Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с музыкального синтезатора )
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Музыкальный синтезатор" перенаправляется сюда. Для синтезатора звука см. Синтезатор .

Алгоритмическая композиция - это техника использования алгоритмов для создания музыки .

Алгоритмы (или, по крайней мере, формальные наборы правил) использовались для создания музыки на протяжении веков; Например, процедуры, используемые для построения голосовых подсказок в западном контрапункте , часто могут быть сведены к алгоритмической определенности. Этот термин можно использовать для описания техник создания музыки, которые выполняются без постоянного вмешательства человека, например, посредством введения случайных процедур. Однако благодаря живому кодированию и другим интерактивным интерфейсам возможен полностью ориентированный на человека подход к алгоритмической композиции. [1]

Некоторые алгоритмы или данные, не имеющие непосредственного музыкального значения, используются композиторами [2] как творческое вдохновение для своей музыки. В качестве исходных материалов использовались такие алгоритмы, как фракталы , L-системы , статистические модели и даже произвольные данные (например, данные переписи , координаты ГИС или измерения магнитного поля ).

Модели для алгоритмической композиции [ править ]

Композиционные алгоритмы обычно классифицируются по конкретным методам программирования, которые они используют. Затем результаты процесса можно разделить на 1) музыку, сочиненную с помощью компьютера, и 2) музыку, сочиненную с помощью компьютера. Музыка может считаться сочиненной компьютером, если алгоритм может делать выбор самостоятельно в процессе создания.

Другой способ сортировки композиционных алгоритмов - изучить результаты их композиционных процессов. Алгоритмы могут либо 1) предоставлять нотную информацию ( ноты или MIDI ) для других инструментов, либо 2) обеспечивать независимый способ синтеза звука (воспроизведение композиции отдельно ). Также существуют алгоритмы, создающие как условные данные, так и синтез звука.

Один из способов категоризации композиционных алгоритмов - по их структуре и способу обработки данных, как видно из этой модели шести частично перекрывающихся типов: [3]

  • трансляционные модели
  • математические модели
  • системы, основанные на знаниях
  • грамматики
  • подходы к оптимизации
  • эволюционные методы
  • системы, которые учатся
  • гибридные системы

Трансляционные модели [ править ]

Это подход к синтезу музыки, который включает в себя «перевод» информации с существующего немузыкального носителя в новый звук. Перевод может быть основанным на правилах или стохастическим . Например, при преобразовании изображения в звук, изображение jpeg горизонтальной линии может интерпретироваться в звуке как постоянный шаг, в то время как наклонная вверх линия может быть восходящей шкалой. Часто программное обеспечение пытается извлечь из носителя концепции или метафоры (например, высоту или настроение) и применить извлеченную информацию для создания песен, используя способы, которыми теория музыки обычно представляет эти концепции. Другой пример - перевод текста в музыку, [4] [5]который может приближаться к композиции путем извлечения настроения (положительного или отрицательного) из текста с помощью методов машинного обучения, таких как анализ тональности, и представляет это настроение с точки зрения качества аккордов, таких как второстепенные (грустные) или основные (счастливые) аккорды в созданном музыкальном продукте. [6]

Математические модели [ править ]

Математические модели основаны на математических уравнениях и случайных событиях. Самый распространенный способ создания композиций с помощью математики - это случайные процессы . В стохастических моделях музыкальное произведение создается в результате недетерминированных методов. Композиционный процесс лишь частично контролируется композитором, взвешивая возможности случайных событий. Яркими примерами стохастических алгоритмов являются цепи Маркова и различные варианты использования гауссовских распределений . Стохастические алгоритмы часто используются вместе с другими алгоритмами в различных процессах принятия решений.

Музыка также создавалась с помощью природных явлений. Эти хаотические модели создают композиции из гармонических и негармоничных явлений природы. Например, с 1970-х годов фракталы изучаются также как модели алгоритмической композиции.

