Компьютерная музыка - Computer music

Компьютерная музыка это применение вычислительная техника в музыкальная композиция, чтобы помочь человеку композиторы создавать новую музыку или позволять компьютерам самостоятельно создавать музыку, например, с алгоритмическая композиция программы. Он включает теорию и применение новых и существующих компьютеров. программного обеспечения технологии и основные аспекты музыки, такие как синтез звука, цифровая обработка сигналов, звуковой дизайн, звуковая диффузия, акустика, электротехника и психоакустика. Область компьютерной музыки уходит своими корнями в истоки электронная музыка, и первые эксперименты и инновации с электронными инструментами на рубеже 20-го века.

Компьютерная музыка стала доступной в начале середины 2000-х. Среди основных программных инструментов в наши дни - Reaper, Logic, Cubase, Ableton, Maxforlive, Pure Data, Csound, Supercollider, Kyma, PWGL, OpenMusic, Junxion, Lisa, Rosa, Superlooper.

История

CSIRAC, Первый цифровой компьютер в Австралии, как показано на Мельбурнский музей

Большая часть работ над компьютерной музыкой основана на взаимосвязи между музыка и математика, отношения, которые были отмечены с Древние греки описал "гармония сфер ".

Музыкальные мелодии впервые были созданы компьютером, первоначально названным CSIR Mark 1 (позже переименованным в CSIRAC ) в Австралии в 1950 году. Были газетные сообщения из Америки и Англии (ранние и недавние) о том, что компьютеры могли воспроизводить музыку раньше, но тщательное исследование опровергло эти истории, поскольку нет никаких доказательств, подтверждающих газетные сообщения (некоторые из которых, очевидно, были спекулятивный). Исследования показали, что люди предположил о компьютерах, играющих музыку, возможно, потому, что компьютеры издают шумы,[1] но нет никаких доказательств того, что они действительно это сделали.[2][3]

Первым в мире компьютером для воспроизведения музыки был CSIR Mark 1 (позже названный CSIRAC ), который был разработан и построен Тревор Пирси и Мастон Берд с конца 1940-х годов. Математик Джефф Хилл запрограммировал CSIR Mark 1 воспроизводить популярные музыкальные мелодии с самого начала 1950-х годов. В 1950 году для воспроизведения музыки использовался CSIR Mark 1, первое известное использование цифрового компьютера для этой цели. Музыка никогда не записывалась, но была точно реконструирована.[4][5] В 1951 году он публично сыграл "Полковник Боги Марч "[6] из которых существует только реконструкция. Однако CSIR Mark 1 воспроизводил стандартный репертуар и не использовался для расширения музыкального мышления или практики композиции, поскольку Макс Мэтьюз сделал, что является современной практикой компьютерной музыки.

Первой музыкой, исполненной в Англии, было исполнение Британский национальный гимн это было запрограммировано Кристофер Стрейчи на Ферранти Марк 1 в конце 1951 года. Позже в том же году там были записаны короткие отрывки из трех пьес. BBC вне радиовещательной единицы: Государственный гимн ",Ба, Ба Черная овца, и "В настроении "и это признано как самая ранняя запись компьютера для воспроизведения музыки как CSIRAC музыка никогда не записывалась. Эту запись можно послушать на этот сайт Манчестерского университета. Исследователи из Кентерберийский университет, Крайстчерч удалил клики и восстановил эту запись в 2016 году. Результаты можно будет услышать на SoundCloud.[7][8][9]

Еще двумя важными событиями 1950-х годов стали возникновение цифрового синтеза звука с помощью компьютера и алгоритмическая композиция программы за пределами механического воспроизведения. Макс Мэтьюз из Bell Laboratories разработал влиятельную МУЗЫКА I программа и ее потомки, дальнейшая популяризация компьютерной музыки через статью 1963 года в Наука.[10] Среди других пионеров музыкальные химики Леджарен Хиллер и Леонард Исааксон работали над серией экспериментов с алгоритмической композицией в 1956–1995 годах, что проявилось в премьере фильма 1957 года. Люкс Illiac для струнного квартета.[11]

