1.12.3. Классификация электромузыкальных инструментов

Инструменты, в которых электрическая энергия используется для преобразования, синтеза и усиления сигналов звуковой час­тоты, называются электромузыкальными.Современная музыка очень тесно связана с техникой и всегда находится в прямой зависимости от ее совершенства. Вместе с развитием элементной базы радиотехники совершенствовались электромузыкальные инструменты (ЭМИ). Вначале это были ин­струменты на радиолампах (терменвокс, виолена, эмиритон). Вме­сте с полупроводниковыми элементами появились малогабарит­ные электроорганы. Микропроцессорная техника вызвала к жиз­ни электронные синтезаторы и миди-клавиатуры.

Популярность ЭМИ объясняется их своеобразным тембром. Они могут имитировать звучание почти всех известных инструментов или издавать совершенно оригинальные (волшебные, космиче­ские) звуки, непохожие на естественные и неотличимые от при­родных. ЭМИ характеризуются максимальным музыкальным диа­пазоном и громкостью звучания.

В современных ЭМИ многие музыкальные приемы, например аккомпанемент, автоматизированы, что дает музыканту возмож­ность больше заниматься во время исполнения творческой рабо­той, импровизацией.

По способу звукообразования ЭМИ подразделяют на два вида: адаптеризованные и электронные.

Адаптеризованные музыкальные инструменты. Адаптеризованны- ми называют инструменты, имеющие адаптер (звукосниматель), с помощью которого механические колебания (струны, язычка и др.) преобразуются в электрические, затем усиливаются усили­телем звуковой частоты и преобразуются в звук с помощью акус­тических систем или громкоговорителей. Электроадаптеры могут быть поставлены практически на все инструменты, благодаря чему неузнаваемо изменяется тембр звучания баянов, пианино и дру­гих струнных инструментов.

На пути от звукоснимателя к динамику электрические колеба­ния можно видоизменять: широко менять тембр, вводить различ­ные музыкальные эффекты, придавать звуку вибрацию.

Наибольшее распространение в музыкальной практике полу­чили электрогитары.

В зависимости от конструкции электрогитары подразделяют на акустические, полуакустические и неакустические.

Акустические электрогитары — это обычные гитары, имеющие резонирующий корпус и один или несколько звукоснимателей.

Полуакустические электрогитары имеют верхнюю деку из обыч­ной фанеры и узкие обечайки. Такие гитары без звукоснимателя не имеют полноценного звучания. Они используются для разучи­вания мелодий и различных приемов исполнения.

Неакустические гитары не имеют резонансных дек. Они изго­товляются из целой доски. Без звукоснимателя, усилителя и акус­тических систем эти инструменты не звучат.

Для получения разнообразных тембров звукосниматели распола­гают под струнами в разных местах. При этом звукосниматель, установленный у грифа (там, где амплитуда колебания наиболь

­

шая), лучше передает основной тон (низкие частоты). Звукосни­матель, находящийся у порожка, лучше выделяет высокие частоты и обертоны. Подключая несколько звукоснимателей одновременно, выравнивают звучание инструмента по всему звуковому диапазону.

Гитарист может управлять и вибрацией звука. Для этого у элек­трогитары струны крепятся не к нижнему порожку, как обычно, а к валику, который может поворачиваться вокруг оси с помо­щью рычага. Во время игры гитарист может локтем раскачивать рычаг, натягивая или ослабляя тем самым струны, при этом звук получается вибрирующим.

Неакустические гитары в зависимости от выполняемой функ­ции в ансамбле подразделяют на соло-, ритм- и бас-гитары. Они могут иметь демпфер, механический вибратор, темброблок, регу­лятор громкости, радиоплату музыкальных эффектов, подставку, позволяющую изменять положение струн относительно звукосни­мателей.

Бас-гитара выполняет функцию акустического контрабаса, имеет четыре длинные струны. Соло- (рис. 1.23) и ритм-гитары имеют по шесть более коротких струн. Ритм-гитаре не нужно так широко ва­рьировать тембр, как соло-гитаре, поэтому на ней устанавливают толь­ко один звукосниматель. Не предназ­начена ритм-гитара и для создания вибрации звука, так что струны кре­пятся на ней обычным способом, без валика с рычагом.

