Машина для механического пианино

Механическое пианино: самоиграйка из прошлого или рабочая станция композитора?

Сохранить и прочитать потом —

Название этой статьи может показаться странным – зато само по себе «самоиграющее» фортепиано не выглядит необычной или нелепой идеей. Представьте, что вы выбираете любимое произведение, садитесь за инструмент – и он сам играет его для вас. Даже опытным и уверенным в себе пианистам такая возможность может показаться любопытной.

От пианолы до дисклавира

Музыкальные инструменты, играющие сами по себе, появились больше ста лет назад. Среди них были музыкальные шкатулки, автоматические механические церковные колокола и даже ярмарочные органы. Эти инструменты были исключительно распространены в начале двадцатого века, несмотря на изобретение фонографа, или граммофона. Пианола, или механическое пианино, упоминалась еще в середине 19 столетия и стала крайне популярным типом механических музыкальных устройств.

Еще в 1849 году производители Брэндиш и Хант предложили использовать рулон бумаги для воспроизведения музыки на пианино. Рулон считывался при помощи «подпружиненных пальцев», которые приводили в движение клавиши фортепиано. На выставке 1876 года в Филадельфии были представлены три разных типа устройств, которые в конечном итоге были применены в конструкции механических пианино. Основными из них были пневматический двигатель и клапанный механизм, благодаря которым и стало возможным воспроизведение музыки, закодированной на бумаге.

Первая готовая пианола была изготовлена Эдвином Вотеем в 1895 году, через три года после поступления в компанию Aeolian, которая начала продавать инструмент в разных регионах США. Практичные бизнесмены компании устроили дело так, что ни один другой производитель не имел права на использование бренда Pianola, что укрепило лидерское положение компании на рынке. Однако основой коммерческого успеха стал не только бренд, но и качество продукции. Надежное и безотказное механическое пианино пользовалось значительной популярностью. Одним из самых сильных конкурентов была германская компания Tonkunst (название которой можно перевести как «искусство звука»).

Однако для англоязычного потребителя оно вызывало нежелательные ассоциации с «кабацкими» (honky-tonk) пианино – низкокачественными и нередко расстроенными. Производством механических пианино занимались и более авторитетные компании. В 1914 году Steinway & Sons выпустили собственную версию пианолы с полноразмерной клавиатурой с 88 клавишами, корпусом из красного дерева и впечатляющей ценой – 1250 долларов.

Механизм пианолы работал на основе «всасывающей силы», создаваемой давлением ног пианиста на две больших педали в нижней части инструмента. Тщательно контролируя силу нажатия, опытный исполнитель на пианоле мог выделить отдельную ноту или аккорд, создавая собственную интерпретацию музыки. Сама же музыка воспроизводилась при помощи специальных бумажных рулонов.

Эти рулоны были испещрены тысячами небольших отверстий, выполненных техниками на основе нотной записи произведения. Запись на рулоне не включала указаний на динамические оттенки и небольшие изменения темпа; все эти частности оставались на долю исполнителя. «Воспроизводящее фортепиано», созданное в 1904 году компанией Michael Welte & Sons, было способно более полно воссоздавать «человеческий фактор», включая рубато, динамику и педализацию.

По мере роста популярности механических пианино и пианол доступный репертуар быстро расширялся, следуя за спросом публики. Вначале это были классические произведения, от ноктюрнов Шопена до симфоний Бетховена, и джазовые композиции. Затем и современные композиторы начали интересоваться возможностями «автоматических» пианино. Такие известные авторы, как Мийо, Хиндемит и даже Стравинский, создали произведения, предназначенные специально для механических пианол.

Возможно, самым ярким представителем этого направления стал американский композитор Конлон Нанкэрроу. После переезда в Мехико в 1940 году он почти полностью переключился на создание произведений для пианол. Его творческая жизнь протекала в сознательной изоляции от других. Нанкэрроу был большим поклонником джаза и музыки Стравинского, у которого особенно ценил применение сложных ритмических рисунков.

Произведения для механического пианино отличались усложненными ритмическими структурами, с которыми было бы непросто справиться самым талантливым «живым» пианистам. Это обстоятельство отчасти определило выбор инструмента для Нанкэрроу. Кроме того, скорость многих его композиций также была за пределами человеческих возможностей. По ссылке можно ознакомиться с его опусом № 36.

