Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта

Гармония, поверенная алгеброй

О. Андронова, olga@ci.ru

По воспоминаниям современников, великий итальянец Никколо Паганини мог извлекать из скрипки невероятное звучание. После смерти гениального музыканта никто так и не смог повторить его манеру игры. Но, может быть, в ближайшем будущем это удастся... персональному компьютеру?

От резонатора Гельмгольца до ПК

Немало людей искренне полагают, что алгебра бездушного компьютера и гармония музыки вещи несовместные. Придется их разочаровать: у данных сфер гораздо больше общего, чем может показаться на первый взгляд. С известной долей юмора музыкантов даже можно назвать первыми программистами, поскольку созданные ими механизмы, воспроизводящие музыку по заранее разработанной и заложенной в них программе, появились задолго до первых механических арифмометров. Да и нотные записи по сути своей есть ничто иное, как подробное изложение алгоритма воспроизведения нот (музыкальных инструкций) со своими блоками, условиями перехода, циклами и метками.
Другое общепринятое мнение состоит в том, что электронно-компьютерная музыка явление современное. Трудно поверить, но электронная музыка существует уже более 140 лет! Создателем сегодняшних электронных ритмов можно смело назвать знаменитого немецкого физика и математика Германа фон Гельмгольца (18211894), который в 1860 г. опубликовал статью SENSATIONS OF TONE: Psychological Basis for Theory of Music, содержащую практические выводы и анализ его исследований в области электромагнитных вибраций металла и стекла. Сконструированный им прибор, управляемый с помощью электричества, получил название Резонатор Гельмгольца.
Вслед за этим прадедушкой современных синтезаторов в 1876 году появился первый электромагнитный прибор с двумя октавами рояльной клавиатуры и встроенным громкоговорителем Музыкальный телеграф (Musical Telegraph) американского ученого Элина Грея. В период с 1917 по 1932 год друг за другом появились Ритмикон, Терпистон и Терменчелло изобретения выдающегося русского ученого Льва Сергеевича Термена, основанные на принципе гетеродин-частотной модуляции. Ну а в конце 60-х годов прошлого столетия электромузыкальные инструменты перестали быть уделом ученых и превратились в достояние массового любителя музыки.
Однако настоящий переворот в музыкальной сфере совершили именно компьютеры, которые дали жизнь компьютерной музыке особой музыкальной культуре, основанной на применении компьютеров и оснащенных компьютерами синтезаторов звука. Образец цифрового музыкального сочинительства Иллиакская сюита для струнного квартета был создан двумя американцами композитором Л. Хиллером и программистом Л. Айзексоном. Она прозвучала впервые в 1957г. Авскоре силами М. Беббитта, П. Барбо, К. Штокхаузена, Я. Ксенакиса и некоторых других ярких творцов компьютерной музыки цифровые сюиты, кантаты и оперы перестали восприниматься как нечто сверхъестественное и инородное.
Сегодня с помощью обыкновенного ПК даже начинающий музыкант может легко воспроизвести фирменный исполнительский стиль любого знаменитого инструменталиста прошлого и настоящего, будь то органист, гитарист или барабанщик стоит лишь набрать нужную команду на компьютере. В распоряжении компьютерного композитора масса всевозможных музыкальных технологий и спецэффектов, позволяющих придать композиции классическое, современное или даже футуристическое звучание, достигнуть невероятной чистоты либо, наоборот, нанести на музыкальное произведение патину старины. Владелец ПК, располагающий хотя бы начальным музыкальным образованием, вполне способен создать хитовую композицию, в то время как ни один хитовый исполнитель без компьютерной обработки записи уже не обходится. Способность синтезаторов копировать звучание инструментов и даже человеческого голоса сделала их необходимым атрибутом всех звукозаписывающих студий. Ведь любой звук это всего лишь крупица информации. Уже выходят на экраны фильмы, музыку к которым сочиняют и исполняют компьютеры; целые музыкальные коллективы работают над записью композиций, находясь на разных концах земного шара и даже не видя друг друга. С развитием ПК подобные музыкальные возможности будут только расширяться.