Использование в сочетании с элек­трогитарами различных приставок позволяет значительно расширить ди­намические и тембровые возможнос­ти адаптеризованных инструментов. Широкое применение в эстрадных ансамблях нашли приставки с различ­ными звуковыми эффектами:

эффект вибрато позволяет искус­ственно, периодически, с заданной частотой изменять звук по громкос­ти (амплитуде), высоте (частоте), тембру (спектру сигнала);

97

эффект сустейн позволяет играть (легато), по своему действию иден­тичен правой педали на фортепиано, которая поднимает глушители над струнами и позволяет получить про­должительное звучание взятой ноты; Рис. 1.23. Электрогитара

4 Ходыкин

эффект фаз придает звучанию ЭМИ оригинальную тембровую окраску, объемность, создает впечатление вращения звука в про­странстве;

эффект дистошн (продолжительный звук) может быть как не­искаженным, так и окрашенным гармоническими составляющи­ми. Тембр звучания ЭМИ с эффектами фаз и дистошн приближа­ется к звучанию кларнета, саксофона и виолончели;

эффект реверберации создает у слушателя иллюзию присут­ствия в большом концертном зале с хорошей акустикой, при этом звук приобретает некоторую певучесть и длительность послезвучия;

эффект бустер позволяет резко усиливать звучание в началь­ный момент после щипка струны или нажатия на клавишу, после чего громкость быстро спадает;

эффект вау-вау имитирует кваканье лягушки; эффект лесли создает легкое подвывание звука с определен­ной периодичностью.

На некоторых приставках можно выполнять сразу несколько таких эффектов.

Электронные музыкальные инструменты. Электронными назы­вают инструменты, в которых электрические колебания звуковых частот возбуждаются специальными генераторами, усиливаются усилителем звуковой частоты и преобразуются в звук акустиче­скими системами. К ним относятся электроорганы, синтезаторы и клавиатуры-приставки.

По музыкально-игровым признакам генераторные музыкаль­ные инструменты подразделяются на одноголосые (мелодические) и многоголосые (полифонические). Одноголосые ЭМИ позволя­ют вести только мелодию без аккомпанемента, так как для звуко­воспроизведения используется один генератор электрических ко­лебаний.

Электроорганы имеют не менее 12 генераторов звуковых коле­баний (по одному на каждый звук октавы), поэтому позволяют брать аккорды, исполнять не только мелодию, но и аккомпане­мент, оперировать различными тембровыми характеристиками и получать оригинальные музыкальные эффекты.

Собственные генераторы имеют тона только одной, самой вы­сокой, октавы органа. Остальные октавы подключены к тем же генераторам через так называемые делители частоты. Если генера­тор настроить, например, на частоту 1760 Гц (звук ля третьей октавы), то звук ля второй октавы (880 Гц) можно получить пу­тем деления частоты генератора пополам, для чего достаточно пропустить сигнал через делитель, в качестве которого обычно используют простой диод. Звук ля первой октавы (440 Гц) полу­чают последующим делением частоты и т.д. Поскольку делитель частоты устроен проще, чем генератор, весь инструмент тоже ста­новиться проще и дешевле.Музыкальный диапазон электроорганов может достигать вось­ми октав и выше, причем число октав на клавишах не соответ­ствует числу звучащих октав. В ходе игры клавиатуру можно пере­устанавливать на 1 ...2 октавы выше или ниже по звучанию.

Электроорганы могут иметь несколько клавиатур (манул), кото­рые предназначены для извлечения звуков разного тембра и вы­соты.

В 60-е годы XIX в. немецкий ученый, основоположник музы­кальной акустики Г. Гельмгольц впервые провел исследования по синтезу звука. На примере 12 камертонов он показал, что музы­кальный звук любого тембра и высоты может быть представлен как некоторый набор чистых тонов, т.е. показал возможность син­тезировать звуки. Исключая из общего звучания один, два и боль­ше камертонов, он каждый раз получал новый тембр.

