Предыдущая страница реферата | 16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26 | Следующая страница реферата

7. Формирование нового звучания

Итак, программы обработки звука предоставляют музыканту целый мир новых возможностей. Однако все они предполагают, что имеется некий звук-источник, который можно подвергать дальнейшей обработке. Откуда же он берется?

Есть три различных способа получения такого источника. Во-первых, можно записать с микрофона "живое" звучание какого-либо инструмента, голоса или любой другой звук. Этот способ часто используется, если нужно получить на MIDI-инструменте звучание реальных инструментов. Другой способ заключается в "рисовании" волновой формы - программы обработки часто позволяют это делать, переключившись в "карандашный" режим (который так зовется потому, что курсор мыши принимает вид карандаша). Этот способ иногда бывает хорош при создании звуков ударного характера, в то время как периодический сигнал создать таким способом практически невозможно. Но наиболее эффективным методом создания звука "с нуля" является его синтез.

При синтезе звука программа использует математические функции, генерирующие простейшие периодические сигналы - синусоидальные, треугольные, пилообразные, импульсные, прямоугольные, а также шумы. Эти простейшие сигналы могут тем или иным образом трансформироваться в процессе синтеза. Синусоидальные сигналы (они же чистые тоны) имеют особое значение, поскольку спектр такого сигнала содержит только одну частоту.

При аддитивном синтезе используются синусоидальные сигналы с различной частотой и амплитудой, из которых складывается сложный спектр. Количество его составляющих будет в точности равно количеству исходных чистых тонов.

При субтрактивном синтезе, напротив, используется шумовой сигнал, из которого при помощи фильтров вычитаются ненужные частотные составляющие. Как правило, звук, полученный в результате субтрактивного синтеза, имеет ярко выраженный "шумовой" колорит.

FM cинтез звука, о котором мы говорили в первой главе, был разработан Дж. Чоунингом в своей дипломной работе так же с успехом применялся и применяется в синтезаторах.

При синтезе методом модуляции используется, как правило, небольшое количество простейших сигналов, обычно синусоидальных, которые, влияя друг на друга, могут дать в результате спектр с большим количеством составляющих. Метод частотной модуляции (FM, то есть Frequency Modulation) интересен тем, что с его помощью можно даже из двух синусоидальных сигналов получить спектр с каким угодно количеством составляющих. Амплитудная и кольцевая модуляция, а также нелинейное изменение волновой формы хотя и не дают таких "сногсшибательных" результатов, как FM, но тоже по-своему интересны. Существуют и другие методы синтеза, на которых мы здесь, я думаю, останавливаться не будем.

В профессиональных программах обработки звука, таких, как Sound Forge или Cool Edit, обычно имеются модули и для синтеза звука. В Sound Forge, например, предусмотрена возможность "простого синтеза" основных периодических сигналов, а также четырехоператорного FM-синтеза.

Но следует помнить, что синтез звука - мощное средство для создания, "сочинения" собственных тембров. И для того чтобы быстро и эффективно добиться реального воплощения тембрального замысла, нужно иметь, помимо некоторого навыка работы с программами синтеза, четкое представление о том, какие изменения в спектре звука вызовет изменение того или иного параметра. Подробное теоретическое изложение различных методов синтеза звука четко описано в книге Ч. Доджа и Т. Джерса "Компьютерная музыка: синтез, композиция и исполнение".

8. Об интерактивных исполнительских системах

Хотя, в электронной музыке нет разделения между функциями композитора и исполнителя. Все таки, отсутствие необходимости в исполнителях, является большим преимуществом, которое освобождает композиторов от многих проблем. Например, нет необходимости искать и/или подбирать исполнителей, платить им деньги (что бывает не всегда, но часто), организовывать репетиции и т. п. Но, пожалуй, самое главное, что композитор не имеет более нужды передать исполнителю авторский замысел, собственную интерпретацию, - короче говоря, то, что не опишешь словами и не обозначишь нотами.

