Музыка и графические образы

Стремительно развивающиеся информационные технологии всё шире используются в различных областях человеческой деятельности, в том числе и в образовании. Разработка методик применения компьютеров на уроках позволит повысить их эффективность – сократить затраты учебного времени и добиться лучших результатов обучения. При подготовке и проведении предлагаемого внеклассного мероприятия широко использовалась компьютерная техника. Учащиеся-докладчики подбирали материал в интернете, готовили презентации и демонстрационные эксперименты, что позволило активно задействовать ресурсы вычислительной техники задолго до начала самого мероприятия.

Цели конференции: расширение кругозора учащихся в области графического представления звука и визуализации музыки; организация исследовательской деятельности учеников (темы исследований: «Свойства звука», «Цветомузыкальные возможности компьютерных программ-плееров»); реализация межпредметных связей с учебными дисциплинами «Информатика» и «МХК».

Ход мероприятия

1. Организационный этап. Вступительное слово ведущего (2 мин)

Звук играет огромную роль в жизни человека. Слуховые ощущения, как и зрительные, являются важнейшим каналом познания окружающего мира. Но только ли получением информации ограничивается значение слуха и зрения?

Звук, музыка, художественные образы формируют эмоциональную сферу личности человека. Издавна художники и музыканты предпринимали попытки соединить музыку с живописью. В эпоху электричества появились понятия свето- и цветомузыки. Сейчас широко применяются мультимедийные устройства для воспроизведения музыки в сопровождении зрительных образов. Тому, как можно сочетать музыку с графическими образами, и посвящена наша предновогодняя научно-практическая конференция.

2. Выступления учащихся (30 мин). В каждом выступлении участвовали по два человека (теоретик и практик). В одежде докладчиков были использованы новогодние аксессуары: первое выступление – Снегурочки, второе – Деда Мороза, третье – Ёлочки.

• Русский композитор А.Н.Скрябин и его новаторство в музыке (параллельно с сообщением на экране компьютера демонстрируется электронная презентация с портретами композитора и фрагментом фильма «Прометей». Обширный материал был подобран в интернете с помощью поисковой машины Rambler (по запросам «Поэма огня», «Прометей, или Свет в музыке»).

6 января 1872 г. родился выдающийся русский композитор Александр Николаевич Скрябин (умер в 1915 г.). Он обладал даром, зачатки которого, видимо, есть в каждом человеке, и который можно развивать, как развивают музыкальный слух. Скрябин ассоциировал музыкальные тональности с определёнными цветами – он видел, ощущал цвет, когда слышал ту или иную тональность.

В партитуру своего последнего законченного большого произведения, «Поэма огня» («Прометей»), Скрябин включил наряду с партиями музыкальных инструментов ещё одну нотную строчку, подписанную «Luce», – партию света (цвета).

• Свойства звука и графические образы.

Рассматривая проблему слияния музыки со светом и цветом, необходимо в первую очередь вспомнить, что представляют собой звук и его художественное представление – музыка. Вторая задача – выяснить, как можно с помощью графических образов представить звуковые колебания.

Из курса физики 9-го класса известно, что звук – это механические колебания частотой 20–20 000 Гц, распространяющиеся в упругой среде. Достигая нашего уха, изменения давления воздуха вызывают слуховые ощущения, значит, мы можем сопоставить звуку график изменения давления звуковых волн. Горизонтальная координата на этом графике – время, вертикальная – звуковое давление (показывает рисунок). Такое графическое представление звука можно получить с помощью прибора осциллографа. Источник звуковых волн располагается перед микрофоном, подключённым к вертикально отклоняющим пластинам осциллографа. Напряжение на пластинах непрерывно меняется, и электронный луч отклоняется в вертикальном направлении. Колебания луча повторяют колебания давления воздуха на микрофоне. Такое представление звука называется осциллограммой, или временной диаграммой. (Далее докладчик демонстрирует получение осциллограмм. Источником звука является звуковой генератор или синтезатор.)

Главными характеристиками звуковых волн являются громкость, высота и тембр. Громкость звука зависит от амплитуды колебаний упругой среды (для нас это обычно воздух). Высота звука определяется основной частотой колебаний среды. Звуки, состоящие из колебаний одной частоты, в природе практически не встречаются, хотя их можно получить в лабораториях в исследовательских целях. Шумы, звучание музыкальных инструментов и голоса представляют собой наборы колебаний различных частот с постоянно изменяющейся амплитудой. Их сочетание определяет тембр звука. Значит, мы можем дать ещё одно графическое представление звука: частота колебаний среды – амплитуда (показывает рисунок). Если горизонтальную координатную прямую разбить на интервалы частот, а по вертикали откладывать средний квадрат амплитуды колебаний в данном интервале звуковых частот, то получится спектр – распределение энергии звуковых колебаний по частотам.