В Япония, эксперименты в области компьютерной музыки датируются 1962 годом, когда Университет Кейо профессор Секин и Toshiba инженер Хаяши экспериментировал с TOSBAC [jp ] компьютер. В результате появилась статья под названием Люкс TOSBACпод влиянием Люкс Illiac. Более поздние композиции японской компьютерной музыки включают пьесу Кэндзиро Эзаки, представленную во время Осака Экспо '70 и "Панорамный сонор" (1974) музыкального критика Акимичи Такэда. Ezaki также опубликовал статью под названием «Современная музыка и компьютеры» в 1970 году. С тех пор японские исследования компьютерной музыки в основном проводились в коммерческих целях в популярная музыка, хотя некоторые из наиболее серьезных японских музыкантов использовали большие компьютерные системы, такие как Fairlight в 1970-е гг.[12]

Компьютер для программирования первого FM-синтезатора GS1 компании Yamaha. CCRMA, Стэндфордский Университет

Ранние компьютерные музыкальные программы обычно не запускались. реальное время, хотя первые эксперименты на CSIRAC и Ферранти Марк 1 действовал в реальное время. С конца 1950-х годов, когда программирование становилось все более изощренным, программы могли работать часами или днями на многомиллионных компьютерах, чтобы создать несколько минут музыки.[13][14] Одним из способов решения этой проблемы было использование «гибридной системы» цифрового управления аналоговый синтезатор и ранними примерами этого были система GROOVE Макса Мэтьюса (1969), а также MUSYS от Петр Зиновьев (1969). В конце 1970-х годов эти системы были коммерциализированы, в частности, такими системами, как Микрокомпозитор Roland MC-8, где микропроцессор -система управляет аналоговый синтезатор, выпущенный в 1978 году.[12] Джон Чоунинг работает над FM синтез с 1960-х по 1970-е годы позволили гораздо более эффективный цифровой синтез,[15] в конечном итоге привело к разработке доступного по цене FM-синтезатора Yamaha DX7 цифровой синтезатор, выпущенный в 1983 году.[16] Помимо Yamaha DX7, появление недорогих цифровых чипсы и микрокомпьютеры открыл дверь к созданию компьютерной музыки в реальном времени.[16] В 1980-х годах японцы персональные компьютеры такой как NEC PC-88 пришел установлен с FM синтезом звуковые чипы и показал языки программирования аудио Такие как Музыка Макро Язык (MML) и MIDI интерфейсы, которые чаще всего использовались для создания музыка из видеоигр, или же чиптюнс.[12] К началу 1990-х годов производительность компьютеров на базе микропроцессоров достигла той точки, когда стало возможным создание компьютерной музыки в реальном времени с использованием более общих программ и алгоритмов.[17]

Интересные звуки должны обладать плавностью и изменчивостью, чтобы они оставались свежими для уха. В компьютерной музыке этот тонкий ингредиент покупается за счет высоких вычислительных затрат, как с точки зрения количества элементов, требующих деталей в партитуре, так и с точки зрения объема интерпретативной работы, которую инструменты должны произвести, чтобы реализовать эту деталь в звуке.[18]

Достижения

Достижения в области вычислительной мощности и программного обеспечения для управления цифровыми медиа сильно повлияли на способ создания и исполнения компьютерной музыки. Микрокомпьютеры нынешнего поколения достаточно мощны, чтобы выполнять очень сложный синтез звука с использованием самых разных алгоритмов и подходов. Компьютерные музыкальные системы и подходы теперь повсеместны и настолько прочно встроены в процесс создания музыки, что мы почти не задумываемся о них: компьютерные синтезаторы, цифровые микшеры и блоки эффектов стали настолько обычным явлением, что использование цифровых, а не аналоговых технология создания и записи музыки - это скорее норма, чем исключение.[19]

Исследование

Несмотря на повсеместное распространение компьютерной музыки в современной культуре, в области компьютерной музыки наблюдается значительная активность.[требуется разъяснение ] поскольку исследователи продолжают искать новые и интересные компьютерные подходы к синтезу, композиции и производительности. Во всем мире существует множество организаций и учреждений, занимающихся компьютерной и электронной музыкой, изучением и исследованиями, в том числе ICMA (Международная ассоциация компьютерной музыки), C4DM (Центр цифровой музыки), IRCAM, ГРЕЙМ, ШЕЙМУС (Общество электроакустической музыки США), ЦИК (Канадское электроакустическое сообщество) и большое количество высших учебных заведений по всему миру.

