740 MHz: Inertial Overtone

John Chowning Turenas

John Chowning 1934 augusztus 22-én látta meg a napvilágot Salem városában, az amerikai New Jersey államban. Tanulmányait főként zenei területeken végezte, gyermekkorában zongorázni tanult, később, tizenéves korában a perkusszív hangszerek kerültek érdeklődése középpontjába. Középiskolás évei alatt nagy hatással volt rá a kor jazz zenéje. A Katonai Zeneiskola elvégzése és katonai szolgálatai után Bachelor of Music végzettséget szerzett a Wittenburg Egyetemen Springfieldben. 1959-ben Párizsban tanult Nadia Boulanger, a már elismert zeneszerző, karmester és tanár mellett, aki a kor számos jelentős zenészét is tanította, többek között Quincy Jonest is. Chowning párizsi tartózkodása alatt találkozott először az elektronikus zenével, Boulanger megismertette Karlheinz Stockhausen és Pierre Boulez zenéjével.

1964-ben telepítette a Music V programot a stanfordi mesterséges intelligencia laboratóriumának IBM 7090 számítógépére. A Music V programnyelvet a Bell Laboratórium kutatómunkatársa, Max Matthews fejlesztette ki. A mesterséges intelligencia laboratórium interdiszciplináris környezetének köszönhetően Chowning hozzáfért minden olyan felszereléshez, melyek segítségével elmélyíthette tudását a programozás, jelfeldolgozás és akusztikai fizika területein. Szintén Stanford volt az a hely, ahol rendezni tudta pszichoakusztikai kutatásait, felfedezni az FM szintézist illetve megalkotni főbb számítógépes zenei darabjait, többek között a Turenast.

Chowning ki akart lépni az aktuálisan fennálló zenei és akusztikai keretek közül, ezért rengeteg időt szentelt az emberi érzékelés és kognitív rendszer tanulmányozására. Hitt abban, hogy a hallásunk rendszere idővel folyamatosan javult,  mint ahogy a vadászok képesek felmérni az áldozatuk távolságát vagy ahogyan egy csecsemő felismeri édesanyja hangját. Korai műveiben jelentős szerepet szánt a hangok térbeli elhelyezésében, mely később rávezette az FM szintézis feltalálására. Négycsatornás rendszereiben a hang térbeli elhelyezésében fontos volt, hogy az egyes hangfalakon megszólaló jel visszaverődése, visszhangja és erőssége különböző mértékű legyen, így jól érzékelhetővé vált a különbség egy közeli, halk hang és egy távoli, erős hang között, úgy, hogy a két jel azonos hangerővel szólalt meg. A visszaverődésen kívül a Doppler effektet is előszeretettel alkalmazta a távolság érzékeltetésére. Emellett rájött, hogy szimplán felhangosítani valamit, nem jelenti azt, hogy az adott hangot közelebbinek érzékeljük; ezzel rámutatott arra, hogy hangosság összefüggésbe állítható olyan járulékos tényezőkkel, mint a vibrato, a spektrum és a visszaverődés mértéke. Vibrato használatával a hangot könnyen az előtérbe lehet helyezni, ezzel a hangosság érzetét keltve. A Doppler effekt hatása a spektrumra idézi elő a távolság érzetét. A visszaverődés által okozott visszhang ereje hozzáadódik az eredeti hang erejéhez, így a végeredmény hangosabbnak hat.

Miközben a hang térbeli elhelyezésének problémáján dolgozott és magas vibrato arányokkal kísérletezett, Chowning felfedezte a frekvenciamoduláción alapuló szintézist; továbbiakban FM. Megfigyelte, hogy amint a vibrato eléri a hallható tartományt ( > 20Hz), a spektrum különféle részekkel, felhangokkal gazdagodik. Legegyszerűbb formájában az FM szintézis annyi, hogy egy oszcillátor bejövő jelét, a hordozót ( továbbiakban: carrier) moduláljuk egy másik oszcillátor kimenő jelével (továbbiakban: modulator). Habár másféle konfigurációk is léteznek, például Chowning Stira című darabjában olyan összeállítást használ, amiben egy carrier és két modulator foglal helyet. Felfedezte azt a fontos összefüggést a carrier és a modulator között, hogy amennyiben a modulator frekvenciája egészszámú többszöröse a hordozóénak, abban az esetben a végeredmény minden esetben harmonikus lesz. Mindemellett felfedezte a modulációs indexet is, ami a moduláció mélységének és a modulációs frekvencia arányának jelzőszáma. A modulációs index segítségével lehet szabályozni egy jel bandwidth paraméterét (sávszélességét?) az idő előrehaladtával azáltal, hogy az egész jel amplitúdó burkológörbéjét használjuk a modulációs index értékeként.