Как следует из названия, интерактивная музыка предполагает взаимодействие исполнителя и его "электронного партнера" в процессе исполнения. Например, существует и широко используется такая схема: исполнитель начинает играть на каком-либо инструменте; компьютер "реагирует" на его исполнение, исполняя соответствующие звуки; исполнитель, в свою очередь, отвечает на сыгранное компьютером и т. д. Таким образом, имея возможность выбора первоначальных звуков пьесы (которые могут быть, разумеется, до некоторой степени регламентированы композитором), исполнитель фактически строит композицию в соответствии со своим творческим видением. Каждый вариант исполнения такой пьесы может сильно отличаться от остальных, причем не только традиционными параметрами темпа, громкости отдельных звуков и т. п., но также и расположением и количеством звуков. В этом случае "твердую основу" композиции составляет не зафиксированный нотный текст, а алгоритм взаимодействия компьютера и исполнителя. Точнее, это обычно даже совокупность двух алгоритмов: одного для компьютера и одного для исполнителя.

Алгоритм взаимодействия для исполнителя может быть написан обычным "человеческим" языком, пояснен нотными фрагментами и т. д. А алгоритм для компьютера составляется различными способами. Например, может быть использована последовательность условных операций типа "если прозвучал звук в диапазоне от 300 до 367 Гц с амплитудой от 7000 до 9500 условных единиц20 во временном промежутке от 7 до 9 секунд от начала пьесы, то исполнять звуки случайной частоты в диапазоне от 150 до 170 Гц длиной 0,02 секунды с частотой появления, линейно уменьшающейся от 47 до 6 Гц с постоянным затуханием в течение 11,4 секунды".

Для облегчения процесса создания таких интерактивных композиций были разработаны различные программные средства. Например, в парижском центре электронной музыки IRCAM была разработана программа MAX, коммерческую версию которой (для Macintosh) выпускает американская компания Opcode.

Программа MAX - это, по сути, целый язык программирования, предназначенный для создания алгоритмов интерактивного исполнения и реализованный в виде программного приложения с объектно-ориентированным интерфейсом пользователя. MAX работает на уровне MIDI-событий, так что если композитор желает работать с акустическим инструментом, ему необходимо использовать какие-либо конверторы (Pitch-to-MIDI21 и т. п.).

В MAX имеются объекты (операторы), обеспечивающие ввод/вывод MIDI-информации. Между входными и выходными параметрами помещаются модули преобразования. Возможно использовать арифметические и логические операции, ветвления, различные специальные возможности и т. п. Всего в программе более ста типов объектов. Имеется даже небольшой встроенный секвенцер.

Программу MAX использовали многие крупные композиторы, такие, как Ричард Буланже (Richard Boulanger) и Дрор Файлер (Dror Feiler).

Описанная концепция интерактивной исполнительской системы не является единственно возможной. Существуют и другие концепции, и среди них необходимо выделить концепцию системы управления партитурой.

Вначале американский инженер, программист и музыкант Макс Мэтьюз (Max Matthews) заметил противоречие между "музыкантством" и "музыкальностью". Оно выражается в том, что зачастую музыкант-профессионал, вложивший уйму времени и сил в овладение техникой исполнения на каком-либо инструменте и действительно овладевший этой техникой в совершенстве, испытывает затруднения в вопросе художественной интерпретации музыкального произведения. И наоборот, человек, не владеющий тем или иным инструментом в достаточной степени или вовсе не умеющий на нем играть, иной раз способен на собственную интересную интерпретационную концепцию, свое неординарное видение музыки. Только вот беда: донести свою исполнительскую концепцию до слушателей он никак не может из-за технических трудностей исполнения.

