Материал: МРБ 1117. Галеев Б.М. и др. Светомузыкальные инструменты

Пилообразное напряжение в БСС для управления первой программой формирует­ся компаратором DA3 и инвертором DD3.2. Начало нарастающей части этого пилооб­разного напряжения регулируют переменным резистором R6 (управление первой программой), окончание ее происходит, в момент перехода синусоиды сети через нуль. При нижнем по схеме положении движка этого резистора на неинвертирующий вход подается напряжение около 0,1 В, а на инвертирующий вход пилообразное напряжение 2,5 В. На выходе компаратора DA3 будет высокий уровень, приложенный к входу инвертора DD3.2. Поэтому конденсатор С8 остается практически незаряженным.

Когда движок резистора R6 находится в крайнем верхнем положении, высокий уровень на выходе компаратора DA3 возникает только в самом конце периода, поэтому конденсатор С8 заряжается и на нем образуется пилообразное напряжение, кото­рое подается на модули ШИМ1 - на инвертирующий вход ОУ DA1. Точно так же постро­ена схема управления второй программой (ОУ DA4, инвертор DD3.3, переменный резис­тор R 7). Пилообразное напряжение подается на инвертирующий вход ОУ DA2 в модуле ШИМ1.

Здесь мы не рассматриваем принципиальную схему управления частотой вращения и реверсом электродвигателя, так как она была уже описана раньше (см. рис. 50). Не станем останавливаться на схеме системы памяти - она опубликована конструкторами в описании их цветового синтезатора [18].

16. Сми для кино и телевидения

В последние годы начала широко развиваться практика использования светомузыкальных эффектов в кино и на телевидении. Вместе стем сама техника кино и телевидения позволяет создавать оригинальные светомузыкальные композиции. Так, с помощью кинотехники в 1965 г. был снят первый в стране светомузыкальный фильм "Прометей" (музыка А. Н. Скрябина), а в 1983 г. в Ленинграде была осуществлена телевизионная постановка этого произведения. Рассмотрим вначале технику светомузы­кального фильма. Казалось бы, самый простой способ — снять с экрана СМИ готовую светокомпозицию синхронно с записью музыки. Но, во-первых, на киноэкране эта ком­позиция смотрится совсем иначе из-за привычности людей к чудесам киноэкрана, по­терь в нюансах цветовой динамики, мерцания киноэкрана, его ограниченной яркости, а главное из-за потери эффекта присутствия, обычно сопутствующего акту исполнитель­ского творчества на светоконцертах. И если уж обращаться к технике кино, то следует максимально использовать ее специфические возможности. Не удивительно, что тот же световой замысел "Прометея" А. Н. Скрябина решается в условиях киноэкранного воплощения совсем иначе, чем на экране СМИ.

Техника кино позволяет получать изображение большей сложности, если снимать светомузыкальный фильм по эпизодам, причем с многократными экспозициями, с ис­пользованием специальных методов съемки, обработки пленки и печати. Затем фраг­менты монтируют в единую ленту и совмещают с музыкой [40].

В общем виде схема комплекса аппаратуры для съемки светомузыкального филь­ма показана на рис. 84. С помощью отражателя 1, лампы 2, формообразующих элемен­тов 3, светофильтра 4 на экране 5 создаются необходимые световые эффекты. Съемоч­ная камера 7 может снимать изображение непосредственно с экрана или через дополни­тельную деформирующую оптику 6. Световые эффекты воспроизводят под музыку вручную, согласно сценарию и режиссерскому плану.

Необходимое движение световых образов обеспечивают перемещением элементов 1 - 4 и б. Элемент 3 - это трафарет любого типа (плоский, объемный, жидкостный). В качестве экрана съемочной модели можно также использовать осциллограф, на входы которого (X, Y, Z) подают сигналы от управляющих генераторов.

Деформирующая оптика 6 — медленно колеблющаяся линза, множительные призмы, диффузионные фильтры - позволяет существенно трансформировать световые образы. Например, простое стекло, покрытое тонким слоем вазелина и поставленное перед камерой, заставляет яркое световое пятно испускать искры, струиться.

