Джон чоунинг — «отец» цифрового синтезатора

Posted on by riasevastopol

Задолго перед тем, как Стэнфордский Университет начал считаться колыбелью высоких разработок, самый прибыльный из его патентов был взят благодаря никому не знаменитому композитору с музыкального факультета. За прошедшие два десятилетия его изобретение, «синтез частотной модуляции», принесло учебному заведению $25 000 000 в виде авторских отчислений.

Но что более принципиально важно, открытие FM-синтеза совершило революцию в музыкальной индустрии и открыло целый мир цифровых звуковых возможностей. Компания Yamaha применяла данное изобретение для первого в истории массового рынка цифрового синтезатора — устройства, выяснившего звучание музыки 80-х.

Позднее эта разработка отыскала собственный использование в создании звуковых карт, игровых консолей, персональных компьютеров и мобильных телефонов.

Не обращая внимания на ошеломительный успех патента, его создателю, врач Джону Чоунингу, очень способному композитору, отказали в должности учителя в Стэнфорде ввиду того, что он был «не от мира этого». В классической для того времени университетской музыкальной программе его изыскания в области цифровой музыки сочли неуместными, а кандидатуру отвергли. Однако, следуя рвению изучить новые пределы звука, Чоунинг в конечном счете дал новое определение роли музыки, отыскал собственный путь обратно в Стэнфорд и стал заведующим кафедры собственной широко известной программы.Джон чоунинг — «отец» цифрового синтезатора

Это история подлинного первопроходца, не хотевшего идти на компромиссы со своим любопытством, человека, которому вместе с маленькой группой исследователей удалось убедить мир в том, что компьютеры смогут играться ключевую роль в создании музыки.

  • Все, чего вы не знали о Стэнфордском тюремном опыте

Эхо в пещерах

Джон Чоунинг в юные годы

Джон М. Чоунинг появился в осеннюю пору 1934 года, в Сейлеме, Нью-Джерси. Ввиду Великой Депрессии, в семье Чоунинга делали все возможное, дабы обеспечить скромные бытовые потребности двух дочери и сыновей. Музыкальные инструменты, что логично, в перечень вещей первой необходимости не входили.

Не обращая внимания на это, Чоунинг испытывал практически мистическую тягу к музыке. «Я обожал пещеры еще будучи ребенком,» вспоминает он . «Я отправлялся в поход в горы Аппалачи, забирался в местные пещеры и просто слушал звуки эха. Это были загадочные, воистину чудесные места».

Природная акустика вдохновила 8-летнего Джона забрать в руки скрипку, не смотря на то, что данный инструмент ни при каких обстоятельствах его по-настоящему не завлекал. По окончании переезда в Уилмингтон, штат Делавер в первой половине 40-ых годов двадцатого века и поступления в местную школу , «великий преподаватель музыки» открыл Джону то, что навеки станет его подлинной любовью — ударные.

Потому, что Чоунинг уже умел просматривать ноты, его вначале зачислили в ряды цимбалистов, но скоро он перешел к барабанам. Ударные стали его страстью, и он в недалеком будущем начал играться достаточно прекрасно. «Музыка была для меня целым миром, не было ничего ответственнее ее», говорит Чоунинг.

По окончании окончания школы Джон ушел в армию, где, благодаря своим навыкам, был зачислен в качестве барабанщика в один из джазовых оркестров ВВС Соеденненых Штатов. «В том месте было большое количество хороших музыкантов, каковые своим присутствием побуждали меня играться все лучше — музыкантов, каковые изначально превосходили меня в мастерстве», согласится он. «Так что собственную технику было нужно производить под давлением». В течение трех лет он гастролировал по Европе вместе с группой, утоляя возрастающий интерес нации к новому музыкальному перемещению — джазу.

Военно-морской джазовый ансамбль США (середина 1940-х)

Он возвратился в Соединенных Штатах с аттестатом о среднем образовании, полученом по программе помощи солдатах, и поступил в Университет Виттенберга, маленькую школу гуманитарных наук, на чем настоял его папа. Тут он с головой погрузился в творчество современных композиторов — Беллы Барток, Игоря Стравинского, Пьера Булеза. «Мне было весьма комфортно играться дома», говорит он. «В импровизации я отыскал личный путь к новой музыке.»