В унисон с музыкой

В качестве примера музыкального ПК специалисты Intel предлагают компьютер на базе процессора Intel Pentium 4 c тактовой частотой 3,4 ГГц. Он способен выполнять более 80 тысяч операций с каждым сэмплом музыкального произведения при частоте сэмплирования 44,1КГц. Микроархитектура процессора Intel NetBurst и системная шина с частотой 800МГц позволяют эффективно обрабатывать в потоковом режиме большие объемы цифровых данных и одновременно производить до 48 музыкальных треков. При этом технология Hyper-Threading не дает процессору простаивать в ожидании данных, позволяя ему выполнять другие задачи в параллельном режиме.
Для создания и обработки цифровых музыкальных произведений существенна не только мощь процессора, но и быстрота обмена информацией между процессором и другими элементами компьютера. В большинстве современных компьютеров, занятых в создании цифровой музыки, для этой цели используется шина PCI. Однако корпорация Intel предлагает шину PCI Express.
PCI Express это высокоскоростная шина, данные по которой передаются со скоростью до 200 Мб/с (в некоторых случаях до 800 Мб/с) и при этом, в отличии от PCI, обеспечивается выделенное соединение для каждого подключенного устройства в отдельности. Так же как USB и FireWire, PCI Express использует последовательное соединение, что снижает стоимость и увеличивает скорость. Наличие такой шины означает, что высокоскоростные устройства больше не требуется размещать в одном корпусе с процессором, что в конечном итоге способно изменить внешний вид ПК и способ компоновки системного блока. Например, звуковая карта или DSP-карта будут располагаться в отдельной коробке и связываться с ПК через небольшой кабель PCI Express. Студийные компьютеры будущего, как домики в детском конструкторе, будут собираться из блоков, соединенных кабелями PCI Express, и работать без шума.
Шина USB 2.0 со скоростью передачи 480 Мб/с позволяет использовать высокоскоростные многоканальные звуковые карты и внешние записывающие DVD- и CD-дисководы для многотрековой записи звука.
Обработка звука в современных игровых и музыкальных приложениях становится все более и более требовательной к ресурсам ПК. Программисты все больше усложняют свои программы. Словом, идет постоянное соперничество возможностей, предложенных ПК, и запросов пользователей.
Чем же отвечают изготовители процессоров? Они не только увеличивают быстродействие процессора, но и снабжают его разнообразными дополнительными возможностями для повышения работоспособности музыкальных приложений. Прежде всего, увеличивают объем кэш-памяти и предлагают более быстрые интерфейсы обмена данными с памятью. Кроме того, включают поддержку специальных наборов инструкций (SSE, SSE2, SSE3), повышающих эффективность обработки приложений, оптимизированных под данные наборы инструкций. Наконец, технологии параллельных потоковых вычислений, например, технология Intel Hyper-Threading помогают ускорить обработку путем одновременного выполнения нескольких потоков инструкций. Такие популярные звуковые приложения, как Nuendo 2.0, Cubase SX 2.0, Sound Forge и Cakewalk с успехом используют возможности технологии НТ.

На службе у музыкантов

Сэмми Перальта (Sammy Peralta) продюсер и автор ремиксов, работающий со многими популярными артистами, в том числе Джанет Джексон, Глорией Эстебан и Дженифер Лопес, буквально не расстается с своим ноутбуком Vaio Z1 компании Sony на базе технологии Intel Centrino для мобильных ПК. Ноутбуки стали настолько мощными, что я могу на своем компьютере в любом месте производить профессиональную звукозапись и обрабатывать ее. Теперь я люблю заниматься этим во время авиаперелетов. Я могу полностью подготовить звуковое сопровождение и затем в номере своего отеля в Лос-Анджелесе записать голос певца. На пути домой я завершаю окончательную шлифовку номера, затем мне остается лишь добавить разнообразные штрихи и эффекты присутствия живой аудитории.
Немецкая рок-группа Скорпионс (Scorpions) является, пожалуй, одной из наиболее технологических рок-групп в мире. За 30 лет своего творчества Скорпионс продали более 60 млн записей по всему миру. Композиции для своего двенадцатого альбома они впервые записали на компьютере на базе процессора Intel и ПО Cubase SX.
Соло-гитарист Скорпионс Маттиас Джабс (Mattias Jabs): Мы сконфигурировали все свои компьютеры одинаковым образом, так что можем работать в одном совместимом музыкально-компьютерном пространстве. Наши ноутбуки и настольные ПК снабжены устройствами для записи DVD-дисков. Мы сбрасываем аудиофайлы на диски и просто обмениваемся ими между разными студиями. Мы используем ПК производства компании Sony на базе процессора Intel Pentium 4 с частотой 3,0 ГГц и технологией Hyper-Threading, 1 ГБ RAM и 100-ГБ жестким диском.
Одна из музыкальных групп, творящих в стиле техно Kraftwerk полностью перешла с музыкальных синтезаторов на ноутбуки. С начала 70-х годов Kraftwerk работает в стиле минималистов электронной музыки. Альбомы группы такие как Автобан, Радиосити, Трансевропейский экспресс, Мужчина-машина, Компьютерный мир, Электрическое кафе и Тур де Франс повлияли на целое поколение композиторов и исполнителей, работающих в стиле хип-хоп, техно и, конечно же, электро-поп. Недавно они сменили свои синтезаторные клавиатуры на ноутбуки Vaio компании Sony, где установлено ПО Cubase SX, и опять вышли на передний край музыкальных технологий. В 2004 году группа Kraftwerk собирается в компьютерно-музыкальный тур по всему миру.
После долгой и успешной работы клавишником с Клиффом Ричардом и некоторыми другими известными исполнителями, Адриан Ли (Adrian Lee) несколько лет назад оставил исполнительскую практику и стал писать музыку к кинофильмам. Музыка к его последнему фильму Медальон с Джеки Чаном и Ли Эвансом в главных ролях была записана при помощи ПО Steinberg Cubase VST 5.2 и Cubase SX. Оркестровка музыки производилась на двух ПК на базе процессора Intel Pentium 4 c частотой 2,66 ГГц и RAM 2 ГБ. Кроме всего прочего, говорит Адриан Ли, мы сэкономили бездну электричества, потому что раньше такую работу приходилось делать на двух огромных шкафах, набитых электроникой.