Синтезатор (цифровое пианино) (рис. 1.24) безгранично рас­ширил возможности составления звуков. Он позволяет не только подбирать число и состав обертонов в звуке, но и плавно регули­ровать силу каждого обертона. Синтезатор дает возможность под­бирать начало звука и его затухание — послезвучие. Можно соче­тать резкое начало с мягким продолжением и призвуком, похо­жим на эхо, уже после того, как клавиша опущена, или, наобо­рот, мягкое начало с резким спадом в конце, щелчком. Синтеза­тор может генерировать самые разнообразные колебания, в том числе и шумы: шелест морской волны, дождь, ветер и т.д.

Различие между клавишными электроорганами и синтезатора­ми заключается в том, что в основе первых лежит принцип воз­буждения звуковых колебаний с помощью генераторов, а в осно­ве вторых — синтез колебаний. И те, и другие комплектуются уси­лителями сигналов звуковой частоты и встроенными колонками.

Известны два способа синтеза звуков: частотный (FM) и вол­новой.

Суть частотного способа заключается в том, что для получения какого-либо звука или музыкального голоса используются мате­матические формулы, синтезирующие определенный спектр час­тот. Звуки, получаемые по этой технологии, отличаются некото­рой «сухостью», металлическим оттенком.

Волновая технология более мощная и гибкая, чем частотная. Она основана на цифровой записи образцов звучания реальных инструментов (samples, patches). При воспроизведении таких зву­ков пользователь слышит реальный инструмент, записанный на всех ступенях высоты, громкости, длительности звуков с харак­терным для инструмента тембром. Звуки, созданные по этому прин­ципу, более реалистичны и богаты, чем звучание FM.

Первым электронным музыкальным инструментом, получив­шим заслуженное признание и практическое применение в мире, был терменвокс, созданный российским инженером Л.С.Терме- ном в 1920 г.

За рубежом большую известность завоевал клавишный инстру­мент ворнемартено, сконструированный французским инженером Мартеном в 1928 г.

Весьма оригинальный фотоэлектронный синтезатор звука АНС был назван в честь композитора Александра Николаевича Скря­бина. Великий новатор впервые в мире написал партию света к своей гениальной поэме «Прометей» для хора, фортепиано и ор­кестра. С помощью АНС была записана музыка для кинофильмов «В космосе», «Солярис» и «Зеркало».

Существует и своеобразный вокальный синтезатор «Вокодер» — устройство для преобразования и обработки голоса (от англ. voice coder). С его помощью озвучивают фантастические или мульти­пликационные фильмы.

Большое распространение получили синтезаторы японских фирм Roland, Casio и Yamaha. Сейчас эти синтезаторы практически вытеснили другие модели с российского потребительского рынка.

Синтезаторы характеризуются несколькими параметрами.

По числу октав определяется предназначение инструментов. Встречаются клавиатуры, рассчитанные на 3...7 октав (от 37 до 88 клавишей). Трехоктавные клавиатуры служат при одновре­менной игре на нескольких инструментах для управления допол­нительными инструментами (ударная часть, бас-гитара). Их ис­пользуют также для обучения игры на ЭМИ. Четырехоктавные клавиатуры вполне достаточны для многих любителей эстрадной музыки. Они сравнительно недорогие и потому наиболее попу­лярны. Пятиоктавные клавиатуры позволяют исполнять серьезные музыкальные произведения. Шести- и семиоктавные клавиатуры предназначены для профессионалов.

Различают клавиатуры со стандартными клавишами, размеры которых совпадают с размерами клавиш традиционного фортепи­ано, и с размерами уменьшенных клавиш. Последние удобны для обучения детей, а некоторые исполнители используют их для от­работки определенных навыков.

По конструкции различают три типа механики клавиатуры: синтезаторную (самую простую), фортепианную (приближенную к клавиатуре пианино) и молоточковую (практически идентич­ную рояльной). Синтезаторный пружинный тип самый простой, недорогой, поэтому наиболее распространен. Для профессиональ­ных целей более удобны фортепианная и молоточковая клавиатуры.

