: архив : архив журнала "Звукорежиссер" : 2001 : #5

Чем занимается IRCAM?
Ирина Алдошина

Во время 108 конгресса AES в Париже меня пригласили посетить IRCAM - мировой научный центр компьютерной музыки и акустики.

То, что я увидела и услышала там, оставило такое впечатление, что теперь, перебирая свои самые лучшие воспоминания о Париже, могу без колебаний сказать, что они остались от IRCAM'а, а отнюдь не от Эйфелевой башни и пр.

Необычайные впечатления начинаются с его местоположения: IRCAM входит в ансамбль площади Игоря Стравинского: справа от входа расположено самое странное здание в Париже - музей современного искусства Жоржа Помпиду, по внешнему виду напоминающее старую фабрику, всю в трубах и каких-то конструкциях. Этот шедевр урбанизма, выбранный специальным жюри из 680 проектов, построен двумя архитекторами - англичанином Ричардом Роджерсом и итальянцем Ренцо Пьяно (Рис. 1).

Рис.1 Общий вид центра Ж.Помпиду

Перед входом в институт расположен необычный фонтан (Рис. 2). Только потом выясняется, что именно под этим фонтаном, глубоко под землей, и находится основной научный центр. Комплекс зданий института состоит из трех частей:
- основное здание института с виду совсем небольшое - всего три этажа, но войдя в него, посетители начинают не подъем на лифте, а спуск вниз почти на пять этажей, поскольку основная часть здания расположена глубоко под землей.

Сзади него расположена башня Piano Tower, построенная в 1980 году, в ней размещены административные службы Института.

Идея создать рядом с музеем современного искусства институт, в котором бы создавалось и изучалось современное музыкальное искусство, принадлежит Президенту Франции Жоржу Помпиду. Именно он в 1970 году предложил знаменитому французскому композитору Пьеру Булезу создать и возглавить этот уникальный институт, который объединял бы композиторов, музыкантов, звукорежиссеров (дизайнеров звука) и ученых (акустиков, психологов, музыковедов, программистов и др.) и ставил своей целью создание нового инструментария на базе современных компьютерных технологий для творчества композиторов и исполнителей, и развитие на его основе новых направлений в музыкальном искусстве.

Весь ансамбль, названный "Бобур", был построен в 1977 году. Он получил название IRCAM (Institut de recherche et coordination acoustique/musique - Институт иследований и координации акустики и музыки).

С 1977 года началась активная творческая деятельность института, которая позволила ему выйти на ведущий мировой уровень.

Рис.2 Фонтан Тинчелли

Следует особо отметить, что до настоящего времени институт является государственным, финансируется на три четверти Министерством культуры Франции, хотя получает значительную часть доходов (25%) от коммерческой деятельности (издательской, образовательной и др.). Интересно также, что бюджет института составляет примерно 50 миллионов франков (10 миллионов долларов) в год.

В настоящее время в деятельности института можно выделить следующие направления:
- научно-исследовательская деятельность в области акустики (психоакустики), спектральной (электроакустической) музыки, и музыкальных компьютерных технологий;
- творческая деятельность в создании и развитии основных направлений современного музыкального искусства. Для его популяризации регулярно проводятся фестивали современного музыкального искусства "Агора", концерты, мастер-классы и др.;
- образовательная деятельность - подготовка специалистов по широкому кругу направлений: современное музыкальное искусство, звуковой дизайн, звукорежиссура, режиссура мультимедиа и др;
- просветительская и издательская деятельность - для широкого пользования предоставляется прекрасная мультимедийная библиотека, проводятся публичные лекции музыкантов и программистов, семинары, конференции и др.

Рис.3 Вид заглушенной камеры

Поскольку мы были приглашены для ознакомления в первую очередь с научной деятельностью Института, то начали мы свое знакомство с институтом со спуска под землю, где, как уже было сказано, как раз под знаменитым фонтаном "Тинчелли", и находится основная научная часть института, в том числе восемь научных лабораторий, семь студий, заглушенная камера, экспериментальные аудитории и др. Общая площадь этой подземной части - 3,5 тысячи кв.м, глубина - 16 м.

На первом уровне от земли располагаются отдел психоакустики, отделение по производству аудио- и видеопродукции, музыкальный выставочный зал.

Отдел психоакустики возглавляет известный ученый С.Адамс, с отделом сотрудничают ведущие мировые специалисты в области психоакустики. На базе этого отдела проводятся международные конференции и семинары, им опубликованы десятки интереснейших статей и отчетов - можно без преувеличения сказать, что отдел превратился в один из ведущих мировых центров психоакустики.

Главная цель работы отдела - изучить основные психоакустические механизмы, которые лежат в основе восприятия музыки.