В феврале в рамках Форума Intel для разработчиков (IDF) в Сан-Франциско компания Dolby Laboratories и корпорация Intel объявили о совместной программе по поддержке спецификации Intel High Definition (HD) Audio (ранее данная спецификация маркировалась кодовым названием Azalia). Используя кодеки HD Audio, совместимые с технологиями Dolby, производители ПК смогут обеспечить встроенную поддержку на системном уровне таких технологий Dolby, как Dolby Headphone, Dolby Virtual Speaker, Dolby Digital Live и Dolby Pro Logic IIx.
В середине апреля на Форуме Intel для разработчиков в Пекине корпорация Intel объявила о выпуске окончательной версии спецификации Intel HD Audio 1.0. Она предназначена для замены устаревающей спецификации AC97, разработанной почти десять лет назад.
В создании спецификации Intel HD Audio 1.0, помимо корпорации Intel, приняли участие более 80 компаний, среди которых производители компьютерной техники и бытовой электроники, поставщики кодеков и программного обеспечения, а также многие другие отраслевые лидеры.
HD Audio позволит существенно повысить как качество звуковоспроизведения, так и качество ввода аудиоинформации для голосовых и коммуникационных приложений. Помимо архитектурных усовершенствований, улучшение качества обусловливается увеличенной пропускной способностью обработкой многоканальной 32-разрядной аудиоинформации с частотой дискретизации 192 КГц. Ввод аудиоинформации усовершенствован за счет расширенной поддержки многоканальных матричных микрофонов, динамического выделения полосы пропускания и гибкой конфигурации аудиоустройств.
Архитектура HD Audio хорошо сочетается с архитектурой Universal Audio Architecture (UAA) корпорации Microsoft. Инициатива Microsoft Universal Audio Architecture Initiative направлена на создание и применение типовых драйверов ОС Windows для аудиоустройств, соответствующих стандартам High Definition Audio, USB и 1394.
Как ожидается, системы с поддержкой функций HD Audio, основанные на наборе микросхем Intel нового поколения под кодовым названием Grantsdale, появятся в продаже в конце текущего года.
По материалам информационного бюллетеня Intel

       КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ 
          Главная страница || Статьи 1'2003 (20 января - 2 февраля) || Новости СПб || Новости России || Новости мира

Рубрики || Работа || Услуги || Поиск || Архив || Дни рождения
О "КИ" || График выхода || Карта сайта || Подписка

Рассылка анонсов газеты по электронной почте

Главная страница

Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл 77-4461 от 2 апреля 2001 г.
Перепечатка материалов без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.

Телефон редакции (812) 718-6666, 718-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул.Заставская, д.23, БЦ "Авиатор", 3-й этаж, офис 307
e-mail: editor@ci.ru
Для пресс-релизов и новостей news@ci.ru