Дополнительная возможность усложнять световые образы появляется при печати -совмещение нескольких негативов, коррекция по яркости и цвету, использование эффекта соляризации при проявлении и т.д. Сложные графические рисунки создают способом мультипликации. Для этого нужны мультстанок и киноаппарат покадровой съемки. В ВОУ обычных СМИ при съемке трудно получить завихряющиеся и медленно гаснущие линии. Оригинально решена эта задача при создании фильма "Музыка и цвет" на студии им. Довженко. На светящейся экран, помещенный горизонтально, кладут плоскую кювету с прозрачным дном. Дно покрывают тонким слоем черной жидкости(типографская краска, разбавленная керосином, уайт-спиритом или подсолнечным маслом). Если провести по дну кистью, останется просвечивающая линия, которая будет затекать со скоростью, зависящей от концентрации разбавителя [31].

Рис. 84. Схема аппаратуры для съемки светомузыкальных фильмов

Другую оригинальную съемочную модель предложил режиссер О. Фишингер (США). На вертикальную раму натянута резиновая пленка, вдоль нее от края рамы через узкие щели направлен световой поток. Достаточно с обратной стороны продавить пленку, она попадает в световой поток и становится в темноте видимой. Продавливая пленку движу­щейся рукой или любым другим фигурным предметом, можно получить движение световых фигур по этому экрану. Лучшие его работы - "Оптическая поэма" на музы­ку Ф. Листа, "Вторая венгерская рапсодия" и эпизод "Токката и фуга ре минор" Баха в фильме "Фантазия"У. Диснея.

Оригинальный прием использовал режиссер А. Алексеев (Франция). В мягкую губку были воткнуты десятки тысяч булавок так, что их головки образуют точечный растр. Сближая их в различных местах, режиссер получал причудливые фантастические образы, которые и снимал мультспособом (фильм на музыку М. Мусоргского "Ночь на Лысой горе").

Проблему съемочных моделей "обходит" канадский режиссер Н. Мак-Ларен. Во­оружившись лупой, он рисует отдельные кадры непосредственно на самой пленке. Лучшие его фильмы - "Горизонтальная линия" и "Прочь, скучные заботы" (на народ­ную и легкую музыку).

Большие перспективы открывает покадровая съемка мульспособом отдельных фаз "компьютерной графики", создаваемой на дисплеях или графопостроителях, со­единенных с ЭВМ.

В последних фильмах СКБ "Прометей" — "Космическая соната" и выпущенной в прокат картине "Светомузыка" на музыку Г. Свиридова "Маленький триптих" — использовались следующие средства: оптико-механические проекторы с дисковыми и объемными трафаретами (рис. 85, а), лампы с фигурными нитями, просвечивающие через линзу; горизонтальные и вертикальные кюветы с различными жидкостями, через которые продували воздух; спой железных опилок, управляемый магнитом (рис. 85, б); наборы кристаллов (рис. 85, г); осциллограф (рис. 85, в) и т.д. Вся эта тех­ника и технология показана в специальном киноролике "Светомузыкальные филь­мы? . .. Это очень просто!", снятом СКБ "Прометей" в 1975 г. Ознакомиться с ней можно и по статьям [21,22]. Основа этой техники - отдельные ВОУ тех СМИ, с которыми читатель уже познакомился в нашей книге. Но работа с малогабаритными объектами съемки обусловила возможность дополнительного использования эффектных приемов "электронной графики", формируемой на экране двухлучевого осциллографа С1-16 с помощью специального электронного блока, управляемого светохудожником-опера-тором (конструктор В. В. Головков).

Рис. 85. Эффекты светомузыкального кино

Каждым из лучей управляют автономно по яркости, толщине линии, степени рас­фокусировки, характеру рисунка, скорости вращения и перемещения фигур Лиссажу. Естественно, изображение на экране обычного осциллографа не цветное, что, как отме­чалось выше, не является помехой при обращении к используемому в СКБ "Прометей" способу съемки. Но и в любительских условиях, во-первых, можно снимать изображе­ние через цветные фильтры, окрашивая таким образом "электронную графику" на са­мой пленке в любой необходимый цвет. Во-вторых, учитывая, что главное в светому­зыке - это пластика линий, соответствующая по значимости мелодии в музыке, мож­но с успехом снимать и черно-белые светомузыкальные фильмы. Установка "электрон­ной графики" может быть использована и в сочетании с лазерной осциллографичес-кой разверткой, так что возможности этого прибора могут быть использованы в свето­музыке весьма широко. Принцип действия установки аналогичен электронному блоку управления лазерного СМИ (см. рис. 76), только с более широкими частотными пре­делами генераторов.