A lehetőség, hogy inharmonikus részhangokat adjunk egy hanghoz és annak sávszélességét idővel változtassuk nem teljes újdonság, hasonló eredményt már ezt megelőzően is el lehetett érni additív szintézis segítségével. A fő különbséget az FM szintézis által nyújtott könnyedség és a végrehajtás egyszerűsége jelenti. A fent említett paraméterek (modulációs index, carrier, modulator) növelése vagy csökkentése könnyedén vezethet a hangszín egy új dimenziójába. Ugyanennek az eredménynek additív szintézis használatával való eléréséhez 16-17 oszcillátorra lenne szükség, míg FM használatával ez a szám 2.

Kezdetben Chowning képes volt előállítani valósághűen olyan hangszíneket FM szintézis segítségével, mint a klarinét, fagott valamint rezesek. Később más, karakteres hangokat, zajokat is megalkotott, többek között csengők, harangok, dobok és komplex harmonikus és inharmonikus textúrák, mint az emberi hang.

1975-ben a Yamaha megvásárolta a technikát és a később rendkívüli hírnévre szert tevő DX7 jelzésű szintetizátor alapjaként használta fel. A DX7 szintetizátor főként a nyolcvanas évek végéig, de napjainkban is számos zenei kiadásra volt nagy hatással.

Chowning kompozíciós munkásságában közvetlen módon használja fel a pszichoakusztikai és szintézistechnikai területeken végzett kutatásai eredményeit. Habár gyakran fókuszál egy egyszerű ötletre vagy narratívára, a kész darabok struktúrája hihetetlenül komplexek és mégis remekül szervezettek. Felfedezte a percepciós érzékeink határait, miközben középpontba helyezi a számítógép használatát olyan jelenségek megalkotására, melyek a természetben nem hallhatók. Alkotásaiban gyakran nyúl az aranymetszéshez, Fibonacci-sorozathoz és a gestaltpszichológia (alaklélektan) szabályaihoz.

Az 1972-ben befejezett Turenas című darabjában két legfőbb technikájára fókuszál: a 360 fokos tér a hangzóanyag mozgatására és az FM szintézis használata valósághű hangok, textúrák egész sorának megalkotására. A műben elhangzó összes hang FM segítségével lett szintetizálva, melyek térbeli elhelyezéséhez saját készítésű Doppler shift szubrutinjait használta a Music IV, PDP-10 számú verziójában. A Turenas az angol „natures” (természetek) szó anagrammája, mely így utal a „tour” (utazás) szóra is, mellyel rámutat a mű legfőbb jellemzőjére: a hang utazására a hallgató körül.

A mű három fő részre osztható; az első és a harmadik szekció apró, repkedő hangokra fókuszál a 360 fokos térben, míg a középső rész kontrasztot állít a maga erős és realisztikus instrumentális hangjaival. A darab első hangjai, erősen spacializált rovarszerű hangok, melynek térbeli helyzetét egy Lissajous minta írja le. Az FM nyújtotta lehetőségekre kiváló példával szolgál az 1:20 körül elinduló átalakulás, melyben a rovarszerű hang először vízcseppek hangját majd egy harang megütésének hangját veszi fel. A harmadik perctől már a második rész sajátosságait figyelhetjük meg; gazdag FM hangok tremolóval és vibratoval a háttérben. 3:30 körül már teljesen a figyelem középpontjába kerülnek az instrumentális FM hangszínek. Ebben a részben Chowning carrier:modulator aránnyal és a modulációs indexszel játszik, így létrehozva számos harmonikus és inharmonikus hangot valamint a kettő közötti átmenetet. A visszaverődés technikája erőteljesebben megfigyelhető ebben a részben, mint az első vagy a harmadik részben, ahol a térbeli elhelyezéshez a Doppler shift szubrutinokat részesítette előnyben. 4:40-től elindul egy lassú folyamat, melyben a textúrák elhalni látszanak és visszaváltoznak a mű elejéről ismert rövid, a térben erősen szétszórt hangokká. Az átalakulás során megfigyelhető ritmikai változások és dallamok visszafogottan utalnak a fiatalkori jazz hatására. 7 perc után hallunk egy inharmonikus, térben gyorsan közlekedő hangot, mely mintha felkészíteni lett volna hivatott a hallgatóságot, egy utolsó hars, búgó hangsorra, mely után a mű a rovarszerű hangok újbóli elővételével zárul. Bár ebben az esetben már más arányokat használ a visszaverődésre, a „rovar” egy másik térbe kerül.

Személyes véleményem a műről:

A darab fő értéke számomra nem a végeredményben rejlik, a hangzóanyag nem nyűgöz le – bár nem is volt még szerencsém kvadrofón rendszeren meghallgatni, ezt követően minden bizonnyal változna a véleményem – hanem a számos tudományágra kiterjedő alapos kutatómunka, mely megalapozta, a darabban használt technikák korszakalkotó, áttörést jelentő felfedezését. Ez számomra egy olyan zeneszerzői magatartásra utal, melyből mindannyian meríthetünk inspirációt és mely példaként lebeghet még ma is minden zeneszerző előtt.