рекомендуются и слишком смелые, "абстрактные" очертания. Ломаные линии экрана будут затруднять восприятие цвета, зрительно перегружать его.

В простейших конструкциях начинающих любителей можно использовать и плоские экраны. Как и в кино, здесь возможна прямая проекция света на экран (диапроекция) и проекция "на просвет", при которой источники света устанавливаются за экраном. Специальные отражатели и короткофокусная оптика позволяют располагать источники света в непосредственной близости от экрана. Это делает возможным создание компактных установок, что в любительских условиях имеет немаловажное значение.

При прямой проекции экран должен быть непрозрачным. Его можно изготовить из полотна, отбеленной бязи или повинола (хлопчатобумажное полотно с нанесенным на него слоем полихлорвиниловой массы). На поверхность повинола наносится алюминированное отражательное покрытие с тиснением ячейкового профиля.

Если экран изготовляется из полотна, то на него нужно нанести белое покрытие, чтобы повысить отражательную способность. Для изготовления белого покрытия применяют бариевую пасту. Рекомендуем следующий состав пасты (в граммах):

сернокислый барий 59,19
желатин фотографический 2,19
глицерин 3,19
фенол кристаллический 0,036
ультрамарин 0,094
вода 35,34

Одного килограмма пасты достаточно, чтобы покрыть экран площадью 3 м2. Паста наносится в два слоя.

При создании экранов, работающих "на просвет", в качестве материала для экрана можно использовать батистовую ткань, матовое оргстекло или карандашную кальку. Под кальку подкладывается слой театрального тюля.

Для небольших установок рекомендуем экран описанного нами инструмента "Радуга-1". Он был склеен из кусков матированного оргстекла. На расстоянии около метра от него располагались металлические отражатели от медицинской аппаратуры "Соллюкс" с лампами накаливания (220 в, 75 вт).

Известный интерес представляет экран, созданный в Институте технической кибернетики для цветомузыкальной установки, о которой рассказано в начале главы. Этот экран имеет форму неправильного многоугольника, состоящего из отдельных треугольников, обтянутых повинолом. Многоугольник обрамляет черная бархатная рамка, усиливающая контрастность цветовой гаммы. Экран затянут театральным тюлем, сглаживающим тона и создающим дополнительный эффект "мерцания". Впоследствии, перед отправкой в Лондон, этот экран был заменен экраном из сплошного повинола, имеющим форму правильного эллипса.

По мере увеличения мощности источников света в установках цветомузыки экраном станет весь зрительный зал, цвет будет окружать зрителя-слушателя со всех сторон. Такой способ "наполнения" цветом зала кажется нам самым лучшим. Выше мы приводили рассказ конструктора Е. А. Мурзина о таком зале для цветомузыкальной установки, строящемся в музее А. Н. Скрябина.

Переходной формой от плоских экранов к экранам-сферам могут быть большие объемные экраны. Такой экран был создан в Свердловске для цветомузыкальной установки "Радуга-2", описание которой приводится в конце главы. Этот экран изготовлен из опалового оргстекла толщиной 4 мм. Он имеет форму многогранника. Основой его является каркас из восьмимиллиметрового прозрачного оргстекла.

Опаловое оргстекло крепится к каркасу при помощи винтов. Постамент, на котором установлен объемный экран, изготовлен из алюминиевых уголков размерами 30х30 мм. В основании постамента смонтированы источники света, светофильтры и сельсины, управляющие заслонками, которые перекрывают световой поток ламп. Источниками света служат лампы накаливания мощностью 500 Вт (лучший результат могут дать ксеноновые лампы). Постамент облицован черным оргстеклом.

Вопрос о форме и конструкции экранов для цветомузыки вызывает много споров. Нужна ещё большая работа экспериментаторов для нахождения оптимального варианта. Над формой экранов должен работать не только инженер-конструктор, но и художник-дизайнер.

Простой цветомузыкальный инструмент.