И сегодня идея механического пианино не забыта. Такие компании, как Edelweiss Pianos, изобретают современные версии пианол. Компания Edelweiss начала свою деятельность с изготовления на заказ фортепиано исключительно высокого качества, однако вскоре обнаружила, что многие ее клиенты вообще не играют на инструментах, используя их как эффектный предмет мебели. Это открытие привело к разработке собственных механических пианино, основанных на знаниях создателя компании в области физики и производства музыкальных инструментов.

Способ воспроизведения звука позволяет воссоздать около тысячи различных нюансов исполнения. Работающее на соленоидах фортепиано восхищает качеством воспроизведения.

Еще одним ведущим производителем механических пианино стала Yamaha. Компания славится своими инструментами профессионального качества, от фортепиано до саксофонов и гитар. В ее каталоге есть и такая категория, как «дисклавир». Это линейка механических фортепиано, в которую входит несколько типов моделей. Все они основываются на акустических роялях и пианино Yamaha с добавлением технологии автоматического воспроизведения. Дисклавир – это не только акустическое фортепиано мирового уровня, но и возможность записи и воспроизведения собственного исполнения. Для этих устройств существует огромная библиотека записей с точной передачей всех деталей исполнения, каких можно ожидать от профессионального пианиста.

Как сказано в рекламном ролике Yamaha, дисклавир способен даже транслировать музыку с интернет-сайтов, обеспечивая практически безграничные возможности, о которых пианолы Aeolian девятнадцатого века не могли и мечтать. Любопытно, каким будет следующий шаг в эволюции механического пианино.

Подготовлено по материалам сайта Cmuse.org, апрель 2019 г.

Об авторе:
Доктор Джастин Уилдридж – композитор и мультиинструменталист, работающий в собственной студии на юго-востоке Англии. Он имеет степень доктора по композиции Ноттингемского университета и более двадцати лет сочиняет музыку в современных стилях.

Источник

Механическое пианино (пианола)

Задолго до появления механического пианино люди заслушивались музыкой, которую воспроизводила шарманка. Человек с ящиком ходил по улице, крутил рукоятку и вокруг собиралась толпа. Пройдут века, и принцип работы шарманки станет основой для создания механизма нового устройства, которое назовут пианола.

Устройство и принцип работы

Пианола – это музыкальный инструмент, воспроизводящий музыку по принципу фортепиано воздействием ударов молоточками на клавиши. Главное отличие пианолы от пианино и рояля в том, что для игры не нужно присутствие профессионального музыканта. Звучание воспроизводится автоматически.

Внутри приставки или встроенного устройства находится валик, на поверхности которого нанесены выступы. Их расположение соответствует последовательности нот исполняемого произведения. Валик приводится в действие при помощи рукоятки, выступы последовательно воздействуют на молоточки, и получается мелодия.

Другой вариант устройства, появившийся позднее, работал по такому же принципу, но партитура была закодирована на ленте бумаги. Через отверстия перфоленты нагнетался воздух, он воздействовал на молоточки, те в свою очередь на клавиши и струны.

История происхождения

Во второй половине XIX века мастер начали эксперименты с устройствами для пианолы, основанные на действии механического органа. Раньше пианолы появился гармоникорд, в котором стержни на штифтованной дощечке воздействовали на клавиши. Позднее французский изобретатель Ж.А. Тест представил миру картониум, где дощечка со стержнями была заменена перфокартой с пневматическим механизмом.

Изобретателем механического фортепиано считается Э. Вотей. Его pianola 1895 года выпуска работала за счет давления, создаваемого воздействием пианиста на педали внизу инструмента. Музыка воспроизводилась при помощи перфорированных бумажных рулонов. Отверстия в бумаге обозначали только ноты, не было динамических оттенков, темпа. Разница между пианолой и пианино тогда состояла в том, что первый не требовал присутствия музыканта, знающего особенности нотного стана.

Первые устройства имели небольшой диапазон, крупные габариты. Их приставляли к фортепиано, а вокруг усаживались слушатели. В начале XX века научили вставлять конструкцию в корпус пианино и применять электрический привод. Размеры устройства стали меньше.

