Что такое музыкальный атом и как разложить мелодию на составляющие?

Что получится из звука виолончели, если попробовать разложить его на составляющие? Какая новая мелодия может возникнуть из звука прибывающего поезда, если применить к нему прикладной метод теории звуковых всплесков? При помощи каких программ можно самому писать подобные мелодии? Об этом и многом другом — в статье Rhizome.org, посвященной новейшим технологиям обработки звуков.

Что такое музыкальный атом? Если грубо, то 0,093 секунды — это наиболее краткий отрезок времени, который понадобится математику, чтобы создать полный анализ частотных составляющих музыкального звука. На компьютерах звуковая информация обычно сохраняется с частотой 44100 музыкальных сэмплов в секунду. Это — наиболее привычная форма сигнала. Каждый сэмпл дает представление только об амплитуде, о громкости звука — портрет достаточно бледный. Звук в физическом мире по существу — не что иное, как распространение волн с течением времени.

Том Эрб — один из самых авторитетных саунд-инженеров в современной музыке, а также преподаватель курсов музыкального программирования в Университете Калифорнии.

Используя технику быстрого преобразования Фурье, математики принимают значения амплитуд колебаний звука за 0,093 секунды — для того, чтобы составить полное о нес представление.

Преобразования Фурье являются также полезными для тех, кто занимается спектральным анализом. К их числу относятся композиторы и ученые, чья цель проанализировать и затем синтезировать определенный звук, используя базовые его цифровые элементы. Во время этого процесса звук буквально дробится на мелкие зерна, а после разрабатываются стратегии, как перестроить эти микрозвуки в новые звуки, едва ли напоминающие первоначальные. Такой анализ и синтез — один из способов создания музыки.

Применять спектральный анализ в музыке стали пробовать в конце семидесятых годов. Первыми при помощи него стали анализировать звуки во французском институте электронной музыки IRCAM, основанном Пьером Булезом. Начальные наработки были использованы в таком музыкальном жанре, как musique concrète, в дальнейшем их стали применять и в других жанрах электронной музыки. Пример musique concrеte: творчество композитора Янниса Ксенакиса.

На сегодняшний день многие цифровые инструменты, которые используются в создании музыки — к примеру, реверберация, фундаментально зависят от спектрального анализа. При помощи быстрых преобразований можно анализировать мелодии в режиме реального времени и программировать создание «электронных ответов» на живые выступления музыкантов.

Точное определение спектральной музыки оспаривается до сих пор, и ясно одно — приверженцы такого метода работы со звуком во время сочинения и преобразования мелодий обращают большое внимание на структуру звука.

Джо Марильо — это саунд-артист, который специализируется на компьютерной и электроакустической музыке, а также фри-джаз пианист. Музыкант специализируется на извлечении странных звуков: раскатов грома, стонов, ревов и механических скрежетов.

Спектральным музыкальным анализом занимаются в университете Сан-Диего в Калифорнии — UCSD. Там исследует музыку Том Эрб, разработчик музыкальной среды программирования Soundhack, работает Миллер Пакет, один из разработчиков MAX и схожей программы с открытым программным кодом Pure Data. Эта кафедра занимается исследованием направлений на грани строго научной музыкальной математики и написанием музыкальных программ.

Использование PureData — это вообще один из самых доступных путей познакомиться со спектральным анализом в музыке. В библиотеке команд программы среди разных прочих присутствуют и связанные с БФП, и все они удобно встроены.

Soundhack на сегодняшний день — один из самых эффективных для работы со спектральным анализом дополнительный программный модуль — плагин, встроенный в среду программирования Max/MSP. Soundhack может «свернуть» два трека вместе. Преимущество этой среды программирования в том, что звуки, получающиеся при помощи нее, не похожи ни на какие остальные. Том Эрб хорошо разбирается в тонкостях старинных электронных приборов, и использует методы «взвешивания» каждой из частей звука, приближая получающиеся электронные звуки к аналоговым.

Вильям Брент, недавний выпускник USCD, создал патч TimbreId. Вот наглядный видеопример музыки, получающейся из партии виолончели посредством спектрального анализа:

Программа обрабатывает каждое из зерен звука по параметрам, заданным музицирующим. Тысячи маленьких кусочков звука можно выстроить, перемешать между собой, проигрывать вместе или каждый по отдельности.

Но быстрые преобразования — не единственный использующийся инструмент для проведения спектрального анализа. Они просто обеспечивают амплитудное значение для каждого компонента частоты звука, но не дают никакой информации о форме звуковой волны. Мир звуковых волн бесконечно тонок: теория звуковых всплесков или вэйвлет-анализ дает возможность построить и преобразовать какие угодно звуки. Приверженец вэйвлет-анализа Джо Марильо установил микрофоны в местах стоянки поездов на Бруклинском вокзале, а потом преобразовал то, что записалось.

Читайте также интервью с руководителем Cyber Orchestra — уникального оркестра лэптопов, который представляет собой совокупность распределенных в пространстве рабочих станций, имеющих индивидуальный звук и интегрированных в беспроводную локальную сеть, которая позволяет синхронизовать любые процессы и алгоритмы, обмениваться данными, звуками, командами, отказавшись от физического присутствия дирижера.