Музыка сочинена и исполнена на компьютере

Позже такие композиторы, как Готфрид Майкл Кениг и Яннис Ксенакис компьютеры генерировали звуки композиции, а также партитуру. Koenig произвел алгоритмическая композиция программы, которые были его собственным серийный состав упражняться. Это не совсем похоже на работу Ксенакиса, поскольку он использовал математические абстракции и исследовал, насколько далеко он может исследовать их в музыкальном плане. Программное обеспечение Кенига переводило вычисления математических уравнений в коды, представляющие нотную запись. Это могло быть преобразовано в нотную запись вручную, а затем исполнено людьми. Его программы Project 1 и Project 2 являются примерами такого программного обеспечения. Позже он распространил те же принципы на сферу синтеза, позволив компьютеру напрямую воспроизводить звук. SSP - это пример программы, которая выполняет такую ​​функцию. Все эти программы были созданы Кенигом на Институт сонологии в Утрехт в 1970-е гг.[20]

Компьютерные оценки производительности игроков-людей

Компьютеры также использовались в попытке имитировать музыку великих композиторов прошлого, таких как Моцарт. Настоящий представитель этой техники Дэвид Коуп. Он писал компьютерные программы, которые анализируют произведения других композиторов, чтобы создавать новые произведения в подобном стиле. Он использовал эту программу с большим успехом с такими композиторами, как Бах и Моцарт (его программа Эксперименты в области музыкального интеллекта известен созданием «42-й симфонии Моцарта»), а также в составе его собственных произведений, сочетая свои собственные творения с творениями компьютера.[21]

Меломикс, исследовательский проект от Университет Малаги (Испания) разработал кластер компьютерной композиции под названием Ямус, из которого состоят сложные пьесы с несколькими инструментами для редактирования и исполнения. С его начала, Ямус в 2012 году сочинил полный альбом с соответствующим названием Ямус, который Новый ученый описывается как «Первое крупное произведение, сочиненное на компьютере и исполненное полным оркестром».[22] Группа также разработала API для разработчиков, чтобы использовать эту технологию, и делает свою музыку доступной на своем веб-сайте.

Автоматизированная алгоритмическая композиция

Диаграмма, показывающая положение CAAC по отношению к другим Генеративная музыка Системы

Автоматизированная алгоритмическая композиция (CAAC, произносится «sea-ack») - это реализация и использование алгоритмическая композиция техники в программном обеспечении. Этот ярлык образован комбинацией двух ярлыков, каждый из которых слишком расплывчатый для дальнейшего использования. Наклейка компьютерная композиция не хватает специфики использования генеративных алгоритмов. Музыка, созданная с помощью программы для записи нот или секвенсора, легко может считаться композицией с помощью компьютера. Наклейка алгоритмическая композиция также является слишком широким, особенно в том смысле, что он не определяет использование компьютера. Период, термин компьютерный, а не с помощью компьютера, используется так же, как системы автоматизированного проектирования.[23]

Машинная импровизация

Машинная импровизация использует компьютерные алгоритмы для создания импровизация на существующих музыкальных материалах. Обычно это делается путем сложной рекомбинации музыкальных фраз, извлеченных из существующей музыки, живой или предварительно записанной. Чтобы добиться убедительной импровизации в определенном стиле, машинная импровизация использует машинное обучение и сопоставление с образцом алгоритмы анализа существующих музыкальных примеров. Полученные паттерны затем используются для создания новых вариаций «в стиле» оригинальной музыки, развивая понятие стилистической реинъекции. Это отличается от других методов импровизации с компьютерами, которые используют алгоритмическая композиция создавать новую музыку без анализа существующих музыкальных примеров.[24]