Новым инструментом заинтересовались знаменитые композиторы. Они адаптировали свои произведения под пианолу, кодируя партитуры на рулонах бумаги. Среди самых известных авторов С. Рахманинов, И. Стравинский.

В 30-е годы популярными стали граммофоны. Они стали использоваться чаще и быстро вытеснили механическое пианино. Во время изобретения первых компьютеров интерес к нему возобновился. Появилось всем известное сегодня цифровое пианино, отличие которого в электронной обработке партитур и записи закодированных звуков на электронный носитель.

Использование пианолы

Расцвет механического инструмента пришелся на начало прошлого века. Слушателям хотелось выбрать больше произведений, и спрос родил предложение. Репертуар расширялся, стали доступны ноктюрны Шопена, симфонии Бетховена и даже джазовые композиции. Специально для пианолы «писали» произведения Мийо, Стравинский, Хиндемит.

Инструменту стали доступны скорость и исполнение сложнейших ритмических рисунков, что сложно было выполнить «живым» исполнителям. В пользу механического пианино сделал свой выбор Конлон Нанкарроу, написавший «Этюды для механического пианино».

Различие пианолы и пианино тогда могло бы полностью отодвинуть «живую» музыку на второй план. От пианолы фортепиано отличалось не только тем, что требовало присутствия грамотного музыканта. Некоторые произведения по сложности требовали долгого разучивания, технического мастерства исполнителя. Но с приходом граммофонов, радиол и магнитофонов об этом инструменте совсем забыли, он перестал использоваться, и увидеть его теперь можно только в музеях и в коллекциях антикваров.

Источник

МЕХАНИ́ЧЕСКОЕ ФОРТЕПИА́НО

В книжной версии

Том 20. Москва, 2012, стр. 171

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

МЕХАНИ́ЧЕСКОЕ ФОРТЕПИА́НО, ме­ха­нич. му­зы­каль­ный ин­ст­ру­мент с вмон­ти­ро­ван­ным или при­став­ным уст­рой­ст­вом для вос­про­из­ве­де­ния му­зы­ки в зву­ча­нии фор­те­пиа­но . На ру­бе­же 18–19 вв. рас­про­стра­ни­лись М. ф. с ци­лин­д­ро­вым ме­ха­низ­мом и руч­ным при­во­дом (по об­раз­цу со­вре­мен­но­го им ме­ха­нич. ор­га­на). В сер. 1840-х гг. франц. мас­тер А. Ф. Де­бен изо­брёл но­вую кон­ст­рук­цию М. ф. – гар­мо­ни­кор д: ци­линдр за­ме­нён штиф­то­ван­ной до­щеч­кой – план­ше­том, пе­редви­гав­шим­ся с по­мо­щью ру­ко­ят­ки; над кла­виа­ту­рой за­кре­п­лён 2-й ряд мо­ло­точ­ков, с по­мо­щью стерж­ней на­жи­мав­ших на кла­ви­ши. В 1852 франц. мас­тер М. де Кор­тёй за­ме­нил план­шет пер­фо­лен­той, а в 1861 Ж. А. Тест соз­дал ин­ст­ру­мент кар­то­ни­у м, в ко­то­ром пер­фо­кар­та со­еди­не­на с пнев­ма­тич. ме­ха­низ­мом. Соб­ст­вен­но М. ф. пнев­ма­тич. ти­па скон­ст­руи­ро­ва­но в 1863 франц. мас­те­ром А. Фур­но, за­тем в эту сис­те­му вне­сён ряд тех­нич. усо­вер­шен­ст­во­ва­ний (че­рез от­вер­стия пер­фо­лен­ты на­гне­тал­ся или втя­ги­вал­ся воз­дух, при­во­див­ший в дви­же­ние мо­ло­точ­ки, свя­зан­ные с кла­ви­ша­ми или не­по­сред­ст­вен­но со стру­на­ми). Пер­во­на­чаль­но этот ме­ха­низм по­ме­щал­ся в при­став­ное уст­рой­ст­во, позд­нее его ста­ли мон­ти­ро­вать в кор­пус фор­те­пиа­но; та­кой ин­ст­ру­мент на­зы­вал­ся пиа­но­ла (фо­но­ла, ав­то­пиа­но). С нач. 20 в. вме­сто пе­да­лей ста­ли при­ме­нять элек­тро­при­вод. В 1-й четв. 20 в. вы­пу­ще­но ок. 200 мо­де­лей М. ф. это­го ти­па. Дос­то­ин­ст­ва та­ко­го ин­ст­ру­мен­та: на­стоя­щее фор­те­пи­ан­ное зву­ча­ние, боль­шой диа­па­зон (св. 7 ок­тав), бла­го­да­ря лёг­ко­сти сме­ны бу­маж­ных ро­ли­ков с за­пи­ся­ми – не­ог­ра­ни­чен­ность ре­пер­туа­ра. По­доб­ные ин­ст­ру­мен­ты ис­поль­зо­ва­лись гл. обр. для раз­вле­че­ния.