И это был тот путь, что в конечном счете приведет его обратно в Европу.

По окончании выпуска из университета во второй половине 50-ых годов двадцатого века, Чоунинг написал письмо Наде Буланже (Nadia Boulanger), известному французскому композитору, которая научила многих ведущих музыкантов ХХ века. Джон был принят и совместно со своей женой отправился во Францию, где присоединился к сорока вторым одаренным студентам. В течение следующих 2 лет, Джон виделся с мастером раз в неделю для очень интенсивных занятий. «Это было весьма плодотворное время для меня,» вспоминает он. «Я определил большое количество нового о гармонии и контрапункте».

Но основное открытие для Джона — то, что окончательно поменяло его жизнь — случилось на протяжении визита Le Domain Musical, серии авангардных музыкальных концертов в Париже, каковые обычно включали в себя экспериментальную музыку:

«В ряде произведений употреблялись громкоговорители. Кое-какие отрывки попросту поменяли мою жизнь. В композиции Карлхайнца Штокхаузена (Karlheinz Stockhausen) находился предварительно записанный четырехканальный отрывок с хором мальчиков.

Данный пространственный нюанс привлек мое внимание: применение громкоговорителей помогло создать иллюзию иного пространства, параллельного тому, в котором мы слушали музыку».

Чоунинг пребывал в благоговейном удивлении, пока остальные, более «традиционно-настроенные» студенты и музыканты «освистывали, кричали и всячески высказывали собственный негодование по окончании окончания пьесы.» И не смотря на то, что электронная музыка тогда только-только зарождалась в Европе, в то время она еще не была столь популярной и не имела широкого признания, в особенности среди опытных музыкантов.

На протяжении собственной следующей встречи с Буланже, Джон смущенно рассказал о любопытстве к «музыке громкоговорителя», ожидая непонимания и насмешек. Вместо этого, его преподаватель одобрила интерес и порекомендовала всячески развивать это увлечение. Но, как скоро определил Чоунинг, электронная музыка «в значительной степени зависела от особых студий с продвинутым оборудованием».

И не смотря на то, что Джон всячески стремился изучить данную новую разновидность музыки, у него не было ни денежной, ни техвозможности для этого.

«Услышав эту музыку в Париже, я поразмыслил, что имел возможность бы делать подобное, легко руководя громкоговорителями», вспоминает Чоунинг. «Для меня было громадным разочарованием выяснить, что все зависит от куда более сложных разработок.»

  • Как музыка воздействует на продуктивность?

Стэнфордский композитор-неудачник

За неимением возможности развить интерес к электронной музыке, Чоунинг возвратился в Соединенных Штатах и поступил в музыкальную докторантуру в Стэнфордском университете, став перкуссионистом в школьном симфоническом оркестре. Неспешно он начал углубляться в сторону более классического репертуара.

И вот тогда, зимний период 1963-го, на протяжении второго года обучения, друг перкуссионист вручил Джону пара страниц, оторванных из научного издания. Чоунинг тогда только мельком посмотрел на них и сунул в карман, но несколько недель спустя он прочел их более пристально. Статья, озаглавленная «Компьютер как музыкальный инструмент», была написана молодым ученым из Bell Laboratories по имени Макс Мэтьюз (Max Mathews).

Вначале Джон фактически ничего не осознал.

«Я ни при каких обстоятельствах кроме того не видели компьютера и мало что осознал», — согласится Чоунинг. «Но была пара высказываний, привлекших мое внимание — особенно о том, что компьютер способен издавать фактически любой звук».

Схемы из издания Мэтьюза; Особая коллекция Стэнфордской Библиотеки

Статью сопровождали пара схем, каковые сперва были далеко за гранью понимания Джона, но любопытство подталкивало его вперед, и скоро он имел возможность по кусочкам организовать собственное познание этих процессов:

«Компьютер передает числа в цифровой аналоговый преобразователь, что после этого преобразовывает данные в пропорциональное напряжение, передаваемое на громкоговоритель…это вынудило меня отыскать в памяти все те громадные студии в Европе. Я считал, что если бы имел возможность обучиться генерировать эти числа, получить доступ к компьютеру и динамику, то никакого аналогичного дорогостоящего оборудования мне и не потребуется! »

Не обращая внимания на то, что Чоунинг был всего лишь плохим перкуссионистом без каких-либо навыков в электронике, он не стал мешкать. Вместо этого он решил воспользоваться «довольно-таки хорошими компьютерами» на кафедре Стэнфорда, поступив в класс программирования. Применяя громоздкий Burroughs B-5500, являющийся в то время последним чудесным образом техники, он обучился кодировать в ALGOL.

