Genesi della forma nella composizione assistita al computer PDF

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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BOLOGNA FACOLTA’ DI LETTERE E FILOSOFIA Corso di Laurea in Discipline delle Arti, della Musica e dello Spettacolo Genesi della forma nella composizione musicale assistita dal computer: modelli teorici e prospettive poietiche nell’ambiente di programmazione OpenMusic Tesi d...

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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BOLOGNA FACOLTA’ DI LETTERE E FILOSOFIA Corso di Laurea in Discipline delle Arti, della Musica e dello Spettacolo

Genesi della forma nella composizione musicale assistita dal computer: modelli teorici e prospettive poietiche nell’ambiente di programmazione OpenMusic

Tesi di laurea in ACUSTICA MUSICALE Relatore

Presentata da

Prof. Gianni ZANARINI

Fabio SELVAFIORITA

SESSIONE III

Anno Accademico 2004-2005

PREMESSA

Prima Parte

CAPITOLO 1 - INTRODUZIONE 1.1 Struttura della dissertazione 1.1.1 Introduzione ad OpenMusic 1.1.2 Librerie di OpenMusic 1.2 Una definizione di Composizione Musicale Assistita dal Computer 1.2.1 Le Modalità dell’Assistenza tra Oggetti e Processi compositivi 1.3 Tecnologia informatica, tecnica e composizione musicale 1.3.1 La tecnologia come tecnica 1.3.1.1 L’informatica 1.3.1.1.1 Il paradigma algoritmico 1.3.1.1.2 I linguaggi di programmazione 1.3.1.1.2.1 Componenti software e interazione 1.3.2 La composizione musicale e le tecniche dell’artificiale manuale e automatizzato 1.3.2.1 Prospettive di un’estetica computazionale per la composizione musicale Simulazione del modello e livelli di interazione Modelli Interazione Creazione e generazione, tra etica ed epistemologia Complessità e strutture 1.4 La composizione musicale assistita tra informatica musicale e musicologia computazionale 1.4.1 La nascita dell’informatica musicale 1.4.1.1 Max Mathews e i programmi MusicN 1.4.1.1.1 Il concetto di Unit Generators e il passaggio a MusicV 1.4.1.1.2 Esempi di composizione algoritmica in MusicN 1.4.2 Introduzione ad un linguaggio per la sintesi del suono: Csound Dall’algoritmo alla musica di sintesi – sintassi del linguaggio come estensione del concetto di partitura Orchestra e partitura La dimensione temporale I timbri e la modulazione dinamica dei parametri – genesi della trasformazione 1.4.3 Lejaren Hiller 1.4.4 Barbaud, Iannis Xenakis e Gottfried Koenig

1.4.5 L’Italia musicale verso l’informatica: Pietro Grossi e la nascita del Centro di Sonologia Computazionale (CSC) di Padova Pietro Grossi Un’esperienza di composizione assistita al Centro di Sonologia Computazionale di Padova 1.4.6 La musicologia cognitiva 1.4.6.1 Breve introduzione all’Intelligenza Artificiale

CAPITOLO 2 - I FONDAMENTI DI OPEN MUSIC 2.1 Introduzione alla tecnologia di Open Music (OM) 2.1.1 Paradigmi di OM: Lisp e Object Oriented Programming (OOP) 2.1.2 Lisp 2.1.2.1 Introduzione al paradigma computazionale Lisp Ricorsione e -calcolo

Dal modello computazionale al linguaggio di programmazione 2.1.2.2 Dati, S-espressioni e tipi numerici 2.1.2.3 Primitive Lisp e operazioni sui dati operazioni sui simboli operazioni sui numeri definizione di funzioni numeriche operazioni sulle liste definizione di funzioni di liste espressioni logiche e condizionali programmazione applicativa ricorsioni e iteratori 2.1.3 OOP 2.1.3.1 Breve introduzione ai linguaggi orientati agli oggetti oggetti e classi attributi, istanze e metodi polimorfismo ereditarietà 2.1.3.2 CLOS CLASSI, SUPERCLASSI e SLOTS ISTANZE Metaprogrammazione CLOS: l’implementazione di OM 2.1.4 OM come linguaggio visivo 2.1.4.1 Sintassi e semantica 2.1.4.2 Primitive lessicali 2.1.4.3 Sintassi 2.1.4.4 Semantica funzionale 2.1.5 L’ambiente di programmazione Open Music 2.1.5.1 Workspace 2.1.5.2 Packages 2.1.5.2.1 classi e funzioni 2.1.5.3 Le classi musicali: il package Music-Score