Источник

Или несколько часов на беспилотнике «Яндекса»

Перед техническим центром «Яндекса» в Москве – две шеренги новеньких Hyundai Sonata. В одной – только полученные белые, в другой – уже оборудованные беспилотники, в наклейках и со всем навесным оборудованием. Сделанные совместно с компанией Hyundai Mobis машины – уже четвертое поколение беспилотников «Яндекса», и до конца года их планируется сделать целую сотню.

Мы приехали в техцентр в шесть утра, чтобы получить возможность поснимать машину на улицах, когда движение еще не очень интенсивное. Фотографировать автомобиль можно только в естественных условиях – никакой постановочной съемки в павильонах!

Беспилотные автомобили легко узнать даже без наклеек – они отличаются навесным оборудованием, которое собирает информацию для автопилота. В коробе на крыше и боксах над передними колесами, которые в «Яндексе» называют «фендерами», размещены лидары, радары и камеры. Они передают информацию в мощный компьютер – поскольку ему надо работать с изображениями, и очень быстро, он собран на двух серверных процессорах и имеет три видеокарты. Но он достаточно компактный, поэтому занял не весь багажник. Так что будь «роботизированная» Sonata, например, такси, пассажиры не почувствовали бы нехватки места. Кроме исполнительных органов системы автономного управления, в конструкции автомобиля изменений нет. Только генератор более мощный, чтобы обеспечивать питание возросшего количества потребителей и своевременную подзарядку аккумулятора. Корейские инженеры изменили также прошивку электронных систем, чтобы они лучше взаимодействовали с автопилотом.

«Чтобы беспилотный автомобиль был надежным и безопасным, он должен справляться со всеми задачами самостоятельно, не полагаясь на источники данных, которых в какой-то момент поблизости может не оказаться. Будь то специальная инфраструктура или другой беспилотник», – считают в «Яндексе»

Фото: Эмин Джафаров

Фото: Эмин Джафаров

Даже в Иннополисе автономные такси «Яндекса» ездят с инженером-испытателем, но там он по крайней мере может не сидеть за рулем. На дорогах общего пользования водительское кресло беспилотника обязательно должно быть занято. Мы с фотографом садимся на пассажирские места.

Два планшета, один впереди, другой сзади, показывают водителю и пассажирам, какую информацию получает компьютер автопилота от десяти камер, шести радаров и четырех лидаров. На дисплеях планшетов – серые прямоугольники, обозначающие автомобили, и выделенные зеленым цветом люди. Некоторые объекты появляются по мере приближения, причем компьютер иногда замечает их раньше, чем мы: вот мы видим стоящую дорожную технику и одного рабочего, а компьютер показывает двоих, пара секунд – и мы тоже видим второго рабочего, который был скрыт за стоящей машиной.

Фото: Эмин Джафаров

Фото: Эмин Джафаров

В техцентре можно увидеть не только новые Sonata. Первые три поколения беспилотников «Яндекса» были сделаны на основе Toyota Prius. Причиной выбора гибрида было то, что управление в этом автомобиле было проще всего автоматизировать, ибо в нем изначально была заложена высокая степень компьютеризации, что называется Drive-by-Wire. Всего было сделано около сотни беспилотных Prius, и они в общей сложности проехали более пяти миллионов километров. Причем не только по России – испытания проводятся также в США и Израиле. В некоторых штатах уже разрешено движение беспилотных автомобилей без водителя, а специфика Израиля в том, что там много двухколесных средств транспорта, и это помогает нарабатывать различные алгоритмы – в Израиле работает целая команда инженеров «Яндекса».

