Абстрактная графическая и визуализированная музыкаанимация-Джон Уитни

-Концепция- / Гипотеза и возник вопрос / Принцип отбора материала / принцип анализа текстовых источников / О истории / О фильмах I. Permutations (Перестановки), 1968 II. Arabesque (Арабеска), 1976 -Заключение- -Библиография- -Источников изображений-

Когда мы восхищаемся бесконечным появлением новых технологий, задаёмся ли мы вопросом: как же возникла компьютерная анимация? И как музыка повлияла на формирование компьютерной анимации? Вплоть до XX века формы искусства процветали во всём своём многообразии — можем ли мы ещё развить совершенно новые виды искусства? Сущность искусства уже стала неопределённой. В последующей истории мы видим, что положение художественных произведений в производстве заменяется компьютерными технологиями и обработкой видео. Творчество же Джона Уитни (John Whitney) стало авангардом этой трансформации — он использовал аналоговые компьютеры для создания динамической графики и заложил основы компьютерной анимации.

В процессе анализа я изучил соответствующий исторический контекст и проанализировал две показательные работы — Permutations (Перестановки), 1968 и Arabesque (Арабеска), 1976.

Джон Уитни (John Whitney) во время Второй мировой войны занимался высокоскоростной съёмкой работы артиллерийских орудий. Благодаря своему техническому мастерству он понял, что системы наведения такого оружия, как зенитные орудия и бомбоприцелы, способны вычислять траектории и генерировать точно контролируемые линейные значения, которые в мирное время могли бы найти потенциальное применение в художественном творчестве, например для рисования графиков или управления движением.

После окончания войны военные системы управления начали появляться в магазинах уценённых товаров. John Whitney (Джон Уитни) купил одну такую систему, предназначенную для наведения зенитного орудия, и подключил электрические выходы к сервоприводам, управляющими маленькими лампочками. Перепрограммировав систему, он заставил эти лампочки двигаться с математически точной траекторией. Засняв это на плёнку, он создал первую компьютерную анимацию.

Он переделал компьютер, использовавшийся на войне, в машину для рисования. Эта машина полагалась на механические компоненты — шестерни, кулачки, маятники — для точного расчёта траекторий, «программируя» камеру и освещение. Шаблоны с дизайном помещались на трёх разных вращающихся столах и снимались многокоординатной вращающейся камерой.

Большинство узоров ориентированы на центр, постоянно движущиеся цветные точки, которые непрерывно переформировываются в новые концентрические ряды. Они были достигнуты стробоскопическим вращательным действием художественного элемента, которое сочетало орбиту с постоянно меняющимся диаметром и дрейфующее вращение. Художественный элемент обычно состоял не более чем из простого случайного точечного узора, нарисованного от руки.

Цвет добавлялся в процессе оптической печати. Рабочий стол, вращаясь вокруг собственной оси, одновременно вращался вокруг другой оси и горизонтально перемещался в пределах зоны съёмки камеры, при этом сама камера также могла вращаться или изменять масштаб по вертикали. В этом процессе мы могли оставлять затвор открытым всё время, или открывать его только на одну-две секунды в конце, или только в начале, или, если мы хотели выполнить щелевую развёртку, открывать его только на половину времени.

С 1968 года John Whitney (Джон Уитни) в сотрудничестве с IBM официально перешёл к творческому методу цифрового программирования с помощью кода. Вместе с исследователем IBM Джеком Ситроном он разработал работу «Permutations»(Перестановки), для которой Ситрон создал специализированную графическую библиотеку под названием GRAF (Graphic Additions to FORTRAN — графические расширения для FORTRAN), что стало ключевым шагом в развитии цифровой анимации.

В цифровую эпоху он также создал специализированный язык анимации под названием «Whitney-Ranney Code " и всегда рассматривал программирование как ядро художественного эксперимента.

Permutations (Перестановки), режJohn Whitney (Джон Уитни), 1968: https://www.imdb.com/title/tt1653691/?ref_=fn_t_1

В тот период писать код означало писать инструкции GRAF на языке FORTRAN на стопках перфокарт. Основным языком, который они использовали, был FORTRAN, и они вызывали библиотеку GRAF для генерации графики. Ядром кода была точная настройка ключевых параметров, таких как количество точек, положение, скорость, уравнения траекторий движения и т. д.

После того как перфокарты загружались в мэйнфрейм IBM Система /360, компьютер считывал инструкции, вычислял каждый кадр анимации и отображал его на графическом дисплее IBM 2250.