Жесткая программа, заложенная в схему цветомузыкальных установок, работающих на принципе разделения цвета в зависимости от частоты, не позволяет конструктору вмешиваться в процесс преобразования музыки в цвет. Хотя в такой цветомузыкальной установке анализ музыки и преобразования её в цвет происходит автоматически, это не удовлетворяет взыскательного зрителя, так как многие свойства звука вообще не учитываются при таком автоматическом преобразовании.

Многие конструкторы цветомузыкальных установок мечтают о таком инструменте, в котором преобразование музыки в цвет происходило бы не автоматически, а в каждом отдельном случае позволяло бы исполнителю выразить своё "видение" музыкального произведения. Возникла потребность в создании цветомузыкального инструмента, на котором можно было бы исполнять партию цвета так же, как мы играем на обычном музыкальном инструменте. Поэтому создание такого цветомузыкального инструмента, предложенного инженером К. Л. Леонтьевым, вызывает интерес у многих любителей цветомузыки. На этом цветомузыкальном инструменте исполнитель сам интерпретирует партию цвета, сообразуясь со своим чувством синопсии.

Появляется возможность сравнить игру нескольких цветомузыкальных исполнителей. Если изготовить два или три таких инструмента, то художественные возможности цветомузыкального сопровождения заметно возрастут. Можно будет воспроизводить на одном экране две или три меняющиеся во времени цветовые картины. Музыка продиктует исполнителям различные гармонические изменения цветовых сочетаний. Уровень цветомузыкального концерта будет зависеть только от исполнительского мастерства цветомузыканта.

Устройство цветомузыкального инструмента несложно. Он состоит из проектора "Свет" (или другого какого-нибудь диапроектора, применяемого для демонстрации диапозитивов или диафильмов) и специального самодельного поляроидного объектива. В цепь питания проектора включается реостат для регулировки силы тока и яркости света. Вместо реостата можно применить регулятор напряжения типа РНШ, выпускаемый заводом Учтехпрома, или регулятор напряжения типа ЛАТР. Перед объективом диапроектора устанавливаются два поляроида. Один из них неподвижен, другой прикрепляется так, чтобы его можно было поворачивать вокруг оптической оси объектива на 180 градусов. При поворачивании подвижного поляроида относительно неподвижного на небольшой угол происходит изменение окраски светового потока. Так, вращая подвижный поляроид, можно "пройти" весь спектр – от красных лучей до фиолетовых.

Самая ответственная часть нашего цветомузыкального инструмента – это объектив из поляроидной плёнки. Для изготовления такого объектива нужно взять два кусочка поляроидной плёнки размером 55x55 мм и каждому придать форму круга. Чтобы правильно сориентировать поляроидную плёнку при сборке объектива, конструктору понадобится монтажный столик, который применяется кинолюбителями при монтаже фильмов.

Если такого столика не окажется, можно изготовить несложное приспособление, заменяющее его. Возьмите ящик без дна, укрепите в нем патрон с электрической лампочкой, накройте ящик калькой и сверху – куском стекла. Наше вспомогательное приспособление готово. Теперь один кусок поляроидной плёнки положите на стекло и закрепите его неподвижно, сверху наложите прозрачный кусок целлофана (без царапин), на него – второй кусок поляроидной пленки. Теперь медленно вращайте верхний кусок поляроидной пленки – вы увидите, как меняется цвет.

Вращением поляроида в одну сторону можно добиться появления синих тонов, в другую – желтоватых тонов. Если цвета будут блеклыми, нужно увеличить количество целлофановых прокладок между поляроидными плёнками. Следует добиться того, чтобы поворотом подвижного поляроида можно было получить последовательное появление всех цветов спектра. В положении пурпурного цвета подвижный поляроид нужно точно зафиксировать, зажав его между стеклянными дисками. Торцы стеклянных дисков заделываются быстротвердеющей мастикой или горячим сургучом. Так же поступают и с неподвижным поляроидом.