Сейчас мы продемонстрируем, как можно получить спектрограммы с помощью компьютера. (Далее докладчик демонстрирует получение спектрограмм с помощью компьютера, проводит сравнительный анализ звуков различной громкости, высоты и тембра. Используются и осциллограммы, и спектры. Графическое представление звуков выполняется с помощью программы «Проигрыватель Windows Media: горизонтальное меню – вид – зрительные образы – диаграмма: временная или частотная.)

В заключение следует отметить, что можно строгие математические графики раскрасить, например, низкие частоты – красным, средние – зелёным и жёлтым, высокие – синим и голубым. Можно так же поступить и с громкостью, хотя её лучше отображать яркостью свечения каждой частотной полосы.

Временная (вверху) и частотная (внизу) диаграммы, полученные с помощью программы Windows Media (полноэкранный режим)

Строгой теории в данном вопросе ещё нет, может быть, она не очень-то и нужна, т.к. в музыке главное – художественный замысел автора и эмоциональная нагрузка произведения.

• Визуализация музыки с помощью компьютера (сообщение о цветомузыкальных возможностях проигрывателей Windows Media и Winamp. Исследование технологии создания цветомузыкальных образов. Выступающие сопровождают рассказы демонстрацией различных плагинов и зрительных модулей).

Современная светомузыка родилась на стыке нескольких видов искусств: музыки, живописи, кинематографа, танца. Её рождению способствовали философии Востока и Запада. Наибольшие успехи в этой области связаны с появлением современных быстродействующих компьютеров и программ обработки звука.

Технология визуализации музыки применяется достаточно широко в музыкальных плеерах. Программные модули, создающие изображения, которые сопровождают звуковой файл, называются плагинами. Чтобы создать интересный светомузыкальный образ, художник (компьютерный дизайнер) разрабатывает графическую основу изображения. Математик-программист разрабатывает и программирует алгоритмы, в соответствии с которыми изображение на экране компьютера может изменяться так, чтобы соответствовать картинке, нарисованной художником. А чтобы изображение изменялось ещё и в такт музыке, графическую основу модулируют графиками звуковых колебаний (осциллограммой или спектрограммой). Возможен иной вариант – в законы движения графических образов вводят параметры, зависящие от свойств звука (частотных характеристик, амплитуды, ритма). Конечный результат всегда зависит от художественного вкуса создателей программы, опыта программистов и технических возможностей компьютера. (Завершает выступление демонстрация физических, абстрактных и псевдореальных плагинов программ Windows Media и Winamp. Звуковые файлы, на основе которых строится графика, были записаны заранее с помощью стандартной программы звукозаписи (пуск–программы–стандартные–развлечения–звукозапись) с помощью подключённого к компьютеру микрофона. Источниками звука служили звуковой генератор, мобильный телефон, детская игрушка-синтезатор.)

3. Выявление лучшего выступления и самого внимательного слушателя (3 мин)

(Рейтинговое голосование слушателей: учащиеся организованно подходили к стенду голосования и отмечали понравившееся выступление, попутно сдавая свои анкеты, которые заполняли в ходе урока. В анкету были включены вопросы, активизирующие внимание слушателей во время выступлений и расставляющие акценты на основных моментах выступлений.)

4. Новогодний сюрприз (2 мин)

(Дед Мороз и Снегурочка поздравляют всех с Новым годом, исполняют новогоднюю песенку, осциллограмма и спектрограмма которой выводятся на экран.)

5. Подведение итогов (3 мин)

 

Музыка и графические образы (конспект урока) 1. Что вы знаете о новаторских идеях русского композитора А.Н.Скрябина?

2. В чём особенность симфонии «Поэма огня», написанной А.Н.Скрябиным в 1910 г.?

3. Во время демонстрации графических образов звука, сделайте зарисовки осциллограмм и спкктрограмм. 4. Запишите названия программ, с помощью которых вы можете получить спектры и осциллограммы на экране монитора. После занятия поинтересуйтесь у докладчика, как это сделать.

5. Запишите, какие виды визуализации музыки демонстрировали докладчики. Сделайте зарисовки.

 

Евгений Валерьевич Струков – выпускник Липецкого ГПИ 1989 г., учитель физики первой квалификационной категории, педагогический стаж 15 лет. После института пришёл работать учителем физики в Вербиловскую среднюю школу по распределению. Активно занимается внедрением компьютерных технологий в процесс обучения. Отличный организатор, увлекается туризмом. Прекрасный оратор, постоянный участник региональных семинаров и конференций.