Статистическое моделирование стиля

Моделирование стиля подразумевает построение компьютерного представления музыкальной поверхности, которое фиксирует важные стилистические особенности данных. Статистические подходы используются для фиксации избыточности в терминах словарей паттернов или повторений, которые позже рекомбинируются для создания новых музыкальных данных. Смешение стилей может быть реализовано путем анализа базы данных, содержащей несколько музыкальных примеров в разных стилях. Машинная импровизация основывается на давней музыкальной традиции статистического моделирования, которая началась с работы Хиллера и Исааксона. Illiac Сюита для струнного квартета (1957) и использование Ксенакисом Цепи Маркова и случайные процессы. Современные методы включают использование сжатие данных без потерь для инкрементального анализа, суффиксное дерево предсказаний, поиск строки и больше.[25] Смешение стилей возможно путем смешивания моделей, полученных из нескольких музыкальных источников, при этом первое микширование стилей было выполнено С. Дубновым в части NTrope Suite с использованием совместной исходной модели Дженсена-Шеннона.[26] Позже использование фактор оракула алгоритм (в основном фактор оракула является конечным автоматом, построенным в линейном времени и пространстве инкрементальным способом)[27] был принят на музыку Ассаягом и Дубновым[28] и стал основой для нескольких систем, использующих стилистическое повторное внедрение.[29]

Реализации

Первой реализацией моделирования в статистическом стиле был метод LZify в Open Music,[30] за которой последовала система Continuator, которая реализовала интерактивную машинную импровизацию, которая интерпретировала инкрементный синтаксический анализ LZ в терминах Марковские модели и использовал его для моделирования стиля в реальном времени[31] разработан Франсуа Паше в Sony CSL Paris в 2002 году.[32][33] Реализацию машинной импровизации Factor Oracle в Matlab можно найти как часть Компьютерное прослушивание ящик для инструментов. Существует также реализация NTCC машинной импровизации Factor Oracle.[34]

OMax - это программная среда, разработанная в IRCAM. OMax использует OpenMusic и Макс. Он основан на исследованиях по стилистическому моделированию, проведенных Жераром Ассаягом и Шломо Дубновым, и на исследованиях по импровизации на компьютере Дж. Ассаяга, М. Шемилье и Г. Блоха (a.k.a. OMax Brothers) в группе музыкальных представлений Ircam.[35]Одной из проблем моделирования аудиосигналов с помощью факторного оракула является символизация функций от непрерывных значений до дискретного алфавита. Эта проблема была решена в Variable Markov Oracle (VMO), доступном как реализация python,[36] использование критериев скорости передачи информации для поиска оптимального или наиболее информативного представления.[37]