Макс Мэтьюз предложил решение, позволяющее такому музыкальному человеку, не имеющему достаточной техники, реализовать себя как исполнителя. (Именно как живого исполнителя, а не MIDI-аранжировщика.) Для этого Мэтьюз создал специальное устройство, называющееся в последней модификации "радиобатон". Визуально радиобатон представляет собой небольшой прямоугольный ящичек с MIDI-входом и выходом. Под верхней крышкой этого "ящичка" находятся пять датчиков (четыре - по углам и один в центре), которые следят за перемещением двух специальных палочек. С компьютера в радиобатон загружается MIDI-партитура, в которой в особом формате определены параметры, которыми можно будет управлять в реальном времени. С помощью двух палочек можно произвольно изменять во время исполнения шесть любых заранее заданных параметров: каждая палочка регулирует одновременно три параметра, перемещаясь в пространстве по трем осям, обозначаемым как x, y и z. Например, в многотембральном произведении логично регулировать таким образом громкости различных партий. Перемещения в плоскости поверхности радиобатона ограничены размерами устройства; перемещение по оси z также имеет как нижнюю, так и верхнюю границу: существует некоторое критическое расстояние, вне пределов которого радиобатон вообще не распознает палочку. Темп исполнения может регулироваться, помимо простого перемещения палочки вдоль одной из осей, специальным образом - с помощью "дирижирования" правой рукой.

Развитием идеи Мэтьюза является "управляющая перчатка" (PowerGlove) Ричарда Буланже. Здесь параметры MIDI-партитур можно регулировать не только перемещением руки в пространстве, но и сгибанием пальцев, причем каждый палец может контролировать отдельный параметр.

И радиобатон, и управляющая перчатка, однако, не так просты в обращении, как может показаться. Для полного использования их возможностей необходимы определенные "исполнительские" навыки, как и при игре на каком-либо традиционном инструменте. С другой стороны, эти навыки можно приобрести довольно быстро (за 2-3 месяца регулярных занятий), что делает его доступным для широкого круга музыкантов-любителей.

9. Компьютер "сочиняет" музыку

Конечно, для простых любителей и ленивых музыкантов, было бы весьма удобно, чтобы компьютер сам "сочинял" музыку. Но строго говоря, компьютеры сами никакой музыки до сих пор не сочинили. В основном, используются уже с середины 50-х годов так называемые программы алгоритмической композиции. При этом разрабатывались два в корне различных метода. Первый метод - это анализ того или иного музыкального стиля и составление композиции на основе полученных данных. Второй же метод предполагает вероятностные распределения звуков в партитуре.

Сочинения, написанные с использованием обоих методов, как правило, допускают "живое" исполнение - ведь результатом работы программ алгоритмической композиции является обычно нотный текст (или, по крайней мере, некоторые данные, подготовленные для последующего преобразования в нотный текст.

Еще в 1956 году были опубликованы опыты Кляйна и Болито по синтезированию песенных мелодий на компьютере Datatron. Мелодии носили название "Push Button Bertha". Они рассматривались, правда, скорее как эксперимент, а не творчество. Однако уже в следующем, 1957 году была опубликована (и впоследствии не раз исполнялась) сюита для струнного квартета, "сочиненная" в лаборатории электронной музыки Иллинойского университета с помощью компьютера "Иллиак" (ее так и назвали - "Иллиак-сюита"). Кроме компьютера, ее "авторами" являлись Лейярен Хиллер (Lejaren Hiller) и Леонард Айзексон (Leonard Isaacson).

Сюита состояла из четырех частей, причем первые две были написаны в диатоническом до-мажоре по правилам, близким к правилам музыки строгого стиля. Источником третьей части, напротив, была случайная хроматическая музыка, "профильтрованная", однако, по тем же правилам. Несмотря на фильтрацию, ее музыка очень похожа на атональные композиции. В четвертой же части авторы применили математические формулы, никак не связанные с музыкальными стилями. По их замыслу, четвертая часть должна была быть написана в совершенно особом, "машинном" стиле, хотя на слух, как ни странно, этот стиль мало отличался от стиля третьей части. "Иллиак-сюита" издавалась несколько раз и приобрела мировую известность.

В 1959 году Рудольф Зарипов, советский математик, "сочинял" одноголосные музыкальные пьесы на машине "Урал" (опять-таки в до-мажоре). Они назывались "Уральские напевы" и опять носили характер эксперимента. При их сочинении использовались различные случайные процессы для различных элементов музыкальной фактуры (форма, ритм, звуковысотность и т. д.). А Р. Бухараев и М. Рытвинская на том же "Урале" программировали "сочинение" алгоритмических мелодий на стихотворный текст.