В качестве примера детерминированных композиций с помощью математических моделей он -лайн энциклопедия целочисленных последовательностей предоставляет возможность проигрывать целочисленную последовательность как 12-тональную музыку с одинаковым темпераментом . (Первоначально он настроен на преобразование каждого целого числа в ноту на 88-клавишной музыкальной клавиатуре путем вычисления целого числа по модулю 88 в устойчивом ритме. Таким образом, 123456, натуральные числа, равны половине хроматической шкалы.) В качестве другого примера, все интервальные серии использовались для компьютерной композиции [7]

Системы, основанные на знаниях [ править ]

Один из способов создания композиций - выделить эстетический код определенного музыкального жанра и использовать этот код для создания новых похожих композиций. Системы , основанные на знаниях , основаны на заранее составленном наборе аргументов, которые можно использовать для создания новых произведений того же стиля или жанра. Обычно это достигается с помощью набора тестов или правил, требующих выполнения для завершения композиции. [8]

Грамматики [ править ]

Музыка также может рассматриваться как язык с особым набором грамматики . Композиции создаются путем построения музыкальной грамматики, которая затем используется для создания понятных музыкальных произведений. Грамматика часто включает правила для сочинения на макроуровне, например гармонии и ритм , а не отдельные ноты.

Подходы к оптимизации [ править ]

При создании четко определенных стилей музыку можно рассматривать как задачу комбинаторной оптимизации, цель которой состоит в том, чтобы найти правильную комбинацию нот, чтобы минимизировать целевую функцию. Эта целевая функция обычно содержит правила определенного стиля, но может быть изучена с помощью методов машинного обучения, таких как модели Маркова. [9] Исследователи создали музыку, используя множество различных методов оптимизации, включая целочисленное программирование, [10] поиск по переменным окрестностям [11] и эволюционные методы, упомянутые в следующем подразделе.

Эволюционные методы [ править ]

Эволюционные методы сочинения музыки основаны на генетических алгоритмах . [12] Композиция строится эволюционным путем . Благодаря мутации и естественному отбору различные решения развиваются в направлении подходящего музыкального произведения. Итеративное действие алгоритма отсекает плохие решения и создает новые из оставшихся в процессе. За результатами процесса следит критик - важная часть алгоритма, контролирующего качество создаваемых композиций.

Подход Evo-Devo [ править ]

Эволюционные методы в сочетании с процессами развития, составляют ево-Дево подход для генерации и оптимизации сложных структур. Эти методы также были применены к музыкальной композиции, где музыкальная структура получается с помощью итеративного процесса, который преобразует очень простую композицию (состоящую из нескольких нот) в сложную полноценную пьесу (будь то партитура или файл MIDI. ). [13] [14]

Системы, которые обучаются [ править ]

Дополнительная информация: Машинная импровизация , Машинное слушание и Машинное обучение.

Системы обучения - это программы, которые не имеют данных о жанре музыки, с которой они работают. Вместо этого они сами собирают учебный материал из примеров материала, предоставленного пользователем или программистом. Затем материал преобразуется в музыкальное произведение, подобное примеру материала. Этот метод алгоритмической композиции прочно связан с алгоритмическим моделированием стиля [15], машинной импровизацией и такими исследованиями, как когнитивная наука и изучение нейронных сетей . Ассаяг и Дубнов [16] предложили марковскую модель переменной длины для изучения продолжений мотивов и фраз разной длины. Маркини и Пурвинс [17] представили систему, которая изучает структуру аудиозаписи ритмического ударного фрагмента с использованием неконтролируемой кластеризации и цепей Маркова переменной длины и синтезирует из нее музыкальные вариации.

Гибридные системы [ править ]

Программы, основанные на единой алгоритмической модели, редко дают эстетически удовлетворительные результаты. По этой причине алгоритмы разных типов часто используются вместе, чтобы объединить сильные стороны и уменьшить слабые стороны этих алгоритмов. Создание гибридных систем для музыкальной композиции открыло область алгоритмической композиции, а также создало множество совершенно новых способов алгоритмического построения композиций. Единственная серьезная проблема гибридных систем - их растущая сложность и потребность в ресурсах для объединения и тестирования этих алгоритмов.