Совокупность Burroughs B-5500 : первый компьютер, что Чоунинг применял для музыки

К лету 1964 года, приобретя базисные знания навыки применения как самой автомобили, так и языка программирования, Джон решил совершить путешествие в Мюррей-Хилл, Нью-Джерси, дабы встретиться Максом Мэтьюсом (Max Matthews), человеком, написавшим ту самую статью, что так вдохновила изобретателя. В то время, когда Чоунинг прибыл, Мэтьюс был приятно удивлен и забрал любопытного музыканта под собственную опеку. Чоунинг вспоминает:

«Я заявил, что желал бы применять его программу «Music 4», и он дал мне громадную коробку перфокарт. Любая из них представляла собой определенную форму сигнала — синусоидальную, треугольную волну и еще большое количество чего. После этого, еще одна карточка информировала компьютеру, как подключить их, и модулировала частоты.

Вы имели возможность генерировать тысячи и тысячи синусоидальных периодов посредством всего лишь пары перфокарт».

В то время Стэнфорд не был склонен к рискованным проектам и его музыкальная программа, например, была очень классической, если не сообщить «закостенелой». Как и во Франции, коллеги Чоунинга в открытую потешались над незнакомыми, чуждыми понятиями электронной музыки.

«Это противостояло всем понятиям того времени: многие говорили, что я обесчеловечиваю музыку!», смеется Чоунинг. «А я ответил: возможно, я компьютеру больше человечности?»

Не обращая внимания на негативную реакцию сотрудников, в то время, когда Чоунинг возвратился в Стэнфорд от Мэтьюза с коробкой, полной перфокарт, он отыскал наставника в лице доктора наук Лиланда Смита (Leland Smith):

«Лиланд Смит был единственным человеком во всем университете, что осознал меня и сообщил: “дерзай, позже поведаешь мне, что определил”» — вспоминает Чоунинг . «Это был весьма классический отдел в то время, их главный интерес заключался в исполнительской практике и историческом музыковедении; в противном случае, чем занимался я, достаточно очень сильно расходилось с этими заинтересованностями, но Лиланд старался всячески поддерживать меня».

До тех пор пока Чоунинг старался вникнуть в довольно малоизвестный ему мир компьютерной музыки, Смит на год уехал в Европу в отпуск. Но перед тем как он ушел, он просил Чоунинга дать обещание ему одно: «Продемонстрируйте мне, чему вы обучились, в то время, когда я возвращусь.»

  • Из-за чего аналоговая разработка все еще жива в цифровом мире?

Открытие FM-синтеза

Годами ранее, в то время, когда Чоунинг получал образование Париже, в один раз он наткнулся на скульптуру румынского живописца Константина Бранкузи — «Птицы в Космосе». «не забываю, как стоял и наблюдал на данный красивый образчик модернизма: несложной и элегантный, но одновременно с этим очень сложный», вспоминает Джон. «Любая линия направляла взор в небо, и данный эффект был поразительно силен».

Как раз в тот момент у него появилась мысль создания «пространственных иллюзий» — звуков, талантливых двигаться подобно изгибам данной прекрасной скульптуры.

В конце 1964 года, в то время, когда Лиланд Смит был за рубежом, Чоунингу в голову пришла увлекательная идея: он захотел создать некоторый «континуум», талантливый обеспечить перемещение звуков в 360-градусном пространстве. В то время не так уж и большое количество было известно о том из-за чего и как именно происходит перемещение звуков в открытом космосе; так что первостепенной задачей Джона стало создание звуков, каковые «владели бы не только угловым распределением, но и радиальным расстоянием». И дабы добиться этого, он осознал, что обязан с головой уйти в акустику, равно как и в науку аудиального восприятия.