NOTE REST MIDIFILE SOUND CHORD GROUP MEASURE VOICE POLY CHORD-SEQ MULTI-SEQ 2.1.5.4 Patches e Maquette

Seconda Parte

CAPITOLO 3 -

COMPOSIZIONE DI PATCHES IN OPENMUSIC I: introduzione e assistenza

deterministica 3.1 Introduzione Nota sull’analisi degli algoritmi 3.1.1 Trasposizione di un accordo 3.1.2 Inversione di un intervallo 3.1.3 Costruzione di una successione combinata di altezze 3.1.4 Quattro operazioni su una serie di dodici suoni 3.1.5 Espansione e compressione di una sequenza di note I 3.1.6 Costruzione di uno spettro armonico 3.1.7 Costruzione di uno spettro con N parziali 3.1.8 Espansione e contrazione di una sequenza di note II 3.1.9 Sei operazioni su una serie di dodici suoni 3.1.10 Costruzione random di una sequenza I – introduzione a om-random 3.1.11 Costruzione random di una sequenza II – introduzione alle durate e alle dinamiche 3.2 TEMPO METRO E RITMO: introduzione alla definizione di strutture ritmiche 3.2.1 Alberi ritmici

CAPITOLO 4 - COMPOSIZIONE DI PATCHES IN OPENMUSIC II: introduzione a OMLOOP 4.1 OMLOOP Iteratori e collettori 4.1.1 Iteratori 4.1.1.1 FOR Esempio 1: Forloop I Esempio 2: Forloop II Esempio 3: Forloop III Esempio 4: Forloop – Collect I Esempio 5: Forloop – Collect II 4.1.1.2 WHILE Esempio 1: whileloop I Esempio 2: whileloop II Esempio 3: whileloop III 4.1.1.3 LISTLOOP Esempio 1: listloop I Esempio 2: listloop II Esempio 3: listloop III Esempio 4: listloop IV Esempio 5: listloop V Esempio 6: listloop VI 4.1.1.4 ONLISTLOOP Esempio 1: onlistloop I Esempio 2: onlistloop II Esempio 3: onlistloop III Esempio 4: onlistloop IV calcolo degli intervalli tra altezze di un accordo 4.1.2 Collettori 4.1.2.1 ACCUM Esempio 1: somma Esempio 2: moltiplicazione Esempio 3: somma e moltiplicazione Esempio 4:patch come terzo input 4.1.2.2 COLLECT Esempio 1 4.1.2.3 SUM Esempio 1 Esempio 2 4.1.2.4 MIN 4.1.2.5 MAX 4.1.2.6 IF-COUNT 4.2 Applicazioni di OMLOOP Esempio 1: applicare una funzione Esempio 2: serie aritmetiche Esempio 3: somma dei termini di una serie aritmetica Esempio 4: x -› dx Esempio 5: segmentazione di liste

CAPITOLO 5 - COMPOSIZIONE DI PATCHES IN OPENMUSIC III 5.1 Esempi di applicazioni musicali con OMLOOP Esempio 1: moltiplicazione di due accordi Esempio 2: moltiplicazione di un accordo per se stesso Esempio 4: generazione di una sequenza di note a partire da una interpolazione 5.2 Uso di BPF (break-point function) campionare una sequenza di note. 5.2.2 Uso del BPF: trasformazione di un BPF in una sequenza di note 5.2.3 Affinamento delle tecniche di campionamento 5.3 Esempi dalle librerie I: OMTREE e Profile OMTREE reverse-tree, retrogradazione ritmica invert-rhythm, inversione ritmica rotate-tree, rotazione di alberi ritmici I rotate-tree, rotazione di alberi ritmici II rotate-tree, rotazione di alberi ritmici II tietree subst-rhythm I subst-rhythm II subst-rhythm III subst-rhythm IV make-tree-groups PROFILE compr/expan, compressione ed espansione del profilo interpol-prof, interpolazione di profili bpf-interpolx interpolazione mediante bpf range-approx group-list notes-change subst-list 5.4 La MAQUETTE 5.5 Introduzione alle tecniche non deterministiche