Правда, "Урал" предоставил на выходе неуклюжую, абсолютно не вокальную мелодию (даже с точки зрения авангарда нашего столетия). Виноват был, конечно, не "Урал", а очень несовершенные алгоритмы синтеза музыкальной фактуры.

С тех пор появилось очень много программ для алгоритмической композиции. Часто такие программы разрабатывались, что называется, "на один раз", для личного использования. В отличие от подобных программ 50-х годов некоторые современные разработки позволяют достичь довольно хороших результатов. В качестве примера можно привести программу, которую разработал московский музыкант и программист Д. Жалнин.

Иногда средства алгоритмической композиции так или иначе смешиваются с другими творческими направлениями. Например, Cubase существует встроенное средство под названием "интерактивный синтезатор фраз" (Interactive Phrase Synthesizer, IPS). Здесь смешиваются средства интерактивной и алгоритмической систем. На вход системы подается некая "фраза", то есть последовательность MIDI-событий. Затем эта последовательность проходит через специальные "алгоритмические процессоры" - подпрограммы упорядоченного преобразования ритма, громкости и звуковысотности. Таким образом, с одной стороны, исполнитель имеет возможность все время взаимодействовать с системой, вводя различные стартовые ноты и даже меняя саму исходную последовательность; с другой стороны, для изменения звуковой ткани используются строгие алгоритмы.

Еще один яркий пример интеграции алгоритмической музыки с другими направлениями - класс программ перевода графики в звучание. Таких программ тоже существует не одна и не две. Однако особо хочется отметить программу Kandinsky Music Painter (KMP) для Atari, от компании Keys. Эта программа предоставляет довольно-таки развитые средства для создания рисунка. Отдельно можно создать рисунки для звуковысотной фактуры и для громкости инструментов. В программе используется монохромная графика, которая транслируется в MIDI-события. В начале проигрывания экран очищается, и по ходу проигрывания рисунок постепенно прорисовывается по горизонтали, что дает ощущение слияния звуковой и визуальной композиций.

Похожим образом, но не на уровне MIDI, а на уровне звука работает система Яниса Ксенакиса U-Pic. А вообще-то эта идея уже была реализована гораздо раньше аналоговыми методами.

Рождение компьютерной музыки

В 1957 году М. Мэтьюз и Н. Гутман посетили концерт одного малоизвестного пианиста. Концерт им обоим не понравился, и, в процессе обмена впечатлениями после концерта, М. Мэтьюз заявил, что компьютер может сыграть лучше. Но поскольку на дворе был 1957 год, компьютеры еще не умели играть музыку. Придя домой, М. Мэтьюз тут же стал писать программу, играющую музыку. Первая компьютерная пьеса неизменно производит на окружающих ужасающее впечатление. Но идея Мэтьюза, развиваясь, породила целый класс музыкальных языков программирования, которые вначале назывались "MUSIC" с номером версии. Язык C-Sound произошел как раз из этих программ. А отделение Стэндфордского института исследований, где работал тогда М. Мэтьюз, выросло в музыкальный исследовательский центр под названием CCRMA (читается "карма").

Конечно, программы алгоритмической композиции не способны заменить собой творческий процесс сочинения музыки. Однако, в качестве вспомогательного средства при создании музыкальных пьес они могут быть применены с большим успехом.

10. Универсальная система "программирования" музыки

Компьютерная музыка как таковая начиналась когда-то с музыкальных языков программирования. Несмотря на то, что с тех пор разработчики музыкального программного обеспечения уделяли все большее и большее внимание развитию пользовательского интерфейса, музыкальный язык программирования в чистом виде - язык C-Sound - сохранился и успешно применяется по сей день. Дело в том, что C-Sound, в отличие от других музыкальных программ, является, по сути, универсальной системой, позволяющей создавать любые звучания. Ведь развитый пользовательский интерфейс при всех своих достоинствах обладает очень существенным недостатком: он всегда ограничивает возможности.