Сама механика различается по усилию нажатия. Различают не- взвешенные клавиши (самые легкие), полувзвешенные (средние по тяжести) и взвешенные (самые тяжелые). Полувзвешенная кла­виатура, хотя и уступает в динамике тяжелой, считается самой удобной в игре.

Динамичность — чувствительность к скорости нажатия. Дина­мическая клавиатура — клавиатура, «откликающаяся» на силу и скорость прикосновения. Клавиатуры без этой функции принято называть пассивными. Громкость извлекаемых звуков у инструмен­тов с пассивной клавиатурой не зависит от скорости прикоснове­ния, поэтому они практически мертвы в передаче ньюансов гром­кости звучания.

Послекасание (aftertouch) — звуковая реакция на задержку кла­виши после ее нажатия — позволяет играть на клавиатуре практи­чески так же, как на обычном фортепиано.

Транспонирование — фиксированный сдвиг на определенное число полутонов — особенно удобно для любителей при подборе музыки или создании аккомпанемента в определенное число полу­тонов (например, в терцию). Транспонирование эффективно в пре­делах октавы — обычно именно в этих пределах оно и реализуется.

Pitch Band — плавная непрерывная регулировка высоты тона с помощью специального колесика («эффект гавайской гитары»).

Modulation отличается от pitch band автоматическим измене­нием высоты в пределах одного тона с определенной (и очень высокой) дискретностью. Создает эффект дрожания звука. Регу­лируется колесиком. Pitch band и modulation — самые необходи­мые в игре функции.

Педаль sustain позволяет играть legato. По своему действию иден­тична правой педали на фортепиано, которая снимает глушители со струн.

Функция разделения клавиатуры — в правой части клавиатуры может быть выбран один тембр («кларнет»), в левой — другой («тарелки», «бонги») для аккомпанемента.

Одно и то же музыкальное произведение можно сыграть не только «на рояле», но и, например, «на клавесине». Используя функцию разделения клавиатуры, можно сочетать струнную группу оркестра и хор для исполнения, допустим, какого-либо отрывка из величественной мессы.

Транспозиция — перенос заданного музыкального отрывка выше или ниже по звучанию, т. е. в другую тональность.

Цифровое пианино Casio celviano АР-20 предназначено как для люби­телей, так и для работы профессионалов; годится также для обучения.

Клавиатура: молоточкового механизма, 88 клавиш стандартного раз­мера, динамическая, три уровня чувствительности. Возможность разде­ления клавиатуры.

Музыкальные возможности: полифония — 32 звука. 10 тонов: пиани­но первое (стереомодель), пианино второе, электрическое пианино, клавесин, духовой орган, струнные инструменты, контрабас, электри­ческий контрабас, хор. Возможно наложение (одновременное звучание, смесь) тонов.

Функциональные возможности: память на 3000 нот (приблизительно два произведения), восемь демонстрационных мелодий.

Эффекты: искусственное эхо (комната, малый зал, большой зал), оркестровая группа, тремоло, большая или меньшая яркость звука.

Питание от сети. Габаритные размеры 1360 х 550 х 820 мм. Масса 45,5 кг.

Игра на этом инструменте создает впечатление, довольно схожее с игрой на акустическом пианино или рояле. Его клавиатура достаточно чувствительна к прикосновению и дает возможность точно исполнить задуманные оттенки — от forte до piano.

Инструмент менее капризен, чем акустическое пианино, его не нуж­но регулярно настраивать. Небольшая масса позволяет легко переставить его на новое место.

Динамическая, т.е. откликающаяся на силу прикосновения, клавиа­тура делает инструмент максимально схожим по игровым свойствам с акустическим пианино.

Синтезатор Yamaha PSR-530 хорош в качестве домашней техники, так как имеет множество дополнительных функций, а также подходит для обучения игре на электронных инструментах.

Клавиатура: динамическая, 61 клавиша. Возможность разделения кла­виатуры.

Музыкальные возможности: полифония: 32 звука, 200 тонов перед­ней панели, 480 тонов из набора фирмы Yamaha, 12 наборов ударных инструментов, 100 ритмов.