В обстоятельном докладе, который был сделан для нашей группы научным директором Института Н.Винетом, было сказано, что в настоящее время общие научные направления деятельности института в целом сосредоточены на четырех крупных направлениях:
- анализ акустических явлений - свойств звуковых источников (инструментальная акустика), реальных и виртуальных пространств прослушивания (акустика помещений), слухового восприятия (психоакустика);
- синтез звука - от моделирования существующих тембров до создания новых звучаний;
- создание композиций с помощью компьютера - или, в более общем виде, все способы управления музыкальными формами и материалом;
- разработка способов взаимодействия компьютера и исполнителя, в том числе в процессе концертного исполнения в реальном времени.
В решении этих проблем ведущее место принадлежит отделу психоакустики.

В настоящее время он решает несколько задач.

Рис.4 Экран программы Modalis

1. Восприятие и запоминание музыкальных тембров:
- анализ акустических слуховых параметров, лежащих в основе построения многомерных "тембральных" пространств, в которых слушатели организуют ощущаемые отношения между тембрами;
- распознавание тембров различных инструментов, связь физических способов образования звука в инструментах с их тембрами;
- вербальные (словесные) характеристики различных тембров, создание рационального словаря терминов для описания тембров, которые соответствовали бы результатам ощущений.

2. Слуховая организация процессов восприятия звукового окружения, в первую очередь музыкального мира - изучение принципов последовательного и параллельного формирования "слуховых потоков" из поступающей звуковой информации. Изучение на компьютерных моделях принципов слуховой сегрегации уже позволило выявить основные признаки, по которым слуховая система организует звуковые явления в единый последовательный поток (например, синхронность атаки, гармоничность обертонов и др.), или, напротив, разделяет на параллельные потоки, например, основываясь на различии музыкальных тембров.

3. Восприятие современных музыкальных структур - это новый проект, направленный на изучение восприятия подобия при модификации различных музыкальных форм, степени восприимчивости и понятности сложных музыкальных структур музыкантами и немузыкантами и др.

Все исследования производятся с помощью пакета программ PsiExp, специально созданного для проведения различных психоакустических экспериментов: он позволяет подбирать различные стимулы для слуховых тестов, изменять их характеристики, исследовать влияние окружения, различных способов компрессии, маскировки и др. Пакет широко используется не только для научных, но и для медицинских и педагогических целей.

Все полученные в отделе психоакустики результаты широко публикуются.

Как ни жаль было уходить из этого отдела, как ни хотелось задержаться здесь как можно дольше (так бы остаться на несколько месяцев и поработать, но это уж совсем недостижимое желание!), но пришлось спускаться еще на один этаж вниз.

Рис.5 Экран программы AudioSculpt

На втором подземном уровне находятся: отделение инструментальной акустики, отделение акустики помещений, отдел анализа и синтеза звука, отдел Интернет-технологий и студия звукозаписи.

Мы начали знакомство с отдела инструментальной акустики, где нам продемонстрировали в действии компьютерную "физическую модель" саксофона и ее сравнение с живым исполнением. Не могу сказать, что они полностью идентичны, но звучание компьютерного саксофона воспринимается очень близко к живому звучанию.

Физическое компьютерное моделирование различных инструментов и голоса - это главное направление в деятельности отдела (подробно о физическом моделировании см. статью С. Батова "Физическое моделирование - будущее электронной музыки", "Звукорежиссер" 4/1999 - прим. ред.). Физическое моделирование в настоящее время - наиболее перспективное направление в современном электронном синтезе звука, но его создание требует изучения физических процессов вибрации и излучения инструментов, и создания математических моделей этих процессов, что представляет чрезвычайно сложную междисциплинарную проблему. Поэтому отдел, занимаясь на протяжении ряда лет решением этих задач, работает в содружестве с различными университетами и институтами Франции, США и др. стран.

Уже разработаны физические модели кларнета, саксофона, трубы, тубы, гобоя, фагота и др. В настоящее время идет работа над созданием моделей флейтовых инструментов, что требует решения задач по турбулентным струям и является очень сложной проблемой. Для записи акустических характеристик различных инструментов используется прекрасная заглушенная камера (Рис. 3).

В отделе разработан специальный пакет программ "Modalis" (Рис 4). Эта программа позволяет моделировать большие классы вибрирующих объектов: струн, пластин, мембран и т.п., задавая их физические характеристики. С их помощью можно моделировать известные инструменты или создавать какие-то новые виртуальные (например, гонг, размеры которого меняются во времени), можно моделировать способ и манеру исполнения, и многое другое. Несомненно, методы синтеза звуков с помощью физического моделирования инструментов на компьютере имеют огромное будущее.