Рис. 86. Действие генераторов спецэффектов

Рис. 87. Установка "Электронный художник"

Столь же своеобразны и результативны взаимоотношения между светомузыкой и телевидением. Минимальное в их содружестве - возможность трансляции светомузы­ки через телевидение и видеозапись с одной стороны и прямое использование готовых СМИ для оформления телевизионных программ, заставок - с другой. Но специфичес­кие возможности современной телевизионной техники позволяют воспроизводить и использовать светомузыку в неожиданных вариантах. Прежде всего, телекамера, как и кинокамера на рис. 84, может воспринимать светомузыкальные образы, воспро­изводимые с помощью любых малогабаритных ВОУ. При этом другая телекамера мо­жет работать, например, с оркестром, певцом и через специальный микшер "впечаты­вать" их изображение в светомузыкальное изображение (метод "электронной инкру­стации", аналогичный методу "блуждающей маски" в кино) , но в телевидении это "впечатывание" может быть реализовано мгновенно. Нейтральным фоном, на котором находится при этом певец, является, к примеру, синий цвет. Его и замещают другим не­обходимым изображением. Применение метода "электронной инкрустации" со свето­музыкой открывает интереснейшие возможности. Если идет эстрадное представление на обычном фоне рисованной декорации и танцующие манипулируют гимнастичес­кими кольцами, затянутыми синим материалом, то в этом круглом экране может воспроизводиться светомузыкальное изображение с первой телекамеры. В светому­зыкальное "пламя" в руках танцующих превращаются при этом синие ленты и шарфы... Все эти возможности были проверены СКБ "Прометей" в совместных опытах с Казанским телевидением в 1980-1986 гг.

Следует напомнить при этом, что в оборудовании любого телецентра имеются так называемые пульты (генераторы) специальных эффектов. Возможно превращение этих пультов в своеобразные телевизионные СМИ, путем "модулирования" их стан­дартных сигналов внешним, в том числе и музыкальным сигналом (рис. 86). Но наибо­лее перспективно создание и подключение к телевизионному тракту специальных устройств светомузыкального назначения. Так, в передачах Казанского телевидения был применен синтезатор светомузыкальных изображений, разработанный СКБ "Про­метей" под названием "Электронный художник" (конструкторы В. П. Букатин, Р. Ф. Сайфуллин), который может быть подключен телезрителем к собственному цвет­ному телевизору (рис. 87). Этот синтезатор может работать в режиме ручного (СМИ) и автоматического управления (АСМУ) [20].

Существует принципиальное различие в способах реализации программы светому­зыкального синтеза с помощью оптико-механических и телевизионных устройств. В оп­тико-механических светомузыкальных устройствах синтез осуществляют обычно, как уже отмечалось выше, теневыми транспарантами (трафаретами), которые являются своеобразными оптическими запоминающими устройствами.

В светомузыкальном синтезаторе "Электронный художник" функции запоминающих устройств вместо трафаретов выполняют генераторы функциональных напряжений, частота которых равна или кратна соответственно строчной и кадровой частотам теле­визионной развертки. Функциональные напряжения формируют на экране ЭЛТ разно­образные световые образы, меняющиеся по заданной программе.

Структурная схема синтезатора приведена на рис. 88. Основным элементом синтеза­тора является набор генераторов функциональных напряжений ГФН, разделенных на две группы - основную (ГФН-1 - ГФН-3) и дополнительную (ГФН-А - ГФН-Q. ГФН основной группы на экране формируют изображение заданной конфигурации. Допол­нительные ГФН предназначены для усложнения получающегося изображения вычита­нием их сигналов из сигналов основных ГФН с помощью коммутатора вычитания КВ. Сигналом каждого ГФН можно управлять в широких пределах.

Рис. 88. Структурная схема телевизионного светомузыкального синтезатора

Для управления динамикой формируемого изображения служит блок движений и пульсаций БДП, обеспечивающий линейные и круговые движения фигур и плавное изменение их контуров (в режиме пульсаций) регулируемой временной задержкой строчных и кадровых синхроимпульсов. Необходимое направление движения и тип пульсаций выбирают соответствующей коммутацией строчных и кадровых синхро­импульсов посредством коммутатора движения и пульсаций КДП.