В отличие от Sonata, использование Prius не было совместным проектом с Toyota – автомобили просто купили. И вот теперь наступил следующий этап. В марте 2019 года был заключен договор с Hyundai Mobis – это подразделение корейского автопроизводителя, которое занимается разработкой и производством комплектующих для автомобилей, и оно уже имеет свои наработки в области автономных систем управления. Но участие Mobis в российском проекте заключается в интеграции именно системы «Яндекса» в корейскую модель. Уже летом прошлого года в Москве был создан первый прототип беспилотной Hyundai Sonata. А к марту 2020-го было готово пять машин нового, четвертого поколения. Нынешние беспилотники отличаются от прежних более плотной интеграцией системы автономного управления и измененным набором сенсоров. Кстати, последняя делегация Hyundai Mobis улетела из Москвы буквально за день до закрытия границ Кореи.

Лидары отличаются от радаров тем, что работают в оптическом диапазоне электромагнитных волн. В наше время они основаны на лазерах, лучи которых меньше рассеиваются в окружающей среде, чем обычный свет, – настолько мало, что лазерными лидарами мерили расстояние до Луны! Есть разные технологии устройства лидаров, и «Яндекс» использует две из них. Основной лидар, который обеспечивает обзор на 360 градусов, – электромеханический, и в нем 32 лазера непрерывно сканируют пространство, как своеобразные лазерные рулетки. У трех других по 16 лазеров и угол охвата у них меше – 180 градусов.

Фото: Эмин Джафаров

Повод для раздражения

Испытания проходят на обычных улицах, и маршруты включают разные типы дорог. Вот мы выезжаем на проспект Генерала Дорохова – машин здесь немного, и обычный московский водитель поехал бы здесь со скоростью 79 км/ч и в третьей полосе, а то и в крайней левой. Но наш автомобиль аккуратно едет со скоростью шестьдесят и становится в правый ряд. Как выясняется чуть позже, не только потому, что это рекомендовано правилами, но и потому, что на следующей развязке ему надо будет поворачивать направо. Очень предусмотрительно. Езда с автопилотом – перемещение с исключительно аккуратным и неэмоциональным водителем.

Когда мы переходим к внешним съемкам из другого автомобиля, аккуратность и предсказуемость автопилота очень упрощают жизнь: зная, что он будет ехать ровно на разрешенной скорости, водителю автомобиля с камерой достаточно просто поставить круиз-контроль, и можно быть уверенным, что параллельное движение обеспечено. Правда, иногда аккуратность автопилота дает поводы для раздражения – на мигающий зеленый он точно не поедет, даже если человеку очевидно, что этот перекресток вполне можно проехать до того, как загорится красный. Впрочем, это тот самый случай, когда потеря минуты или двух сводит к нулю риск потери пары часов на оформление ДТП.

Машины должны справляться с любой ситуацией, а для этого им надо уметь просчитывать и предсказывать непредсказуемое. И это работает: однажды беспилотное такси в Иннополисе остановилось на пустой дороге, удивив этим и пассажира, и инженера-испытателя. А через несколько секунд перекресток по главной дороге пересек автомобиль, которого люди не видели – а лидары и радары его «разглядели» и рассчитали, что при текущей скорости две машины могут не разъехаться.

Фото: Эмин Джафаров

На вопрос, случались ли происшествия, нам честно отвечают: «Да, было». По вине водителя другого автомобиля, который задел тестируемую машину. Уворачиваться от столкновений иногда просто нет возможности.

На довольно загруженной Мосфильмовской автопилот аккуратно выдерживает дистанцию в потоке, мы уже перестаем следить за дисплеями – и так видно, что улица забита. На Университетском проспекте машина держится в среднем ряду: то ли знает благодаря карте, что крайние полосы на перекрестках предназначены для поворотов, то ли видит разметку – несколько камер на ветровом стекле «смотрят» туда же, куда и водитель. Автопилот использует все возможные методы получения информации.