На следующие два года опальный музыкант засел за книги. «Мне необходимо было очень многое определить об аудио-инжиниринге, психоакустике и восприятии звука (отличием между громким и родным, и громким и далеким звучанием)», говорит Чоунинг. «Все это я сделал чтобы реализовать собственные композиторские амбиции».

Во второй половине 60-ых годов двадцатого века путь Джона в качестве студента Стэнфорда подошел к концу. С надежными рекомендациями собственного советника, Лиланда Смита, и других сотрудников факультета, он влился в ряды персонала уже в качестве помощника доктора наук композиции.

Чоунинг начал проводить все солидную часть собственного свободного времени в «подземельях» лаборатории ИИ Стэнфордского университета, где он имел возможность получить доступ к компьютерам и разбирать свойства звуков, с которыми трудился. Как раз тут, поздней осенней ночью 1967 года, Джон добился неожиданного прорыва в собственных изысканиях:

«Я экспериментировал с весьма стремительным и глубоким вибрато (музыкальный эффект, характеризующийся стремительным, пульсирующим трансформацией высоты тона). Когда я поднял скорости и эти показатели глубины, я осознал, что больше не замечаю продолжительности звучания и мгновенного изменения тона.»

Говоря несложными терминами, любой звук — к примеру, звук скрипичной ноты В — владеет собственным тембром (определяющее уровень качества тона), и формирует звуковую волну. Звуками возможно манипулировать при помощи определенных эффектов, как естественных (игра на инструменте в громадном помещении формирует реверберацию и\или эхо), так и неестественных (при манипуляциях со скрипичной нотой возможно взять как вибрато, так и волнообразный звук). Находящиеся в распоряжении Чоунинга звуковые карты были способны воспроизвести эти эффекты в цифровом виде.

Чоунинг понял, что при помощи двух несложных сигналов — один из которых есть носителем, чья частота модулируется вторым знаком — он может создать весьма стремительный вибрато, талантливый создавать сложные гармонические либо негармонические тона, в зависимости от глубины и частоты модуляции сигнала. Он назвал это «синтез частотной модуляции» (frequency modulation synthesis), либо FM-синтез. Звуки, приобретаемые в следствии применения данного способа, имели полностью чужеродное звучание:

«Я осознавал, что был, возможно, первым человеком, что когда-либо слышал эти звуки. Что-то музыкальное, что, вероятнее, никто и ни при каких обстоятельствах не слышал ранее — по крайней мере, на данной планете.»

«Это было открытие, на 100% идеальное благодаря слуху: я не имел ни мельчайшего представления о его математической составляющей. То был продукт только моего музыкального образования».

Джон понял, что для полного понимания использования на практике этого открытия он обязан вначале осознать математическую составляющую, которая делает вероятным создание таких звуков. Это было проблемой: в собственные 30 лет последний раз Джон занимался математикой на первом курсе университета — а также тогда он был должен выпрашивать минимальный проходной балл.

Но не влекло вперед закоренелой страстью к изучению музыки, к достижению ранее неведанного звука. И ему помогали: вначале «ангел-хранитель», Дэвид Пул (David W. Poole), бакалавр математики, научивший его трудиться с компьютером, а после этого инженеры и учёные из лаборатории ИИ (ИИ) Стэнфордского университета. «Открытие непременно было волнующим, но его потенциал, его вероятное применение в моей музыке — вот что по-настоящему влекло меня, а не само открытие, либо изобретение», вспоминает Джон.

Так, доктор наук музыки начал проводить бесчисленные часы, уткнувшись в книжки по математике и консультируясь у исследователей в лаборатории ИИ. «Неспешно я обучился осознавать FM-уравнение при помощи программирования и математики, и выяснил, что оно владеет огромной важностью, незаметной для многих людей».

«Важность» заключалась в том, что FM-синтез мог быть применен для производства точных цифровых репликаций настоящих инструментов. Несложнее говоря, это имело возможность открыть для музыкантов полностью новый мир кастомизации, варьируемых настроек и изменений звука.