Язык C-Sound свободен от этого. Он существует в виде компилятора, который транслирует текст программы в звуковой файл. При этом основные операторы его реализуют основные средства создания электронной музыки. Если композитору не хватает операторов C-Sound (которые сами по себе позволяют проделывать гораздо больше, чем все описанные выше программы, вместе взятые [исключая, разумеется, нотную графику]), он может написать нужные ему фрагменты текста программы на языке Си или Ассемблере.

C-Sound позволяет работать как с синтезированным звуком, так и со звуком из внешнего источника. Широкий выбор операторов генерации и модификации сигналов делает работу очень удобной, а система меток и ссылок на них - привычной для хоть сколько-нибудь знакомого с программированием человека. Поначалу, правда, некоторые мои знакомые (да и я тоже) испытали некоторое разочарование при знакомстве с C-Sound, потому что надеялись (а напрасно), что это просто что-то вроде расширения классического Си или Си++. Но по мере знакомства с языком разочарование довольно быстро сменилось признанием его широких возможностей, простоты и удобства работы со звуком.

В любом синтезаторе содержится некоторый набор алгоритмов, реализующих звуковой синтез. Иногда эти алгоритмы поддаются редактированию, но, как правило, очень ограниченному. В сэмплерах также есть набор определенных алгоритмов плюс записанные образцы волновых форм. Любое устройство для обработки звука включает в себя алгоритмы обработки, и лишь немногие их параметры открыты для редактирования. Это перечисление можно продолжить. В C-Sound мы имеем такие же наборы алгоритмов, полностью открытые (ибо они существуют в виде простого текста) для изменения по нашему вкусу. Кроме того, можно самому создавать все эти алгоритмы "с нуля".

В настоящее время C-Sound не может работать в реальном времени на обычных компьютерах. Для компиляции звукового файла помимо описания инструментов необходим еще файл партитуры (.sco), в котором расположены звуки и их индивидуальные параметры. С одной стороны, это может показаться неудобным, однако, с другой, - заставляет музыканта проявлять большее внимание к каждому звуку в отдельности, что, несомненно, способствует повышению качества результата.

Программа C-Sound распространяется свободно. Она существует в модификациях для DOS, Windows, Macintosh, Atari и других платформ. Компилятор C-Sound с полным описанием языка и учебными примерами довольно легко можно найти в Сети.

11. Другие применения компьютера музыкантами

Все перечисленные выше музыкальные приложения компьютеров предполагают работу с нотным либо звуковым материалом. Однако есть и другие возможности применения компьютеров музыкантами.

Среди них следует выделить прежде всего организацию музыкально-теоретического или исторического материала с помощью баз данных. Такая система позволяет быстро и оперативно получать музыковедческую информацию.

Другая интересная идея состоит в открытии электронных нотных библиотек, как локальных, так и общедоступных (например, через тот же Интернет). О преимуществах здесь говорить излишне, поскольку существующие виртуальные книжные библиотеки иллюстрируют их лучше всяких объяснений. Правда, на сегодняшний день не существует единого стандарта на формат нотного текста, но имеющиеся форматы файлов программ профессионального нотного набора (прежде всего, Enigma Binary File - .mus, использующийся в программе Finale) уже становятся стандартом de facto. Тем не менее многие нотные примеры в Интернете, выполнены в виде графических файлов.

Еще одна интересная область применения компьютеров музыкантами - это использование обучающих программ в музыкальном образовании. В настоящее время существует довольно много музыкальных обучающих программ, но, к сожалению, они в большинстве своем достаточно примитивны и не могут по-настоящему заинтересовать учащегося. Причиной этого является, как мне кажется, вовсе не отсутствие специальных методик, а несколько формальный подход к алгоритмизации педагогического процесса. Здесь довольно-таки приятным исключением является симпатичная программка Play It By Ear, которая, несмотря на внешнюю простоту, зачастую бывает способна "завести" учащегося.

V Технология создания позиционируемого 3D звука

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: дипломная работа формирование, решебник по геометрии.





Предыдущая страница реферата | 16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26 | Следующая страница реферата