Лидары отличаются от радаров тем, что работают в оптическом диапазоне электромагнитных волн. В наше время они основаны на лазерах, лучи которых меньше рассеиваются в окружающей среде, чем обычный свет, – настолько мало, что лазерными лидарами мерили расстояние до Луны! Есть разные технологии устройства лидаров, и «Яндекс» использует две из них. Основной лидар, который обеспечивает обзор на 360 градусов, – электромеханический, и в нем 32 лазера непрерывно сканируют пространство, как своеобразные лазерные рулетки. У трех других по 16 лазеров и угол охвата у них меше – 180 градусов.

Фото: Эмин Джафаров

Фото: Эмин Джафаров

Основные отличия четвертого поколения беспилотников «Яндекса» от предыдущих – помимо автомобиля-носителя, новый комплект датчиков. На машине установлены десять камер, шесть радаров, и четыре лидара. Оптимизировано их расположение – радары перенесены из бампера на крышу, чтобы расширить поле их действия. Лидары, размещенные в фендерах, могут даже «заглядывать за угол», контролируя ситуацию при выезде из двора на улицу например. Носовой лидар чуть наклонили – так он может оценивать неровности дорожного покрытия, в том числе «лежачие полицейские». Мы проехали через несколько – автомобиль действительно притормаживает перед ними! Не говоря о том, что он снижает скорость до указанной на знаках. Камеры на ветровом стекле имеют разное фокусное расстояние, чтобы обеспечивать точность сбора информации на разных дистанциях.

Использование разных видов датчиков позволяет сформировать для компьютера достаточно полную картину того, что происходит вокруг автомобиля. Камеры, радары и лидары дополняют друг друга. Так, камера показывает изображение, но не позволяет оценить расстояние и нуждается в освещении. Радар – самый дальнобойный: он «видит» на 200–300 метров и благодаря ему можно узнать не только расстояние до объекта, но и его скорость, – но он не дает точной информации о форме объекта. Фактически он просто предупреждает, что впереди что-то есть и как быстро это что-то приближается. А лидары дают компьютеру объемную картину и позволяют очень точно определить расстояние. Поскольку им, в отличие от камер, не нужен внешний источник света, они выполняют функцию системы ночного видения. Анализ данных с лидара позволяет распознавать человека или животных по манере движения, поэтому «Яндексу» уже не нужны инфракрасные камеры, которые использовались в системах ночного видения.

В два раза дешевле обходятся беспилотники четвертого поколения по сравнению со вторым, собранным в 2018 году. Когда «Яндекс» начнет выпускать свои лидары, они могут стать еще дешевле. Стоимость лидаров составляет примерно 40 процентов от общего комплекта оборудования.

Фото: Эмин Джафаров

Фото: Эмин Джафаров

Компьютер играет важную роль в обработке информации, его задача – на основе полученных данных попытаться предсказать поведение других участников дорожного движения. Скажем, если объект, опознанный как человек, двинулся на переход улицы, можно сделать вывод, что он этот переход постарается завершить, даже если в этом месте это запрещено или ему горит красный свет – просто он не видит машину или уверен, что она его пропустит. А если автомобиль впереди приближается к перекрестку с мигающим зеленым, то высока вероятность, что он сейчас начнет замедляться. В условиях интенсивного движения водитель делает десятки подобных предсказаний в час и даже не задумывается об этом. Ну разве что иногда высказывает свое мнение об окружающих, меняющих траекторию слишком резко, – компьютер, конечно, этого не умеет, но решения принимать должен.

Именно для наработки опыта и наматывают десятки беспилотников сотни километров ежедневно. Их задача – попадать в самые разнообразные ситуации на дорогах, в разную погоду и при разной интенсивности движения. Ну а поскольку некоторые ситуации случаются редко, то, чтобы в них попасть, приходится ездить много и долго.

Нам испытания показали в упрощенной версии – планшеты были включены в демо-режиме. «Яндекс» не готов раскрывать все свои методы и программу испытаний. Все-таки компания конкурирует на мировом уровне, и утечки информации нежелательны даже случайные!

Источник