1- IBM 2250 используется для программирования параметров последовательностей изображений (режим «статической программы»);

2- Съёмка экрана или оптическая печать (весь процесс обычно начинается с создания чёрно-белых кадров);

3- Многократная экспозиция отснятого 35-мм чёрно-белого негатива через цветные фильтры, печать на высококонтрастной бумаге, затем с помощью оптического принтера выполняется наложение, смешивание и изменение цвета последовательностей, которые в итоге синтезируются в готовый фильм.

IBM 2250 — одно из первых коммерческих устройств компьютерной графики, оснащённое монохромным дисплеем на электронно-лучевой трубке, подключаемой алфавитно-цифровой клавиатурой, оптоволоконным световым пером и программируемой клавиатурой.

Видео из «Эксперименты в движущейся графике» Джона Уитни, выпущенное в 1968 году. На видео Джон Уитни занимается программированием. Они используют графическую консоль IBM 20/50, генерирующую динамическое изображение на основе уравнения в полярных координатах, содержащего около 20 параметров. Программа управляется с помощью перфокарт (а не светового пера). Сначала автоматически снимают на чёрно-белую киноплёнку, а затем, на этапе оптической печати, с помощью различных светофильтров переносят чёрно-белое изображение на цветную плёнку и делают многократную экспозицию, получая в итоге кадры с текучим, асимметричным, нецентрированным динамическим ощущением. Весь процесс очень трудоёмкий: для каждого кадра длительностью 1/24 секунды требуется около 30 минут компьютерных вычислений, после чего нужно ждать более 12 часов, чтобы увидеть готовый фильм. В то время компьютер не мог взаимодействовать с музыкальными произведениями в реальном времени и обеспечивать обратную связь.

Джон Уитни демонстрирует своё устройство, время работы этих картин составляет одну минуту при 24 кадрах в секунду. Он снимает на плёнку эти созданные на компьютере изображения, затем копирует и вставляет их в «кольцеобразное» расположение.

Этот фильм демонстрирует «текучие, психоделические, распускающиеся цветные формы». Его визуальный эффект состоит из бесчисленного множества точек (dots), которые танцуют и переплетаются в сложные геометрические фигуры, подобные сложным персидским коврам или сложным исламским орнаментальным узорам, поэтому он получил название «Arabesque»(Арабеска).

В отличие от его ранних работ с использованием механических аналоговых компьютеров, «Арабеска» является знаковой работой, знаменующей его полный переход к цифровому компьютерному программированию.

Фильм сопровождается музыкой на багламе (Baglama) в исполнении Манучехр Садеги（Manoochehr Sadeghi）, где теория «Harmonic Progression» (гармонической прогрессии) непосредственно воплощается в изоморфизм музыки и визуального ряда.

В «Arabesque»(Арабеска) показанные цифровые гармонические динамические паттерны реализованы с помощью программы на Pascal. Эти программы генерируют не статические изображения, а паттерны движения. Для запуска этих программ требуется система с поддержкой Pascal и высококачественный CRT-дисплей, даже разрешение 100×100 может давать элегантную графику. Программа управляет динамическими последовательностями через ключевые переменные: NPOINTS (количество точек на кадр), NFRAMES (общее количество кадров), STEPSTART и STEPEND (начальный и конечный паттерны). Программа в полярных координатах вводит переменную радиуса, позволяя точкам двигаться по радиальным направлениям с разными угловыми скоростями, формируя сложные паттерны. Компьютерная графика способна генерировать динамические паттерны, полностью нереализуемые ручным рисованием, и эта область находится на начальной стадии исследования, имея бесконечные возможности, например, с помощью отражения, симметрии, наложения, контрапункта и т. д., можно значительно обогатить динамические паттерны.

Прикрепить карточку Arabesque (Арабеска), реж. John Whitney, 1976: https://www.imdb.com/title/tt2154834/?ref_=nm_flmg_job_1_accord_1_cdt_t_5

В 1976 году John Whitney (Джон Уитни)по-прежнему полагался на традиционную плёнку и оптический принтер, накапливая чёрно-белые кадры через долгие эксперименты и оценки. Но он пригласил Ларри Кубу (Larry Cuba) стать программистом в «Арабеске»(Арабеске). Куба использовал GRAphics Symbiosis System. Уитни исследовал способы, с помощью которых кинетические ритмы движущихся точек могут создавать перцептивные эффекты, сильно аналогичные модуляциям музыкального напряжения.

Вышеуказанные две программы соответствуют двум уровням: «язык программирования» и «реализация художественного замысла». Проще говоря, визуальный эффект «Арабески» был задуман с помощью алгоритмической логики Pascal, но окончательно реализован Ларри Кубой в виде компьютерного исполняемого кода с использованием языка GRASS.

