Уже в ранних синтезаторах использовались три основных способа аналоговой генерации звука, получившие затем дальнейшее развитие: электро-механический, электронный и электронно-оптический. Электро-механическая генерация использовалась в Телармониуме Кэхилла и множестве других инструментов, в основном, имитирующих звук духового органа. Классический инструмент такого типа — Орган Хэммонда. Первые электронные синтезаторы, использующие в качестве генераторов колебаний электронно-вакуумные лампы, появились после изобретения триода в 1916 г., наиболее известные из них, это Терменвокс, Волны Мартено и Траутониум.
Первым синтезатором, использующим для генерации звуковых колебаний фотоэффект, принято считать «Оптофон» Владимира Баранова-Россине. В 20-30 гг. появилось еще несколько электронно-оптических синтезаторов разной степени оригинальности — во Франции (Cellulophone, Sonothèque), Австрии (Superpiano), США (Hardy-Goldthwaite Organ, Trillion-Tone Piano, Syntronic Organ, Singing Keyboard, Photo-Electric Marimba) и Германии (Saraga-Generator, Welte Licht-Ton-Orgel). В СССР это направление звукового синтеза развивалось несколько по-своему, и привело к созданию очень интересного и необычного синтезатора — АНС.
«Графический звук»
В 1916 г. композитор-модернист и теоретик Арсений Авраамов пишет: «Зная способ фиксации сложнейших звуковых комплексов (фонограф), подвергнув анализу строение кривой, по коей движется игла резонирующей мембраны, я могу синтетически воссоздать любой, самый фантастический тембр, придав этой кривой должные падения и амплитуду.» («Грядущая музыкальная наука и новая эра истории музыки»). В 1910–1920-х он экспериментирует с «подготовленным» фортепиано, гармониумами, шумовыми инструментами, симфоническим оркестром, рассчитывая соотношения обертонов, синтезируя сложные звуковые комплексы, гул авиационных моторов, колокольный звон, создает легендарную «Симфонию гудков» (1922), предвосхитившую появление musique concrète . В 1925 году, предсказывая будущее музыкальной технологии, Авраамов подчеркивает важность развития «радиомузыкальных» инструментов. Он пишет: «…А коли “не хватает” звучности фабричных гудков, о чем, повторяю, мечтать прикажете? Ясно: об аппарате Термена или Ржевкина, установленном на планирующем над Москвою аэро. Аэро-радио-симфония! Ее-то мы во всяком случае еще услышим!».
Летом 1917 года изобретатель Евгений Шолпо (1891-1951) пишет свое программное эссе «Враг Музыки», в котором описывает музыкальную машину, изобретенную его воображаемым другом, способную автоматически синтезировать в соответствии со специальной графической партитурой сложнейшие звуковые спектры и их трансформации. Весной 1917 года в компании с Арсением Авраамовым и Сергеем Дианиным Шолпо организует в Петрограде общество им. Леонардо да Винчи, участников которого объединяет вера в могущество науки и математики, стремление к объективному познанию «таинственных» законов искусства. По словам самого Шолпо: «работа шла по линии революции в музыкальной теории и технике на основе тесной связи искусства и науки. Консерваторские взгляды на теорию были объявлены схоластическими, техника была признана кустарной, и то и другое для XX века — устаревшим. Члены музыкальной секции были объединены убеждением в необходимости научного анализа музыкальных явлений — как творчества, так и исполнительства и восприятия».
В начале 20-х гг. появились первые системы оптической записи звука на кинопленку: Phonofilm Ли де Фореста и Movietone Теодора Кейса (с дорожкой переменной оптической плотности), а затем, в середине 1920-х гг., RCA Photophone с фонограммой переменной ширины.
Фотографическая запись основана на воздействии потока света на светочувствительный слой носителя - кинопленки. Электрический сигнал от микрофона через усилитель поступает на модулятор светового потока. Промодулированный световой поток образует на светочувствительном слое негативной ленты узкий пишущий штрих переменной ширины или переменной интенсивности. После обработки и копирования получается позитивная фонограмма. При воспроизведении источник света - читающая лампа - создает световой поток, который модулируется фонограммой и попадает на фотоэлемент. Фотоэлемент отвечает на колебания интенсивности светового потока колебанием силы тока в цепи:
Оптическая звукозапись
В первых системах применялась модуляция света изменением тока звукозаписывающей лампы, а в RCA Photophone использовался малоинерционный гальванометр. Миниатюрное зеркало, закреплённое на стрелке гальванометра, в соответствии с колебаниями тока звуковой частоты изменяло ширину звукозаписывающего штриха, создавая на движущейся киноплёнке засвеченную область переменной ширины. Похожая технология была вскоре разработана в СССР под руководством Александра Шорина, но вместо зеркала в гальванометре использовалась маска записывающей щели. (Первый публичный сеанс звукового кино состоялся в Москве в 1928 г.)
В 1929 году Авраамов, Шолпо и режиссер-аниматор М. Цехановский работали над озвучиванием одного из первых советских звуковых фильмов Абрама Роома «Пятилетка. План Великих работ», Авраамов пишет:
«Мы с огромным интересом рассматривали в лупу первую, еще мокрую, звуковую дорожку, только что принесенную из проявки. Окончив картину, каждый из нас попытался реализовать ее на свой лад. Цехановский восхищался красотой орнаментальных узоров кривой и фантазировал:
– Интересно, если заснять на эту дорожку египетский или древнегреческий орнамент – не зазвучит ли вдруг неведомая нам доселе архаическая музыка?
Мною первые опыты были продемонстрированы на первой всесоюзной конференции звукового кино (1930 г.). Это была довольно удачная имитация шарманки, играющей в забавных гармониях когда-то записанную мною с натуры известную песенку “Маруся отравилась”: Простота фактуры, умышленное отсутствие нюансов, нарочито-хриповатый тембр – все это облегчало задачу и увеличивало реалистический эффект, который, нужно сказать, был “потрясающим.
Шолпо пытался механизировать процесс, производя съемку динамически, в непрерывном движении – на особом, изобретенном им аппарате – “вариофоне”. Мы брали тембровые краски в готовом виде из “Эвклидовой геометрии” – треугольники, трапеции, квадраты, полукруги и т.д., – Шолпо пытался строго-научно “суммировать синусоиды”. Мы сразу переключились на поиски новых “неслыханных” тембров, новых тональных систем, сложных полиритмических эффектов. Шолпо снимал обычную, всем известную музыку, искал приближения к существующим тембрам – кларнеты, флейты, скрипки и т. д. »
В 1930-м году Шолпо патентует принцип работы будущего «Вариофона», а с 1931 г. руководит «Лабораторией Графического звука» в Ленинграде.
Параллельно с этим в Москве Авраамов разрабатывает собственную технику «Орнаментального звука», и осенью 1930 г. создает лабораторию «Мультзвук».
Николай ИЗВОЛОВ. Из истории рисованного звука в СССР
V. Solev. Absolute Music by Designed Sound
В это же время в Германии в 1931-32 гг. собственную технику рисованного звука разработал Рудольф Пфеннингер (его часто ставят в один ряд с «абстрактным кино» Оскара Фишингера). Его первый фильм, оживленный «графической музыкой» — «Звучащая рукопись» — был создан в 1932 году. После войны в этом же направлении работала англичанка Дафна Орам.