CONCLUSIONI

APPENDICE I Tabelle di conversione MIDI note – pitch – frequenze

BIBLIOGRAFIA

Prima Parte

PREMESSA Oggetto di studio della dissertazione è l’analisi del rapporto tra composizione musicale e strumenti informatici. All’inizio del XXI°secolo è possibile sostenere che l’insieme delle tecnologie informatiche ha ricontestualizzato paradigmaticamente1 il complesso di tutte quelle attività musicali e musicologiche che beneficiano del supporto della tecnologia2. Questa dissertazione analizza le potenzialità di un nuovo artigianato compositivo che è il risultato dell’incontro delle conoscenze e delle strategie della composizione musicale con i paradigmi dell’informatica. In questo contesto si limita l’indagine al rapporto tra composizione e software con particolare riferimento al fenomeno storico conosciuto in letteratura con il nome di Composizione Musicale Assistita dal Computer (CMAC).3 Per la definizione di questo nuovo artigianato si fa riferimento all’analisi dell’ambiente di programmazione software per la composizione musicale assistita, OpenMusic.

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In tutta la dissertazione, il termine paradigma fa riferimento alla teoria sviluppata da Thomas Kuhn in La struttura delle rivoluzioni scientifiche, Einaudi 1978: “Con la scelta di questo termine ho voluto far presente che alcuni esempi di effettiva prassi scientifica riconosciuti come validi…leggi, teorie, applicazioni e strumenti, forniscono modelli che danno origine a particolari tradizioni di ricerca scientifica con una loro coerenza.”. 2

Il beneficio non è scontato per tutti i contesti culturali dove si dà ancora musica senza tecnologia elettronica e mediante forme di organizzazione performativa e sociale alternative a modelli tecnoscientifici

dominanti. 3 La composizione musicale assistita è oggi conosciuta nell’ambito della letteratura critica anche con il solo utilizzo degli acronimi CAO per la Francia (Composition assistée par Ordinateur), CAC nei paesi di lingua anglosassone (Computer Aided Composition), CMAC o CAC in Italia.

CAPITOLO 1 INTRODUZIONE Oggetto di analisi della dissertazione è la composizione musicale assistita dal computer mediante l’ambiente di programmazione OpenMusic. In questo capitolo introduttivo l’analisi è contestualizzata nell’insieme dei rapporti che le tecnologie dell’assistenza intrattengono con la composizione musicale, l’informatica musicale e la musicologia computazionale. 1.1 Struttura della dissertazione L’analisi è organizzata in modo da strutturare la dissertazione in due parti complementari. Nella PRIMA PARTE (Capitoli 1 e 2), si definiscono le caratteristiche principali della composizione assistita in riferimento allo sviluppo dell’informatica musicale e della musicologia computazionale. Nel Capitolo 1, dopo avere introdotto la relazione tra tecnica, composizione musicale e strumenti della tecnologia, si introduce la tecnologia informatica teorica, i fondamenti della teoria della programmazione software e la sua evoluzione storica. In questo contesto assume una particolare rilevanza la definizione del concetto di algoritmo, di linguaggi di programmazione, di interazione e interfaccia, intesi come fondamentali per un’adeguata comprensione della composizione assistita dal computer. Successivamente tali concetti sono relazionati alle prassi della composizione tradizionale, dove si riscontrano importanti analogie e conseguenze pratiche, teoriche ed epistemologiche. Tra queste, si evidenziano quelle che saranno definite come le “modalità dell’assistenza”, peculiari della composizione assistita e dei metodi di controllo per la generazione del materiale musicale definiti dai paradigmi di riferimento. Conclude questa introduzione, una panoramica storica di alcune esperienze di composizione musicale al computer, con particolare riguardo alle prime esperienze internazionali di composizione assistita al computer (Lejaren Hiller, Max Mathews, Iannis Xenakis e Gottfried Koenig) e alle origini di questa in Italia (Pietro Grossi e i primi programmi del Centro di Sonologia Computazionale di Padova). Il Capitolo 2 della dissertazione è dedicato all’analisi dell’ambiente di programmazione Open Music. Il software viene inizialmente analizzato dal punto di vista tecnologico-progettuale. Si evidenziano quindi gli aspetti paradigmatici da cui traggono origine i linguaggi di programmazione di riferimento per l’utente-compositore: il concetto di calcolo e di ricorsione per il linguaggio Lisp e il concetto di oggetto per la programmazione orientata agli oggetti. Conclude la prima parte una breve introduzione all’utilizzo operativo del software con l’analisi dell’interfaccia grafica e dei principali oggetti musicali presenti nel programma.