Но Чоунинг не имел возможности пренебречь главными обязанностями собственной работы. Как и все доктора наук в музыкальном отделе, он был обязан систематично придумывать произведения, в надежде на то, что его работа возьмёт признание среди сотрудников. Он кроме этого должен был делать нормативы преподавательской деятельности, что также отнимало большое количество времени.

Вот так, разрываясь между увлечениями и обязанностями, он совершил следующие четыре года в работе над FM-репликацией и синтезом звуков разных музыкальных инструментов.

  • Моцарт как лекарство: научные факты о пользе музыки для здоровья

Стэнфордский период Врача Чоунинга

К 1970 году Чоунингу удалось при помощи частотной модуляции имитировать разные тона — звуки ударных, духовых инструментов, певческих партий — пускай и в пара рудиментарной форме. В то время, когда он поведал о собственной находке Максу Мэтьюзу, ученому из Bell Labs, чьими трудами он вдохновлялся, Мэтьюз «целиком и полностью проникся» важностью данного открытия; с одобрения Джона Пирса, тогдашнего начальника исследовательского отдела Bell Labs, Мэтьюз внес предложение Джону подать заявку на патент.

В те дни у докторов наук-новаторов в Стэнфорде было два варианта: они имели возможность развивать собственные изобретения самостоятельно, так принимая на себя все денежные и правовые риски, либо имели возможность подать заявку в Стэнфордский Отдел Технологического Лицензирования (англ. OTL).

OTL, что в то время был одним из сравнительно не так давно созданных отделов, был для Чоунинга наименее рискованным вариантом: он разрешал избежать всех рисков, был способен оказать помощь разобраться с денежной стороной лицензирования разработки (что, к вашему сведению, составляло от $30 до $40 000) и давал Джону полный доступ к проекту. Минусом являлось то, что университету доставалась львиная часть дохода от патента, оставляя изобретателю только маленький процент.

«Я не желал связываться с юристами — я писать собственную музыку», говорит в собственную защиту Чоунинг. «Я беспокоился не столько о деньгах, сколько о собственных творениях. Ну и, конечно, я сообщил «Прошу вас, берите».

За символическую плату в $1, Джон отписал патент на FM-синтез Стэнфордскому отделу OTL, что после этого начал продолжительный процесс обхаживания инструментальных компаний. Тем временем, отечественный храбрец затаился и сосредоточился на интеграции собственного открытия в создание собственной музыки. Sabelithe, произведение, которое он начал во второй половине 60-ых годов двадцатого века и завершил только в первой половине 70-ых годов двадцатого века, было первой композицией, включавшей в себя FM-синтез. Если вы пристально прослушаете отрезок между 4:50 и 5:10, вы услышите барабанный тон неспешно преобразовывающийся в звук трубы:

Годом позднее он представил миру Turenas, первую электронную композицию, которая включала в себя «звуковую иллюзию», двигающуюся в 360-градусном пространстве. «В большинстве случаев, в то время, когда композитор готовит произведение, в нем присутствует пара струнных квартетов, одна-две симфонии, камерная музыка», говорит Чоунинг. «У меня был только компьютер и пара колонок».

И не смотря на то, что Джон вспоминает сутки премьеры его композиции, как «сутки, в который осуществились все его вынашиваемые годами грезы», его современники не были так же поражены. Годами ранее, будучи студентом в Париже, он замечал, как полный зал яростно освистывал перфоманс электронных композиторов; сейчас он стал объектом ярой критики, и не смотря на то, что слушатели не были изначально так уж враждебно настроены, они показали полностью то же нежелание принять эту новую разновидность музыки. «То, что я слышал в Turenas, кардинально отличалось от того, что слышали приглашенные для оценки моей работы композиторы.

Да и какой суть презентовать подобное «космическое» звучание людям, привыкшим слышать хорошую музыку? Университеты консервативны — они движутся вперед, но очень медлительно — и отклонение от традиций постоянно будет очень непопулярным ответом.

Не обращая внимания на его весомый вклад в развитие данного направления в ранних 70-х (что включало в себя широкое изучение структуры FM-синтеза и его разнообразного применения), Джон скоро оказался в затруднительной ситуации.