Живое кодирование

Живое кодирование[38] (иногда известное как «интерактивное программирование», «программирование на лету»,[39] 'точно вовремя программирование') - так называется процесс написания программного обеспечения в реальном времени как часть спектакль. Недавно он стал рассматриваться как более строгая альтернатива портативным музыкантам, которым, по мнению программистов, не хватает харизмы и блеска, присущих музыкантам. музыканты выступая вживую.[40]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Алгоритмическое прослушивание 1949–1962 гг. Слуховые практики ранних вычислений на мэйнфреймах». Всемирный конгресс AISB / IACAP 2012 г.. Архивировано из оригинал 7 ноября 2017 г.. Получено 18 октября 2017.
  2. ^ Дорнбуш, Пол (9 июля 2017 г.). «MuSA 2017 - Ранние компьютерные музыкальные эксперименты в Австралии, Англии и США». Конференция MuSA. Получено 18 октября 2017.
  3. ^ Дорнбуш, Пол (2017). «Эксперименты ранней компьютерной музыки в Австралии и Англии». Организованный звук. Издательство Кембриджского университета. 22 (2): 297–307 [11]. Дои:10.1017 / S1355771817000206.
  4. ^ Филдс, Джонатан (17 июня 2008 г.). "Представлена ​​самая старая компьютерная музыка". BBC News Online. Получено 18 июн 2008.
  5. ^ Дорнбуш, Пол (март 2004 г.). «Компьютерный синтез звука в 1951 году: музыка CSIRAC». Компьютерный музыкальный журнал. 28 (1): 11–12. Дои:10.1162/014892604322970616. ISSN  0148-9267. S2CID  10593824.
  6. ^ Дорнбуш, Пол. "Музыка CSIRAC". Мельбурнская инженерная школа, факультет компьютерных наук и программной инженерии. Архивировано из оригинал 18 января 2012 г.
  7. ^ «Восстановлена ​​первая запись компьютерной музыки, созданная Аланом Тьюрингом». Хранитель. 26 сентября 2016 г.. Получено 28 августа 2017.
  8. ^ «Восстановление первой записи компьютерной музыки - Блог Sound and Vision». Британская библиотека. 13 сентября 2016 г.. Получено 28 августа 2017.
  9. ^ Филдс, Джонатан (17 июня 2008 г.). "'Представлена ​​самая старая компьютерная музыка ". Новости BBC. Получено 4 декабря 2013.
  10. ^ Богданов, Владимир (2001). All Music Guide to Electronica: Полное руководство по электронной музыке. Книги Backbeat. п.320. ISBN  9780879306281. Получено 4 декабря 2013. All Music Guide to Electronica: Полное руководство по электронной музыке.
  11. ^ Леджарен Хиллер и Леонард Айзексон, Экспериментальная музыка: сочинение на электронном компьютере (Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1959; перепечатано Westport, Conn .: Greenwood Press, 1979). ISBN  0-313-22158-8.[страница нужна ]
  12. ^ а б c Симадзу, Такехито (1994). «История электронной и компьютерной музыки в Японии: выдающиеся композиторы и их произведения». Леонардо Музыкальный Журнал. MIT Press. 4: 102–106 [104]. Дои:10.2307/1513190. JSTOR  1513190. S2CID  193084745. Получено 9 июля 2012.
  13. ^ Каттермол, Таннит (9 мая 2011 г.). «Дальновидный изобретатель - пионер компьютерной музыки». Гизмаг. Получено 28 октября 2011.
    «В 1957 году программа MUSIC позволяла мэйнфрейму IBM 704 воспроизводить 17-секундную композицию Мэтьюза. В то время компьютеры были громоздкими, поэтому синтез занимал час».
  14. ^ Мэтьюз, Макс (1 ноября 1963 г.). «Цифровой компьютер как музыкальный инструмент». Наука. 142 (3592): 553–557. Bibcode:1963Научный ... 142..553М. Дои:10.1126 / science.142.3592.553. PMID  17738556.
    «Генерация звуковых сигналов требует очень высокой частоты дискретизации ... Высокоскоростная машина, такая как I.B.M. 7090 ... может вычислять только около 5000 чисел в секунду ... при генерации достаточно сложного звука».
  15. ^ Дин, Р. Т. (2009). Оксфордский справочник компьютерной музыки. Издательство Оксфордского университета. п. 20. ISBN  978-0-19-533161-5.
  16. ^ а б Дин, Р. Т. (2009). Оксфордский справочник компьютерной музыки. Издательство Оксфордского университета. п. 1. ISBN  978-0-19-533161-5.
  17. ^ Дин, Р. Т. (2009). Оксфордский справочник компьютерной музыки. Издательство Оксфордского университета. С. 4–5. ISBN  978-0-19-533161-5.
    «... к 90-м годам ... цифровая обработка звука (с использованием MSP или многих других платформ) стала широко распространенной, плавной и стабильной».
  18. ^ Лой, Д. Гарет (1992). «Замечания по реализации MUSBOX ...». В "Дороги", Кертис (ред.). Музыкальная машина: избранные материалы из журнала Computer Music Journal. MIT Press. п. 344. ISBN  978-0-262-68078-3.