Следующим отделением, которое нам удалось посмотреть, было отделение Акустики помещений. Главные направления в его деятельности - это выполняемые в основном аспирантами фундаментальные и прикладные исследования в областях:
- измерения и анализа объективных характеристик акустического качества различных помещений;
- анализа принципов слухового восприятия пространства;
- применения звуковых цифровых процессоров к анализу и синтезу звуковых полей;
- моделирования звукового поля в залах различного назначения.

В процессе этих работ был создан уникальный пакет программ "Spatialisateur", который позволяет моделировать и управлять характеристиками звуковых полей с учетом положения и характеристик направленности источника, формы и отделки помещения - как для залов с естественной акустикой, так и для залов, где размещены системы звуковоспроизведения со стереосистемами, системами формата 5.1 и др. Программа также позволяет учитывать субъективные характеристики воспринимаемого звука в помещениях, такие, как яркость, теплота, пространственность и др. Этот пакет широко используется в творческой деятельности композиторов, позволяя им вводить и изменять в процессе исполнения различные акустические характеристики помещения.

Рис.6 Экран программы Diphone

В институте имеется прекрасный зал полузаглушенного типа (Espace de projection) площадью 375 кв.м, где можно варьировать различные характеристики звукового поля и прослушивать различные инструменты и записи в реальном окружении.

Результаты работ этого отдела используются в совместной с фирмой Renault деятельности по изучению звуковых полей в салонах автомобилей, и с французским Комитетом телевидения.

Одно из самых знаменитых подразделений института - это отдел анализа и синтеза звука, девиз которого - "от моделирования реального мира к созданию виртуальных звуковых миров".

Задача отдела - обеспечить музыкантов, композиторов, звукорежиссеров и др. различными моделями синтеза звука, основанными на изучении его тонкой структуры.

Основные направления исследований сосредоточены в развитии:
- аддитивного синтеза, одного из старейших направлений в синтезе звуков, основанного на создании различных комбинаций синусоидальных и шумовых сигналов с варьируемыми во времени параметрами. В процессе развития этой технологии были разработаны новые алгоритмы, увеличивающие скорость обработки в тридцать и более раз, а также создана новая стратегия учета изменения во времени спектральной огибающей (программы синтеза в реальном времени "Additive", "FTS")
. - синтеза с помощью динамической фильтрации в реальном времени. На основе этого метода была создана всемирно известная программа "Chant" для синтеза певческого голоса и речи, которая успешно используется также для моделирования различных инструментов. Она применяется обычно совместно с пакетом "Patchwork", включающим графический интерфейс, специально созданный для компьютерных композиций.
- синтеза с помощью физического моделирования, о котором уже было сказано выше.

Итогом работы этого отдела явилось создание таким пакетов программ, как SVP, "AudioSculpt" (Рис. 5), "Diphone" (Рис. 6) и др., которые реализуют различные алгоритмы синтеза звуков. Последняя программа позволяет перейти к синтезу речи и музыки с учетом артикуляционных параметров. Интересно отметить, что в этом отделе был реализован проект к фильму "Farinnelli" - путем последовательной модификации и сложения тембров двух выбранных реальных голосов воссоздан несуществующий голос кастрата Фариннелли. Эта работа считается одной из лучших демонстраций возможностей современных компьютерных технологий работы со звуком.

На этом же этаже находится прекрасно оснащенная студия звукозаписи, которая занимается записью, реставрацией и выпуском продукции на компакт-дисках. При поддержке Министерства культуры Франции она недавно начала реализовывать большой проект Studio on Line, целью которого является обеспечение специалистов банком данных звуковых файлов в Интернете. Уже сейчас размещены записи нескольких десятков инструментов, более 125 тысяч звуковых семплов (от 700 до 3000 семплов на каждый инструмент в формате 24 бита/48 кГц), с подробным описанием параметров звука (в том числе психоакустических), и способов записи семпла (различное положение микрофонов, реверберационные характеристики помещения и др.). Кроме того, сделаны записи с применением специальной микротоновой техники.

Вторая услуга, которая будет размещена на сайте студии, - это возможность пользователям посылать их собственные звуки и композиции и, задав требования через специальный интерфейс, получить возможность их обработки с помощью всех имеющихся в институте пакетов программ. Этот Интернет-проект находится сейчас в стадии интенсивного развития.

На следующем, третьем нижнем уровне размещается еще несколько научных отделов института:
- отдел информатики, который имеет мощную компьютерную базу - более 200 современных компьютеров, и занимается созданием информационной среды института в Интернете;
- отдел компьютерных технологий, занимающийся в основном созданием и модернизацией программных продуктов и языков программирования;
- отдел автоматики, который занимается, в частности, разработкой современных виртуальных студий звукозаписи и их программным обеспечением и др.

Кроме того, на этом же этаже находятся проекционный зал, лекционный зал и др.

Наконец, на последнем (самом глубоком) уровне размещается прекрасный видеозал с системами пространственного звука (Dolby Surround), стереоскопического телевидения и интерактивного кино.