По окончании семи лет в роли помощника доктора наук, пришло время уйти в отпуск. «В таковой период в Стэнфорде тебя или повышают, или предлагают отыскать работу где-то еще. И вот, пока я пребывал в творческом отпуске, мне сказали, что моя предстоящая преподавательская деятельность более не пользуется спросом». И не смотря на то, что настоящая обстоятельство данного ответа так и не была предоставлена, Чоунинг признает, что бесчисленные часы, совершённые за «созданием компьютерной музыкальной совокупности», не рассматривались управлением как нужное дополнение к его главным задачам.

Первое время эта новость была воистину сокрушающей для молодого академика:

«Уход из Стэнфорда повлек за собой громадные сложности. У меня была семья, и мне необходимо было отыскать метод ее содержать. Но я все еще ощущал, что обязан продолжить начатое.

Это было через чур принципиально важно для меня, дабы вот так забрать и все кинуть. Я был в цифровом мире, но целый процесс носил только музыкальный темперамент. Программирование, понимание и создание звуков того, как эти две вещи соотносятся — все, что имело для меня суть в то время».

И вот, словно бы так было задумано, знаменитый французский композитор Пьер Булез (Pierre Boulez) связался с Джоном и внес предложение ему должность консультанта в Париже. Булез в то время считался «громадной шишкой» в мире музыки — являясь дирижером Нью-Оркестра и Йоркской филармонии BBC — он был аттестован премьером Франции для университета изучения экспериментальной музыки. Пьер сохранял надежду, что итоговый проект, IRCAM (координации и Институт исследования музыки и акустики), заинтересует Чоунинга.

Джон мгновенно воспользовался предоставленной возможностью и скоро опять был в Париже, помогая сотрудникам в развитии программы. До тех пор пока Чоунинг наслаждался собственной новой ролью, эксперты в Стэнфорде пробовали отыскать коммерческое использование патенту на FM-синтез. Они связались со всеми большими компаниями, но ни в одной из них не нашлось применения разработки данного открытия, потому что оно намного опередило техвозможности собственного времени.

«Хаммонд, Вурлитцер, Лоури — все они пришли, послушали и сообщили “Прекрасно!”» — говорит Джон, определивший обо всем этом уже позднее. «концепцию они осознавали, но не владели познаниями в области цифровых технологий и программирования, так что все ответили отказом».

В качестве крайней меры, Стэнфорд обратился в японскую компанию Yamaha, специализирующуюся на изготовлении музыкальных инструментов, которая в то время уже начала исследования новейших цифровых разработок. Ко общей эйфории, компания решила дать патенту шанс.

«Yamaha послала молодого инженера в Пало-Альто, и за десять мин. ему удалось разобраться в отечественной технологии. В действительности он осознал все так прекрасно, что в компании решили подписать годовое лицензионное соглашение, потому что осознали, что это будет выгодно для них в денежном замысле».

Одно из первых писем из компании Yamaha в Стэнфорд; Особая Коллекция Стэнфордской Библиотеки

К началу 1975 года управление Стэнфорда начало осознавать, что отпустить Чоунинга было не таковой уж и хорошей идеей. Кроме того, что его патент обеспечивал университету «десятки тысяч долларов каждый месяц», так еще и самого Чоунинга изящно сманил один из виднейших музыкальных деятелей, для оказания содействия в развитии самый продвинутого в мире центра цифровых музыкальных разработок в Париже.

И вот, поджав хвост, управление университета постучалось к Чоунингу с предложением возвратиться обратно, уже в качестве партнера по изучениям. И Джон ответил согласием.

Возвратившись в собственный ветхий офис, Чоунинг не стал тратить время на реструкуризацию музыкального отдела. Вместе с маленькой группой собственных сотрудников — Джоном Грейем (John Grey), Джеймсом Мурером (James Moorer), Лорен Раш (Loren Rush) и своим ветхим советником Лиландом Смитом (занятым в то время созданием музыкальной издательской программы SCORE) — он запускает Центр компьютерных изучений в акустике и музыке (CCRMA, произносится как «карма»).

Цель создания CCRMA была несложна: «сплоченная команда специалистов, трудившихся над синтезом, обработкой, пространственнос

Случайные статьи:

John Chowning \


Подборка похожих статей:

riasevastopol

More Posts