Функциональные возможности: многофункциональный дисплей, хо­ровое исполнение, гармония. Колесо частотной вибрации pitch bend. За­пись четырех дорожек мелодий, одной дорожки аккомпанемента. Внут­ренняя память на четыре песни. Память на 128 полных настроек передней панели (32 банка памяти по 4 настройки в каждом). Демонстрационные возможности: 12 песен. Совместимость с системой midi (см. ниже midi- клавиатуры).

Эффекты: реверберация.

Питание от сети или от батарей. Габаритные размеры 952 х 387 х 147 мм. Масса 8 кг.

В последнее время вместо дорогих синтезаторов все чаще стали использовать клавиатуры-приставки, или tnidi-клавиатуры, для управления midi-файлами, хранящимися в памяти персональных компьютеров. Современная звуковая карта персонального компью­тера содержит многоголосый частотный синтезатор звука с ин­терфейсом электронных музыкальных инструментов системы midi (musical instrument digital interfase). Midi-файл — это самый компакт­ный звуковой формат, который полностью описывает любой музы­кальный инструмент: его тембр, высоту тона и длительность зву­чания.

Midi-клавиатура в отрыве от компьютера работать не может. В отличие от синтезатора функции звукогенератора в Midi-клавиа­туре возложены на звуковую плату компьютера, функции управ­ления — на микропроцессор. Это позволило отказаться от дорого­стоящей начинки и сложной системы управления с графическим ЖК-дисплеем, усилителем и колонками. Поэтому сходные по иг­ровым и акустическим свойствам Midi-клавиатуры дешевле синте­заторов в 3...5 раз.

Midi-клавиатуры содержат лишь клавиши и кнопки управле­ния, поэтому они значительно проще синтезаторов, их легче ос­ваивать и ими легче управлять. При производстве качеству клавиш midi-клавиатур уделяется особое внимание, поэтому их механи­ческая часть по своему техническому исполнению обычно лучше, чем у синтезаторов.

В память компьютера заложены оцифрованные образцы звуча­ния (семплы) нескольких десятков музыкальных инструментов на всех доступных для них тонах и тембрах. Кроме образцов, зало­женных в постоянную память, могут быть использованы специ­альные программы-семплеры. Некоторые программные семплеры позволяют получить звучание, неотличимое по качеству от реаль­ного звучания традиционных инструментов и недоступное ни од­ному синтезатору.

Интерес к midi-клавиатурам стремительно растет. Владельцы компьютера, используя возможности midi-клавиатур, могут не по­купать самостоятельный синтезатор или пианино. Ниже приведе­ны примеры некоторых midi-клавиатур.

Midi-клавиатура Quickshot midi composer. Клавиатура: 49 клавиш, 4 октавы. Конструкция полноразмерная, синтезаторная, не взвешенная, чувствительная к скорости нажатия.

Возможности: полнофункциональное управление. Колеса управления pitch bend и modulation, регулировка чувствительности к нажатию, гром­кость, транспонирование на октаву (вверх-вниз), реверберация, хорус, позиционирование канала в стереобазе, средства переключения звуков и банков. Двузначный светодиодный индикатор красного цвета.

Интерфейс: midi-выход, разъем для sustain-педали, отдельное под­ключение к звуковой плате, разъем для внешнего блока питания.

Комплектация: midi-адаптер с кабелем подключения к звуковой пла­те, педаль sustain, Cakewalk home studio — программа по созданию и об­работке midi (на дискетах).

Midi-клавиатура Fatar Studiologic 161. Клавиатура: 61 клавиша, 5 ок­тав. Конструкция полноразмерная, синтезаторная, взвешенная, чувстви­тельная к скорости нажатия и давлению.

Возможности: расширенное управление. Светодиодный индикатор с отображением регулировок 14 функций. Колеса управления pitch bend и modulation (резиновые), регулировка чувствительности к нажатию, гром­кость, транспонирование на любое число полутонов (вверх-вниз), ре­верберация, хорус, позиционирование канала в стереобазе, средства пе­реключения звуков и банков.

Интерфейс: два параллельных midi-выхода, разъем для sustain-педа- ли, разъем для педали громкости. Питание: внешнее.

Комплектация: педаль sustain, адаптер питания.

Клавиатура предназначена для ежедневной работы в студии.