La SECONDA PARTE (Capitoli 3 4 e 5) è dedicata all’analisi operativa, poietica del software OpenMusic. Nel Capitolo 3 si analizzano alcune strategie di produzione per la composizione musicale, mediante la definizione di algoritmi per l’elaborazione e la generazione di partiture secondo il sistema di notazione tradizionale. Si analizzano, secondo una difficoltà progressiva, modelli algoritmici tratti dal tutorial del software e da altre fonti. Conclude il capitolo una descrizione dei metodi di rappresentazione delle strutture ritmiche. Data la loro importanza il Capitolo 4 è integralmente dedicato all’analisi delle strutture di controllo definite dall’oggetto OMLOOP. Il Capitolo 5, conclusivo, offre una panoramica su alcune possibili applicazioni musicali di una certa complessità strutturale e di oggetti tratti da alcune librerie software.

1.1.1 Introduzione ad OpenMusic OpenMusic è un software sviluppato all’IRCAM (Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Music) da Carlos Agon e Gérard Assayag, membri dell’équipe di ricerca Représentation Musicales presso lo stesso istituto. Finalità del gruppo di ricerca è lo “studio della rappresentazione simbolica delle strutture musicali e delle loro applicazioni per la composizione assistita dal computer e per la musicologia computazionale (teoria e analisi musicale al computer)”. OpenMusic fu presentato alla comunità informatico musicale nel 1998 all’ICMC International Computer Music Conference (Agon, Assayag, Delerue e Rueda 1998 Assayag, Agon, Fineberg, e Hanappe 1997). OpenMusic è il risultato di un lungo lavoro di ricerca nel campo dell’aiuto alla composizione con il computer (Assayag, Rueda, Laurson, Agon, Delerue, 1999), i cui primi risultati furono resi noti a partire dalla metà degli anni 80, con il programma FORMES (1982), ambiente per la composizione finalizzato al controllo di strumenti per la sintesi del suono. A questo importante ambiente di lavoro fecero poi seguito i software CRIME (1985-1986), CARLA ed infine PatchWork, sviluppato da Mikael Laurson, Jacques Duthen e Camilo Rueda. Grazie al sostegno ricevuto dalla comunità internazionale di compositori che lo utilizzarono per il loro lavoro e per la robustezza della tecnologia, PatchWork ha rappresentato un momento molto importante nella storia dei software per la composizione musicale assistita dal computer: un ambiente di lavoro per il compositore in cui poter manipolare degli oggetti musicali (accordi, sequenze di altezze e strutture di durate), avere la possibilità di comunicare con altri software come Max4 o con programmi di notazione musicale come Finale5 o la possibilità di controllare i processi di sintesi del suono. Da PatchWork derivano direttamente OpenMusic, sviluppato presso l’IRCAM e PWGL (Laurson, Norilo, Kuuskankare 2005) sviluppato da Mikael Laurson presso il Centre for Music and Technology della Sibelius Academy di Helsinki.6 Entrambi gli ambienti, OpenMusic e PWGL ereditano e ampliano la tecnologia e le funzionalità operative di PatchWork.

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Ambiente di programmazione per la composizione assistita orientata al linguaggio MIDI. Si veda (Winkler 1999), (Elsea e tutorial http://www.sfu.ca/sca/Manuals/247/Max/Max.html#articles) (Rowe 2001), (Essl www.essl.at ), www.cycling74.com. 5 www.codamusic.com 6 PWGL rappresenta una grande innovazione nel campo degli ambienti software per la composizione assistita. Esso tende all’integrazione in un unico ambiente di lavoro delle principali tecnologie di riferimento per il compositore che si interessi all’informatica musicale, dall’elaborazione del suono, alle tecniche di sintesi e alla formalizzazione dei processi compositivi. Il software è attualmente infase di beta-testing.