Изображение совершает циклическое, периодическое движение, чередующееся по осям координат. Простые фигуры, полученные таким образом, ритмически накладываются друг на друга, вращаются под разными углами, подвергаются симметричному полярному вращению или инверсии, что в конечном итоге приводит к сложным образам, представленным в фильме.

Цветодинамический эффект этого фильма сильнее, чем цветодинамический эффект предыдущих фильмов. Цвета находятся в постоянном изменении. Почти каждый кадр плавно меняет свой цвет. Установкой цветового круга на оптическом устройстве формируются различные формы Фокусировка света источника конденсорной линзы. Колесо вращается механическим способом. Снимается серия кадров, что даёт трудно контролируемый, но эффективный результат — эффективную рандомизацию цветовых узоров во всём фильме.

эти маленькие спорты здесь, и они, в свою очередь, при его вращении с постоянной скоростью, они начинали бы с переключения работающих переключателей, они запускали бы и останавливали бы различные сложные смеси Тьюринга на моторах и их остановки, они хорошие шестерёнки.

Он продемонстрировал несколько классических примеров того, как цветовые точки можно объединить в некую компьютерную архитектуру. Кроме того, он работал с полярной геометрией, но это могла быть любая другая геометрия.

Переходные цвета, создаваемые фосфором видеомонитора, разрушают традиционную бинарную оппозицию статичности цвета и динамичности звука, открывая новую область восприятия. Хотя к тому времени цветное телевизионное оборудование уже было распространено, технология управления динамическим цветом ещё не была зрелой, а его эстетический потенциал оставался неизученным. В то же время, в отличие от живописца, который может взаимодействовать непосредственно и интуитивно через краски, руки и глаза, в кинопроизводстве лабораторный и печатный этапы создают разрыв между интуицией и конечным цветовым эффектом, что делает управление динамическим цветом ещё более сложным.

Джон Уитни преобразовывал ритм, гармонию и другие элементы музыки в составные волны, управляющие движением камеры, и, используя «движение» как общую основу, «переводил» структуру музыки в визуальные изображения. Мелодия состоит из последовательности нот, и их эффектом являются паттерны движения — то быстрые, то медленные.

Как тогда перевести эту визуальную структуру?

Она содержит сложные, сложные математические концепции. Проще говоря, на рисунке выше с помощью «RD» и «TD» показан плоский двумерный континуум, и с помощью комбинации параметров можно увидеть, что некоторые комбинации могут быть отображены. Можно, используя различные проекции и преобразования, отобразить на любое визуальное представление, включая любое трёхмерное пространство. Могут быть различные проекции, например, полярные или декартовы координаты, топологическая поверхностная проекция или пространственная проекция. Конечно, любой музыкальный инструмент также может использовать свою собственную звуковую шкалу для «отображения».

Джон Уитни предложил концепцию «Differential Dynamics», с помощью параметров TD и RD управляя движением графических элементов (таких как точки, шестиугольники, круги и т. д.) на экране с разной скоростью, создавая тем самым в визуальной области динамический порядок, подобный музыкальной «гармонии».

В вышеизложенном описании уже продемонстрированы самые передовые технологии компьютерной графики 60-х и 70-х годов прошлого века. С точки зрения сегодняшнего дня, это не настоящие компьютерные спецэффекты, Джон Уитни имитировал компьютерные спецэффекты. Хотя процесс был очень трудоёмким, цифровая гармония привела к крупным изменениям в искусстве и технологиях XX века:

1-Музыка становится видимой: цифровые системы позволяют дополнить музыку динамической графикой, делая музыку визуализированной.

2-Исполнение освобождается от оков времени: цифровые сигналы почти не теряют качество, их можно произвольно многократно редактировать, изменять скорость, воспроизводить задом наперёд, больше не полагаясь на точность времени исполнителя в реальном времени, создатель может точно вылепить каждую деталь, подобно скульптору.

3-Время обретает материальность: цифровая запись делает музыку не мимолётной, а податливой, как глина, которую можно многократно изменять, трогать, переформировывать, и композиция становится творческим процессом ручного управления временем.

В 70-х годах компьютерная графика открыла ранее невидимый визуальный мир, сделав возможной визуализацию абстрактных математических данных, периодических данных. По аналогии с этим, музыканты ещё в древние времена успешно извлекали из неупорядоченного аудиоспектра гармонические интервалы, такие как октавы, квинты и т. д., и развили высокоточную музыкальную систему. Цифровые технологии через принцип цифровой гармонии сократили расстояние между музыкой и визуальным искусством, способствуя совершенно новому творческому синтезу.