Следует отметить, что наряду с проведением глубоких фундаментальных исследований Институт тратит много сил и времени на популяризацию полученных результатов: издаются журналы, проводятся конференции, семинары и т.п. Для этого имеются специальные службы. Уделяется внимание и коммерческому использованию результатов исследований: у Института имеются контракты с промышленностью (автомобильной, радио-телекоммуникационной и пр.), активно продаются патенты, лицензии и программные продукты, что дает немалый вклад в бюджет института.

…Выбравшись из под земли и попав в наземную часть здания, понимаешь, что IRCAM - это родной дом не только для ученых, но и для композиторов и музыкантов, поскольку его вторая главная задача - создание и популяризация современной музыки.

Каждый год в IRСАМ приглашается 20-25 композиторов и музыкантов для работы над новыми произведениями. Они получают доступ ко всем современным технологиям и возможность обучения для работы с ними, а также возможность организовать исполнение своих произведений в концертных залах Института на фестивалях, концертах и представлениях. Только за последние несколько лет стажировку в Институте прошли более 300 человек из 37 стран. Композиторы и музыканты имеют возможность работать в хороших студиях и организовывать запись своих произведений на различные носители.

Работы композиторов используются в театральных постановках в центре Жоржа Помпиду, в кино и телевидении, хореографических композициях и мультимедийных представлениях. Для популяризации современной музыки издаются монографии, посвященные современным композиторам, издается два раза в год журнал Cahiers de L'Ircam и популярный журнал Resonance, приглашаются с концертами ансамбли современной музыки. Ежегодно в июне проводится музыкальный фестиваль AGORA.

В наземной части здания размещены основные учебные кафедры института: "музыка и композиция", "музыка и эстетика", "музыка и акустика", "музыка и танец" и др.

Образовательным программам институт уделяет особое внимание. По основным направлениям деятельности института проводятся регулярные стажировки и обучение по специальностям: композитор, мультимедиа-режиссер, звуковой дизайнер (звукорежиссер), музыковед и др.

Кроме интенсивных годичных курсов, имеются четырехнедельные курсы, а также каждое лето проводится Летняя Академия, где в течение недели идут интенсивные занятия в классах композиции, инструментальной музыки, компьютерных технологий и др. В рамках Академии проводятся лекции известнейших музыкантов, программистов и др., проходят выставки, семинары и конференции. Набор заявок производится ежегодно в июне. Заявки подаются до 15мая, и примерная стоимость участия - 580 долларов.

С 1989 года в институте открыта аспирантура (ATIAM), где проводится подготовка специалистов на университетском уровне (срок 3-5лет) по специальностям "музыка двадцатого столетия" и "музыковедение". С 1993 года открыты специальности "акустика", "цифровая обработка" и "компьютерные музыкальные технологии". Аспирантура открыта для специалистов из всех стран, в том числе и из России. Для поступления необходимо представить обоснование темы и уже полученные по ней результаты. По наиболее интересным для института направлениям может быть предоставлена стипендия для обучения - гранты предоставляет французское правительство. Срок пребывания аспирантов может варьироваться от нескольких недель до нескольких лет (в случае полного курса).

Кроме этого, в течение года организуются семинары, лекции и вводные курсы для всех желающих, в том числе специальные курсы для школьников, подготовленные с использованием музыкальных компьютерных игр, созданных в IRCAMе.

На верхнем этаже здания находится Медиатека (мультимедийная библиотека), которая занимается очень важным направлением деятельности Института - информацией и популяризацией его деятельности. В Медиатеке - огромное хранилище книг (более 15 тысяч), журналов, партитур (более 8 тысяч), отчетов, диссертаций, записей музыки на различных носителях (компакт-дисках, кассетах, и др.). Через компьютерные терминалы посетители могут получить доступ к электронным каталогам и ко всем видам информации. Библиотека открыта в определенные дни для всех желающих.

Покидая IRCAM поздно вечером, я испытывала чувство "белой зависти" и большой печали - если бы такой Институт был создан в России, стране, которая всегда рождала множество талантливых композиторов, музыкантов, ученых, программистов - какой бы взлет современного музыкального искусства и науки она могла бы дать миру!

Подводя итоги всему увиденному и услышанному, можно уверенно сказать, что IRCAM - это крупнейший мировой центр современного музыкального искусства и акустики.

Поэтому советую всем, кто интересуется современным музыкальным искусством, компьютерными музыкальными технологиями, акустикой и др., внимательно следить за всеми новинками IRCAM'а, и использовать любую возможность, чтобы поехать туда на фестиваль, стажировку, конференцию, семинар, курсы, в аспирантуру и т.д. Условия поездок и возможности получения грантов для них регулярно публикуются на сайте Института.