  19. ^ Дорнбуш, Пол (2009). «Глава 3: Раннее оборудование и ранние идеи в компьютерной музыке: их развитие и их нынешние формы». В декане, Р. Т. (ред.). Оксфордский справочник компьютерной музыки. Издательство Оксфордского университета. С. 44–80. Дои:10.1093 / oxfordhb / 9780199792030.013.0003. ISBN  978-0-19-533161-5.
  20. ^ Берг, П. (1996). «Абстрагирование будущего: поиск музыкальных конструкций». Компьютерный музыкальный журнал. MIT Press. 20 (3): 24–27 [11]. Дои:10.2307/3680818. JSTOR  3680818.
  21. ^ Баофу, Питер (3 января 2013 г.). Будущее постчеловеческого исполнительского искусства: предисловие к новой теории тела и его присутствия. Издательство Кембриджских ученых. ISBN  9781443844857.
  22. ^ "Компьютерный композитор чествует столетие Тьюринга". Новый ученый. 5 июля 2012 г.
  23. ^ Кристофер Ариса: Открытый дизайн для автоматизированной алгоритмической музыкальной композиции, Universal-Publishers, Бока-Ратон, Флорида, 2005, стр. 5
  24. ^ Маурисио Торо, Карлос Агон, Камило Руэда, Жерар Ассаяг. "GELISP: структура для представления проблем удовлетворенности музыкальных ограничений и стратегий поиска ", Журнал теоретических и прикладных информационных технологий 86, нет. 2 (2016): 327–331.
  25. ^ С. Дубнов, Г. Ассаяг, О. Лартилло, Г. Бежерано, «Использование методов машинного обучения для моделирования музыкального стиля», IEEE Computers, 36 (10), стр. 73–80, октябрь 2003 г.
  26. ^ ДУБНОВ, С. (1999). Стилистическая случайность: о создании NTrope Suite. Организованный звук, 4 (2), 87–92. Дои:10.1017 / S1355771899002046
  27. ^ Ян Павелка; Джерард Тел; Мирослав Бартосек, ред. (1999). Factor oracle: новая структура для сопоставления с образцом; Труды СОФСЕМ'99; Теория и практика информатики. Шпрингер-Верлаг, Берлин. С. 291–306. ISBN  978-3-540-66694-3. Получено 4 декабря 2013. Конспект лекций по информатике 1725 г.
  28. ^ Использование факторных оракулов для машинной импровизации Г. Ассаяг, С. ДубновСофт Компьютинг 8 (9), 604–610
  29. ^ Дуэты Мемекс и композитор: компьютерная композиция с использованием стилевого микширования С. Дубнов, Г. Ассаяг Композиторы «Открытая музыка», книга 2, 53–66
  30. ^ Г. Ассаяг, С. Дубнов, О. Делерю, «Угадание разума композитора: применение универсального предсказания к музыкальному стилю», Материалы Международной конференции компьютерной музыки, Пекин, 1999.
  31. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 1 ноября 2014 г.. Получено 19 мая 2014.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  32. ^ Паше, Ф., The Continuator: музыкальное взаимодействие со стилем В архиве 14 апреля 2012 г. Wayback Machine. В ICMA, редактор, Proceedings of ICMC, страницы 211–218, Гетеборг, Швеция, сентябрь 2002 г. ICMA. Приз за лучшую работу.
  33. ^ Паше, Ф. Игра с виртуальными музыкантами: Continuator на практике В архиве 14 апреля 2012 г. Wayback Machine. IEEE Multimedia, 9 (3): 77–82 2002.
  34. ^ М Торо, Си Руэда, Си Агон, Джи Ассаяг. NTCCRT: Параллельная структура ограничений для взаимодействия музыки в мягком реальном времени. Журнал теоретических и прикладных информационных технологий Vol. 82 Выпуск 1, с. 184-193. 2015 г.
  35. ^ "Страница проекта OMax". omax.ircam.fr. Получено 2 февраля 2018.
  36. ^ Управляемый синтез музыки с переменным марковским оракулом К. Ван, С. Дубнов, Десятая конференция по искусственному интеллекту и интерактивным цифровым развлечениям, 2014 г.
  37. ^ С. Дубнов, Г. Ассаяг, А. Конт, Анализ звукового оракула скорости передачи музыкальной информации Пятая международная конференция IEEE по семантическим вычислениям, 567–57, 2011
  38. ^ Collins, N .; McLean, A .; Rohrhuber, J .; Уорд, А. (2004). «Живое кодирование в исполнении ноутбука». Организованный звук. 8 (3): 321–330. Дои:10.1017 / S135577180300030X.
  39. ^ Ван Г. и Кук П. (2004) «Программирование на лету: использование кода как выразительного музыкального инструмента», В Труды Международной конференции 2004 г. по новым интерфейсам для музыкального выражения (NIME) (Нью-Йорк: NIME, 2004).
  40. ^ Коллинз, Н. (2003). «Генеративная музыка и производительность ноутбука». Обзор современной музыки. 22 (4): 67–79. Дои:10.1080/0749446032000156919. S2CID  62735944.

дальнейшее чтение