A partire da PatchWork sono numerosi i compositori che hanno utilizzato l’ambiente di lavoro e contribuito allo sviluppo del software fino alla nascita di OpenMusic: JeanBaptiste Barrière, Antoine Bonnet, Marc-André Dalbavie, Michel Fano, Brian Ferneyhough, Gérard Grisey, Paavo Heininen, Magnus Lindberg, Claudy Malherbe, Tristan Murail, Kaija Saariaho, Jacopo Baboni Schilingi, Marco Stroppa e molti altri. “Il computer è un mezzo che ha la peculiarità di non avere peculiarità, e che quindi dovrebbe in teoria assecondare le più sottili e personali esigenze compositive a priori” (GabrielMaldonado www.csounds.com/maldonado )

Una caratteristica particolare degli ambienti software utilizzati dai compositori è il loro configurarsi come sistemi aperti, modulari e modellabili secondo le particolare esigenze di ogni singola tecnica del compositore. Il sistema deve essere in grado di descrivere, interpretare e risolvere, ogni problema compositivo musicale formalizzabile. Per questo motivo i compositori si sono principalmente rivolti ad “ambienti di programmazione” musicale; questi permettono al compositore di interagire con il sistema da loro formalizzato mediante l’uso dei più opportuni e flessibili linguaggi di programmazione, dotati possibilmente di un’interfaccia grafica in cui definire il pensiero musicale mediante algoritmi definiti da oggetti. OpenMusic è l’interfaccia visiva musicale di un linguaggio di programmazione completo chiamato CommonLisp/CLOS. Indipendentemente da finalità musicali è possible quindi utilizzare il sistema per differenti scopi, incluso l’insegnamento della Programmazione Funzionale (cfr. Capitolo 1 § 2.1.1-2.1.2), Orientata agli Oggetti (cfr. Capitolo 1 § 2.1.3), e delle tecnologie di riferimento per la Programmazione Logica per Vincoli7. Nella prassi della composizione musicale, il metodo per la definizione di modelli musicali al computer si è identificato con la formalizzazione di procedure compositive. La formalizzazione, come vedremo, non è elemento esclusivo delle prassi di composizione al computer, ma anche di quelle tradizionali esperienze di composizione che hanno utilizzato il numero come principio ordinatore dell’artigianato compositivo (dal metodo per la composizione con i dodici suoni a Donatoni, dalle matrici seriali alla proliferazione del materiale in Boulez, fino ai processi generativi di Alessandro Solbiati, Ivan Fedele, Luca Francesconi). Il fine della formalizzazione non è quindi la produzione di una sterile “musica algoritmica dove le ragioni di una composizione risiedono nella logica che definisce un calcolo o un algoritmo…ma una tecnica che permette una interazione tra compositore e sistema”

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Data la complessità delle tecnologie si farà solo accenno a quest’ultima. Come introduzione all’argomento si rimanda di seguito alla descrizione della libreria per OpenMusic OMRC.

(Baboni Schilingi 2005) in cui il compositore orienta le scelte in un campo di possibilità da valutare artigianalmente ed esteticamente. Questo è il senso ultimo di un sistema musicale artificiale che “assista” il compositore e ne garantisca la “libertà espressiva”. 1.1.2 Librerie di OpenMusic Per introdurre all’ambiente di lavoro OpenMusic, capire cosa fa e quali sono le sue possibili applicazioni, si riporta di seguito la libera traduzione (con opportune integrazioni nella descrizione delle librerie) della descrizione divulgativa del software così come fornita del dipartimento marketing dell’IRCAM. OpenMusic OpenMusic (OM) è un ambiente di programmazione visivo finalizzato alla creazione di applicazioni per la composizione assistita dal computer ed è disponibile per i sistemi operativi Mac OS9, Mac OSX, Linux (una versione per i sistemi Windows è in fase di sviluppo). Caratteristiche principali OM permette all’utente la gestione e l’organizzazione di diversi moduli, ciascuno dei quali associa una funzione specifica ad un’icona. L’utente compositore connette i moduli tra loro con il mouse per creare un programma, chiamato patch, che permette la generazione o la trasformazione del materiale musicale. Editors

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Common Music Notation è una particolare implementazione di un sistema di notazione musicale che permette l’elaborazione e la visualizzazione di semplici oggetti musicali (note, ritmo, accordi ecc.) o complesse polifonie. MIDI piano-roll

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con l’utilizzo di MidiShare

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(GRAME France).

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Gli editors ampliano il concetto di notazione musicale a nuove possibilità di rappresentazione musicali fornite dalla tecnologia informatica. 9 Common Music Notation è un sofware sviluppato al CCRMA, USA per la rappresentazione del sistema di notazione musicale tradizionale. 10 MIDI è l’acronimo di Musical Instrument Digital Interface. Protocollo finalizzato alla comunicazione tra strumenti digitali. Il primo protocollo (Standard 1.0) risale al 1982 e fu concordato tra le case costruttrici di strumenti musicali Se...