В пожаре Собора Парижской Богоматери погибли не только многочисленные произведения искусства. Разрушенные своды Нотр-Дама лишили его неповторимой акустики. Ученые Национального центра научных исследований Франции (CNRS) готовы помочь реставраторам. Они сохранили оцифрованные замеры и расчеты, произведенные при создании виртуальной модели акустики в рамках проекта Ghost Orchestra, приуроченного к 850-летнему юбилею начала строительства Нотр-Дама.

Ghost Orchestra Project — результат сотрудничества ученых СNRS c Парижской консерваторией. Проект ставил задачу виртуально воссоздать реальные звуковые характеристики собора. То есть создать макет, где используется гораздо больше параментов, чем просто геометрические замеры различных объемов помещения.

В результате появилась виртуальная видеопрограмма, дающая полную иллюзию погружения в трехмерный мир Нотр-Дама и его акустики. Об уникальном проекте Ghost Orchestra Project и его потенциальной ценности для реставраторов RFI рассказали акустик, руководитель научных исследований CNRS в Сорбонне и Институте д’Аламбера в Париже Брайан Кац (Brian Katz) и его ученик, координатор проекта и разработчик виртуального контента — Давид Пуарье-Кино (David Poirier-Quinot).

«Сегодня у нас есть цифровая модель акустики Нотр-Дама, — говорит Брайан Кац. — Мы начали эту работу в рамках национального проекта во Франции по созданию аудиозаписей в трех измерениях для воспроизведения без наушников. По случаю 850-летия начала строительства Нотр-Дама, в мае 2013 года в Нотр-Даме исполняли произведение для оркестра, написанное специально для этого собора. Мы подумали, что было бы хорошо, если бы эту музыку с такой особенной акустикой могли услышать люди всего мира, не только гости торжественного вечера».

Акустики заметили, что в зависимости от местоположения зрителя в соборе — будь он в первом, в десятом ряду или в глубине зала — оркестр звучит совершенно по-разному, акустика очень сильно меняется. Так у них родилась идея воссоздать концерт, привязав его к специфической акустике объемов Собора Парижской Богоматери. Монументальное произведение, о котором говорил Брайан Кац, это оратория «Богородица» Жюля Массне. Она была написана в 1880 году, но исполнялась чрезвычайно редко. В концерте 4 мая 2013 года в Соборе Парижской Богоматери участвовали 250 исполнителей: хор Нотр-Дама, хор Французской армии, детский хор Sotto Voce и оркестр Парижской консерватории под управлением Патрика Фурнилье.

Но для создания объемного звука не достаточно было записать музыкантов при помощи 45 микрофонов. Брайан Кац объясняет, что ученые действовали в несколько этапов.

«Мы начали с серии замеров, чтобы определить характеристики акустики собора, — объясняет Брайан Кац. — Потом, включив и эти данные в расчеты, создали цифровую модель объемов собора. Инженеры-акустики Парижской Высшей национальной консерватории музыки и танца записали концерт при помощи десятков микрофонов, установленных в непосредственной близости от каждого музыканта. Потом мы привязали дорожки с записью инструментов к виртуальной модели объемов собора. Специальный алгоритм позволил обработать звук каждого инструмента с учетом характеристик его звучания в определенном пространстве. Проект Ghost Orchestra позволяет виртуально перемещаться внутри Нотр-Дама и слышать настоящую музыку в звуковой 3D версии так, как она звучала бы в реальности в каждой точке собора».

Законченный проект часовой прогулки по Нотр-Даму в режиме виртуальной реальности демонстрировали в ходе дней Науки (Fête de la Science) и в рамках международных конгрессов акустиков. А в интернете ученые поместили короткий видеоклип — несколько минут погружения в 3D акустику — объясняет координатор цифрового проекта Давид Пуарье-Кино.

«Проект дает редкую возможность походить внутри оркестра, — говорит
Давид Пуарье-Кино. — Это хорошо показано в видеоклипе. Правда, музыканты представлены немного абстрактно: у нас не было времени детализировать изображение. Любители музыки, не знакомые с произведением, могут услышать детально каждую партитуру. Что же касается ощущений, перемещаясь в соборе, можно услышать музыку в разных объемах, разной силы — в зависимости от того, какой фрагмент музыки звучит. К сожалению, в интернете только трехминутный отрывок. Полностью произведение звучит полтора часа. В ходе оратории можно услышать то солирующий голос, то рельефное звучание духовых инструментов, то хор. Всякий раз звук окрашивается акустикой собора. Это дает удивительное ощущение музыки. Если встать в нефе собора, становится понятно, что, может, не совсем сознательно, но архитекторы и композиторы учитывали параметры времени реверберации, чистоты звука… Все эти и множество других элементов, влияющих на акустику мы оцифровали. Но они остаются естественной составляющей музыкального произведения».

Работа акустиков CNRS в соборе продолжалась полгода. Это время не включает период репетиций оркестра и время, которое в Нотр-Даме провели для записи концерта инженеры по звуку из Парижской консерватории.

«Наши акустические замеры проводились впервые с 70-х годов, — уточняет Брайан Кац. — Качество современной техники позволяет утверждать, что это самые лучшие и уникальные данные об акустике собора. Это также самые последние данные о Нотр-Даме. Затем цифровая модель стала как бы „обрастать“ данными. Виртуальный макет интерьера подогнали к реальным размерам, воссоздали свет и текстуру поверхностей. Акустики составили детальный перечень находящихся внутри собора материалов. Учли, где стоят деревянные конструкции, где камень, где гобелены. Чтобы понять влияние этих материалов на акустику, ученые произвели порядка 50 замеров и записей реверберации звука, звучавшего через громкоговорители. Сведенные воедино в компьютерной программе, эти данные позволили ученым наполнить виртуальное пространство Нотр-Дама настоящим звуком».

Оцифровка объемов Собора Парижской Богоматери была бы невозможной без американского историка Эндрю Тэллона (Andrew Tallon). Брайан Кац вышел на специалиста в истории готической архитектуры с предложением о сотрудничестве, зная, что последний отсканировал лазером многие шедевры готики, в их числе Нотр-Дам. Сотрудничать с ним Брайан Кац начал с проекта церкви в Сен-Жермен-де-Пре. И только после этого ученые стали работать, по его оцифрованным геометрическим данным, с акустикой Нотр-Дама, строения со значительно большим объемом. Для Брайана Каца это был «незабываемый опыт ночной работы в грандиозных объемах собора до часу, а то и до двух часов ночи». Незабываемый не только в человеческом, но также и в научном плане, потому что ученым пришлось изобрести инновационные методы акустики для работы в огромном объеме собора.

В момент пожара в Соборе Парижской Богоматери ученые осознали уникальность собранных ими данных.

«С учетом того, что у нас в распоряжении уникальные данные об акустических характеристиках Нотр-Дама, мы стали думать, как связаться с организациями, которые будут заниматься восстановлением собора, чтобы аспекты акустики были приняты в расчет, — настаивает Брайан Кац. — Кроме того, мы думаем доработать и улучшить проект благодаря технологическим наработкам и технической эволюции, которая произошла в области информатики в последние пять лет».