Таким образом, у конструктора получатся два объектива: в одном – поляроид с целлофановыми плёнками, во втором – одна только поляроидная плёнка. К ним нужно сделать объективодержатели. Они изготовляются по диаметру получившихся объективов из бронзы, латуни, дюралюминия или даже из дерева. Объектив, в котором имеются целлофановые пленки, закрепляется неподвижно почти у самого объектива фильмоскопа; второй объектив устанавливается дальше таким образом, чтобы с помощью специальной ручки его можно было поворачивать вокруг оптической оси объектива фильмоскопа. Подвижный объектив ориентируется таким образом, чтобы целлофановые плёнки оказались между ним и неподвижным поляроидом.

Далее остается включить фильмоскоп-проектор, направить его световой поток на экран и вращением ручки подвижного поляроида получать цветовые картины.

Играть на нашем цветомузыкальной инструменте очень просто. Регулируя силу тока лампы, получаем на экране свет разной яркости. Вращая ручку объектива с поляроидом, получаем меняющиеся цвета на экране. Остальное зависит от восприятия цвета, вкуса исполнителя и характера музыки, которую он сопровождает.

Цветомузыкальный эффект усиливается, если одновременно используются две-три такие установки и их световые потоки проецируются на общий экран. Тем, кто впервые знакомится с цветомузыкой, рекомендуем изготовить такой инструмент.

Взгляд в завтра.

Конструируя первые цветомузыкальные установки, учёные Института технической кибернетики преследовали весьма обширные цели. Не случайно в плане работы института эта тема исследований значилась под многозначительным названием: "Преобразование звуковой информации в цветовую". Учёным стало ясно, что преобразование звуков в цвет может найти применение не только в искусстве, но и в различных областях науки, техники и производства.

В последние годы, по мере развития науки и техники, человеку приходится управлять всё более сложными машинами и агрегатами. Достаточно вспомнить, например, новый Серпуховский ускоритель микрочастиц, сверхзвуковой реактивный лайнер ТУ-144, космические корабли "Союз-6", "Союз-7" и "Союз-8". Все острее встает вопрос о взаимоотношениях человека и машины.

С помощью лампочек, световых табло, измерительных приборов машина информирует человека об обстановке, в которой она действует, о её собственном состоянии. Эта информация очень динамична и многообразна. В сложных автоматических системах информация обрушивается на человека, подобно лавине.

Но в каждый момент времени наиболее существенное значение имеют не все узлы и агрегаты машины, а только некоторые из них. Например, при посадке самолёта – это устройства, обеспечивающие своевременный выпуск шасси и работу бортовых приводных радиостанций. Оператор должен сосредоточить свое внимание не на всей панели управления, а только на определенных приборах. Зачастую это бывает довольно трудно сделать.

На помощь может прийти взаимосвязь между слухом и зрением. Комбинируя определенным образом звуковые и световые сигналы, можно достичь концентрации внимания человека на наиболее важных приборах, или, наоборот, переключения его внимания с одних объектов на другие.

Устройства для преобразования звука в цвет найдут применение в автоматике при контроле за работой станков и агрегатов на автоматизированном производстве. Автоматически действующая система будет анализировать все изменения ритма и громкости станков, вызванные появлением неисправности в той или другой машине. Изменение цветовой картины, наблюдаемое диспетчером, позволит немедленно определить место и характер неисправности.

Пройдет ещё совсем немного времени, и тысячи цветомузыкальных установок засветят свои экраны. Наше воображение переносит нас в 197... год.

Видится нам чудесный ансамбль Кремля теплым майским вечером. Только что отгремел торжественный салют, и вдруг над Красной площадью зазвучала музыка. Десятки мощных звуковых излучателей доносят до каждого, стоящего на площади, чудесные музыкальные аккорды. И словно по волшебству над головами праздничной толпы возникает фантастический цветовой шатер, меняющий свой цвет в такт с музыкой. Зеленые и красные сполохи мечутся по небу. Площадь то погружается в золотистые тона восходящего солнца, то тонет в зеленовато-желтом цвете безбрежных полей и лесов... С последними аккордами музыки над площадью проносятся пурпурно-синие молнии. Грандиозное зрелище исчезает, с последними звуками вспыхивают лампы освещения. Но долго ещё не расходятся люди, очарованные великолепием увиденного.