Другой подход, который можно назвать композицией с помощью компьютера , заключается в алгоритмическом создании определенных структур для окончательно «сделанных вручную» композиций. Еще в 1960-х Готфрид Майкл Кениг разработал компьютерные программы Project 1 и Project 2 для алеаторической музыки , вывод которых был разумно структурирован «вручную» с помощью инструкций по исполнению. В 2000-х Андраник Тангиан разработал компьютерный алгоритм для определения структур временных событий для ритмических канонов и ритмических фуг [18] [19], которые затем были преобразованы в гармонические композиции Eine kleine Mathmusik I иEine kleine Mathmusik II ; партитуры и записи см. [20]

См. Также [ править ]

  • Изменить звонок
  • Вычислительное творчество
  • Компьютерная музыка
  • Евклидов ритм (традиционные музыкальные ритмы, которые генерируются алгоритмом Евклида )
  • Эволюционная музыка
  • Генеративная музыка
  • Музыкальная игра в кости
  • Автоматизация поп-музыки
  • Программирование (музыка)
  • Список музыкального программного обеспечения

Ссылки [ править ]

  1. ^ Оксфордский справочник алгоритмической музыки . Оксфордские справочники. Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. 2018-02-15. ISBN 9780190226992.
  2. ^ Джейкоб, Брюс Л. (декабрь 1996 г.). «Алгоритмическая композиция как модель творчества». Организованный звук . 1 (3): 157–165. DOI : 10.1017 / S1355771896000222 . hdl : 1903/7435 .
  3. ^ Пападопулос, Джордж; Виггинс, Герайнт (1999). «Методы ИИ для алгоритмической композиции: обзор, критический взгляд и перспективы на будущее» (PDF) . Материалы симпозиума по музыкальному творчеству AISB'99, Эдинбург, Шотландия : 110–117.
  4. ^ Дэвис, Ханна (2014). «Создание музыки из литературы» . Труды семинара EACL по компьютерной лингвистике для литературы : 1–10. arXiv : 1403.2124 . Bibcode : 2014arXiv1403.2124D . DOI : 10.3115 / v1 / W14-0901 .
  5. ^ «Создание музыки из текста» .
  6. ^ "Музыка Tambr из литературы" . Архивировано из оригинала на 2018-12-29 . Проверено 14 мая 2019 .
  7. ^ Маурисио Торо, Карлос Агон, Камило Руэда, Жерар Ассаяг. « GELISP: ОСНОВА ДЛЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРОБЛЕМ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ МУЗЫКАЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ И СТРАТЕГИЙ ПОИСКА ». Журнал теоретических и прикладных информационных технологий 86 (2). 2016. 327-331.
  8. ^ Браун, Сайлас (1997). "Алгоритмическая композиция и редукционистский анализ: может ли машина составлять?" . CamNotes . Общество новой музыки Кембриджского университета . Проверено 28 октября +2016 .
  9. ^ Herremans, D .; Weisser, S .; Sörensen, K .; Конклин, Д. (2015). «Создание структурированной музыки для баганы с использованием показателей качества на основе моделей Маркова» (PDF) . Экспертные системы с приложениями . 42 (21): 7424–7435. DOI : 10.1016 / j.eswa.2015.05.043 .
  10. ^ Кунья, Нейлсон дос Сантос; Ананд Субраманян; Дориен Херреманс (2018). «Создание гитарных соло с помощью целочисленного программирования» (PDF) . Журнал Общества оперативных исследований . 69: 6 (6): 971–985. DOI : 10.1080 / 01605682.2017.1390528 .
  11. ^ Herremans, D .; Соренсен, К. (2013). «Составление музыки контрапункта пятого вида с помощью алгоритма переменного поиска по окрестностям» (PDF) . Экспертные системы с приложениями . 40 (16): 6427–6437. DOI : 10.1016 / j.eswa.2013.05.071 .
  12. ^ Чарльз Фокс 2006 Генетические иерархические музыкальные структуры (Американская ассоциация искусственного интеллекта)
  13. ^ Болл, Филипп (2012). «Алгоритмическое восхищение» . Природа . 188 (7412): 456. DOI : 10.1038 / 488458a .
  14. ^ Фернандес, JD; Вико, Ф (2013). «Методы ИИ в алгоритмической композиции: всесторонний обзор» (PDF) . Журнал исследований искусственного интеллекта . 48 : 513–582. DOI : 10.1613 / jair.3908 . Архивировано из оригинального (PDF) 17 ноября 2016 года . Проверено 22 марта 2015 .
  15. ^ 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.
  16. ^ Г. Ассаяг, С. Дубнов, О. Делерю, « Угадай разум композитора: применение универсального предсказания к музыкальному стилю », В материалах Международной конференции компьютерной музыки, Пекин, 1999.
  17. ^ Маркини, Марко; Пурвинс, Хендрик (2011). «Неконтролируемый анализ и генерация звуковых последовательностей ударных». Изучение музыкального содержания . Конспект лекций по информатике. 6684 . С. 205–218. DOI : 10.1007 / 978-3-642-23126-1_14 . ISBN 978-3-642-23125-4.
  18. ^ Tangian Андраник (2003). «Построение ритмических канонов» (PDF) . Перспективы новой музыки . 41 (2): 64–92 . Проверено 16 января 2021 года .
  19. ^ Tangian Андраник (2010). «Построение ритмических фуг (неопубликованное приложение к Построению ритмических канонов )». IRCAM, Seminaire MaMuX, 9 февраля 2002 г., Mosaïques et pavages dans la musique (PDF) . Проверено 16 января 2021 года .
  20. ^ Тангиан, Андраник (2002–2003). "Eine kleine Mathmusik I и II". IRCAM, Seminaire MaMuX, 9 февраля 2002 г., Mosaïques et pavages dans la musique . Проверено 16 января 2021 года .