Блоки шумов БШ и муаров БМ дополнительно усложняют изображение (изменя­ют фактуру) наложением на него шумового сигнала с БШ либо периодических сигна­лов с БМ, получаемых от деления синхронизированной частоты 1 МГц на любое число от 1 до 256. Сформированные таким образом видеосигналы с ГФН поступают на регу­лятор яркости и цветности РЯЦ, а с него - на соответствующие электронные прожек­торы R, G, В цветного кинескопа. С помощью коммутатора блока контроля изображе­ния БКИ можно вывести предварительно на экран изображение, формируемое любым ГФН, чтобы установить и выбрать его желаемую конфигурацию.

Блоком РЯЦ управляет музыкальный сигнал через коммутатор анализатора музы­кальных программ (КАМП). Так как нас здесь интересует работа системы в режиме СМИ, мы не станем останавливаться на описании АМП, отметим только, что имеется воз­можность управления сигналами с АМП такими параметрами, как степень пульсации, скорость движения, размер выбранных форм, уровень визуального шума и т.д. По­скольку зрелищность и выразительность формируемой» изображения полностью опре­деляются ГФН, рассмотрим их работу более подробно. Сформированное изображение представляет собой, как правило, произвольную абстрактную композицию, что затруд­няет ее формальное описание. Конечный результат здесь будет зависеть от богатства художественной фантазии и вкуса разработчика светомузыкалшого устройства и ис­полнителя, который будет его в дальнейшем эксплуатировать.

Как показали эксперименты, при формировании произвольного изображения ре­зультат по зрелищному эффекту получается тем более интересным, чем более высоко­го порядка функцией является формируемое ГФН напряжение. Это подтверждают и неудачные попытки использовать в качестве ГФН генераторы различных простейших спецэффектов, в которых, как правило, используют линейные напряжения. По-своему . выразительные и интересно воспринимаемые, эти спецэффекты при прямом непосред­ственном использовании смотрятся как однообразные плоские формы, легко и по­стоянно узнаваемые при попытке синтезировать с их помощью уже светомузыкаль­ное изображение. Поэтому ГФН, разработанный для светомузыкального устройства, имеет широкие функциональные возможности и позволяет формировать напряжения первого и более высокого порядков в зависимости от входного управляющего сигна­ла. Структурная схема его приведена на рис. 89.

На входные ждущие мальтивибраторы ЖМ1 и ЖМ2 поступают с КДП синхроимпуль­сы, кратные строчной и кадровой частоте. Прямоугольные импульсы с выхода мульти­вибраторов в преобразователях П1 и П2 превращаются в напряжение, например, тре­угольной формы, которое может быть линейным или нелинейным, а в следующих пре­образователях, ПЗ и П4 соответственно, уже в напряжение, например параболической формы. После суммирования напряжений строчной и кадровой частоты получают практически готовый к применению видеосигнал, который окончательно формирует­ся в компараторе Л".

Наибольший интерес здесь представляют преобразователи ПЗ, П4. Преобразователи собраны на полевых транзисторах, режим которых изменяется либо переменными ре­зисторами, либо подачей на их затворы управляющего напряжения.

Если в качестве управляющих напряжений использовать, например, синусоидаль­ные с частотами f_кщр ± Аf₁ и f_стр ± Дf₂, то в результате дополнительной модуляции входных сигналов U_ВХ1 и U_вх2 формируемое на экране цветного кинескопа изображе­ние будет плавно изменять свою конфигурацию (пульсировать) независимо в горизон­тальном и вертикальном направлениях. Эти управляющие напряжения формирует БДП (см. рис. 88). Помимо этого, ъГФН предусмотрено изменение полярности видео­сигнала, что на экране воспроизводится как переключение негативного изображения на позитивное, и наоборот.

Рис. 89. Структурная схема ГФН

С целью более удобной работы с видеосигналом и увеличения помехозащищеннос­ти на выходе ГФН аналоговый видеосигнал с помощью компаратора преобразуют в цифровую форму. С другой стороны, применение цифровой техники делает синтеза­тор более технологичным устройством, позволяющим свободно наращивать его изобразительные и функциональные возможности.