Источники [ править ]

Статьи [ править ]

  • Компьютерные музыкальные алгоритмы доктора Джона Фрэнсиса. Музыкальные алгоритмические компьютерные программы, представляющие все стили музыки, с исходным кодом C, создают файлы midi. 19-е издание 2019 года теперь содержит 57 программ, 20 стилей и 24 главы. Вам нужен компилятор переменного тока и миди-плеер. Для каждой программы есть от одного до многих файлов Mp3, например.
  • Несколько замечаний по алгоритмической композиции по Мартину Вечери . Компьютерный музыкальный журнал 25.1 (2001) 48-53
  • СОЗДАНИЕ С ПРОЦЕССОМ: ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕНЕРАТИВНЫХ И СИСТЕМНЫХ МУЗЫКАЛЬНЫХ подкастов , исследующие генеративные подходы (включая алгоритмические, системные, формализованные и процедурные) к композиции и исполнению, прежде всего в контексте экспериментальных технологий и музыкальных практик второй половины двадцатого века.
  • Автоматическая композиция из немузыкальных источников вдохновения , Роберт Смит и др. Документ конференции, описывающий подход на основе машинного обучения к созданию музыки путем обучения модели на предметных пьесах и последующего создания новых произведений на основе немузыкальных аудиофайлов.
  • Алгоритмическая композиция: вычислительное мышление в музыке Майкла Эдвардса. Коммуникации ACM, Vol. 54 № 7, страницы 58–67 10.1145 / 1965724.1965742.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Фил Уинзор и Джин Де Лиза : Компьютерная музыка в C. Windcrest 1990. ISBN 978-1-57441-116-4 
  • Curtis Roads: Учебник по компьютерной музыке. MIT Press 1996
  • Эдуардо Рек Миранда: сочинение музыки с помощью компьютеров. Focal Press 2001
  • Карлхайнц Эссл : Алгоритмическая композиция. в: Cambridge Companion to Electronic Music , ed. Н. Коллинз и Дж. д'Эскриван, Cambridge University Press, 2007. - ISBN 978-0-521-68865-9 . - Аннотация 
  • Герхард Нирхаус: Алгоритмическая композиция - парадигмы автоматизированной генерации музыки. Springer 2008. - ISBN 978-3-211-75539-6. 
  • Wooller, Рене, Браун, Эндрю Р., Миранда, Эдуардо, Дидерих, Иоахим, и Берри, Родни (2005) Структура для сравнения процессов в алгоритмических музыкальных системах. В: Практика генеративного искусства, 5–7 декабря 2005 г., Сидней, Австралия. [1]
  • Функциональная Систематика систем Music Generation по Dorien Herremans , Чинг-Хуа Чжуан и Элейн Чу. ACM Computing Surveys, Vol. 55 № 5, страницы 69: 1-30 10.1145 / 3108242.

Внешние ссылки [ править ]

  • Введение в алгоритмическую композицию Lisp Видео-введение в алгоритмическую композицию с использованием языка программирования Lisp.
  • Учебники по алгоритмической композиции Серия учебных пособий по алгоритмической композиции.