⛪️ 👨‍👧‍👧 🎴 تطوير موسيقى الكمبيوتر 🧗🏻 🤾🏿 👨🏻‍💻

ترتبط أجهزة الكمبيوتر ارتباطًا وثيقًا بحياتنا ، ويتم استخدامها في جميع أنواع مجالات النشاط والحياة البشرية ، وتوسيع القدرات ، وتبسيط العمل إلى حد كبير. بمساعدتهم ، يخترع الناس تقنيات جديدة ويحرزون تقدمًا في العلوم ويتعلمون الفضاء ويجرون العديد من الاكتشافات المفيدة والمهمة. وبالمثل ، فقد أثر استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر على تطوير الفن. على وجه الخصوص ، ظهور الموسيقى الإلكترونية.

ريموند كورزويل ، مهندس ومخترع وطبيب مستقبل أمريكي شاب ، لديه نهج تصميم مبتكر. خلق آلة قراءة للمكفوفين. كان يعتمد على طريقة تسمح للجهاز بقراءة أي مستند مطبوع تقريبًا. في فصول علوم الكمبيوتر ، واجه كورزويل مهمة صعبة نوعًا ما من مجال الذكاء الاصطناعي. كان يحاول معرفة كيفية برمجة جهاز كمبيوتر حتى يتمكن من التقاط المشترك في إصدارات مختلفة من نفس الكائن؟ القدرة على التعرف على الصور ، من بين أمور أخرى ، أعطت الكمبيوتر القدرة على التعرف على الحروف المطبوعة ، بغض النظر عن الخط.

ريمون كورزويل

في ذلك الوقت ، كان هناك بالفعل نظام للتعرف على الحروف ، والذي تم استخدامه منذ أواخر الخمسينيات ، عندما بدأت البنوك في استخدام "الحبر المغناطيسي" لكتابة الأرقام على الشيكات الشخصية. لكن الخطوط المنمقة فقط كانت مناسبة للعمل مع القارئ. من نظام عالمي لقراءة النص ، يلزم التعرف على ما يصل إلى 300 من الخطوط الأكثر شيوعًا من مختلف الأشكال والأحجام ، بغض النظر عن الملمس ولون الورق والبقع والبقع ، وما إلى ذلك.

في عام 1973 ، بدأ كورزويل في تطوير آلة قراءة. قام بتجميع فريق من المتخصصين من جامعة هارفارد ، باختيار جميع مجالات المعرفة الممكنة - من البرمجة والميكانيكا إلى فقه اللغة والتربية. كانت الشركة المشكلة تفتقر إلى الأموال ، واحتشد المطورون الشباب في مهجع. ومع ذلك ، بعد عام ونصف ، تم تقديم نموذج عمل لآلة القراءة للجمهور. وبعد ذلك بعام ، تم طرح أول عينة تجارية للبيع ، وحصلت على الاعتراف العالمي على الفور.

نسخة شخصية من آلة القراءة

مستوحاة من الموسيقى

كان من أوائل مالكي السيارة موسيقي الروك والمغني الشهير ستيفي واندر ، الذي كان أعمى منذ ولادته. وقد تأثر بالتطور لدرجة أنه زار المخترع شخصيا. بدأت الصداقة بينهما ، والتي كانت بمثابة بداية للاختراعات الجديدة. طرح وندر مهمة أكثر صعوبة لكورزويل وقدم عددًا من الاقتراحات والتصحيحات المفيدة لتحسين آلة القراءة.

في عام 1982 ، اقترح وندر اختراع جهاز آخر - أداة إلكترونية يمكنها إعادة إنتاج أصوات البيانو أو أي آلة موسيقية أخرى بدقة. بدت توليفات الموسيقى الإلكترونية الحالية للموسيقي ليست مثالية من حيث الجمال وتعقيد الصوت. وعلى الرغم من حقيقة أن Kurzweil كان مهتمًا قليلاً بالموسيقى ، فقد قرر محاولة صنع جهاز مبتكر.

ستيفي ووندر

افتتحت Kurzweil شركة جديدة - Kurzweil Music Systems (KMS) ، وأصبح Stevie Wonder مستشارها الموسيقي. بعد ذلك بالضبط بسنتين ، أنشأت الشركة أول مُركب رقمي رقمي في العالم Kurzweil250 - وهو نوع من أجهزة الكمبيوتر المتخصصة.

تم تخزين Kurzweil250 في ذاكرته أجزاء رقمية من أصوات الآلات الحية ، ولديه أيضًا لوحة مفاتيح حساسة بشكل غير عادي لسرعة الضغط على المفاتيح. كان للمُركِّب صوتًا عاليًا بشكل استثنائي ، والذي حتى في اختبارات الاختبار ، لم يتمكن عازف البيانو المحترفون من تمييز الفرق في الصوت بين الجهاز والبيانو الكبير الموسيقي. ولكن الأكثر إثارة للدهشة كان هندسة المزج. في الواقع ، قام بأداء الوظائف البسيطة لمعالج إشارة رقمي قابل للضبط ، والذي سمح بالتحكم الدقيق للغاية في جميع معلمات مسار الصوت الافتراضي.

مركب كورزويل 250

وبسرعة كبيرة ، أصبحت KMS الشركة الرائدة في مجال التوليف الرقمي ، وقام Kurzweil250 باستبدال المزج التناظري بالكامل تقريبًا. أصبح اختراع كورزويل شائعًا ونمت مبيعات أجهزة المزج الرقمي خمسة أضعاف خلال السنوات القليلة الماضية. طورت الشركة نماذج جديدة من الأدوات ، مع تحسين الجودة وخفض الأسعار. بالطبع ، تم تنشيط الشركات الكبيرة المتنافسة على الفور ، والتحول إلى التوليف الرقمي. ومع ذلك ، اتخذت توليفات كورزويل مكانة رائدة في تصنيفات الموسيقيين.

عجب و Kurzweil وراء المزج Kurzweil

تاريخ تطور الآلات الموسيقية الإلكترونية

1897 . . 200 , 19 . . 145 -. , , , . 40-4000 .

. , , .

مركب مارك RCA

في الخمسينات ، ظهر أول توليفات قابلة للبرمجة - RCA Mark I و Mark II. تم تطويرها وإنشائها بواسطة مهندسي RCA Princeton Lab Harry Olson و Herbert Belar. اعتمد المطورون على مبادئ وقوانين النظرية الأساسية لنقل المعلومات الموضحة في المقالة من قبل عالم الرياضيات والمهندس وعلم التشفير كلود شانون ("نظرية الاتصالات الرياضية"). في عام 1950 ، أصدروا تقريرهم البحثي ، الذي اقترحوا فيه استخدام الأساليب الرياضية لإنشاء الموسيقى.

ظاهريًا ، كانت أجهزة المزج RCA Mark تشبه أجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت - احتلت المصابيح والأسلاك الإلكترونية غرفة كاملة. ولكن وفقًا لمبدأ العمل ، فإنها تشبه إلى حد ما نسخة إلكترونية من "بيانو ميكانيكي" يتم التحكم فيه بواسطة رموز ثنائية مثقبة على شريط ورقي عريض. مثل جهاز الكمبيوتر ، استخدم المُركِّب شريطًا مثقوبًا على شكل لفة كذاكرة ، يقوم بتخزين معلومات حول إعدادات الكتل الإلكترونية في وقت استخراج الصوت.

تم عرض مركب RCA Mark I للجمهور في عام 1955.

بلغ إجمالي RCA Mark I 12 مذبذبات أنبوبية (واحد لكل نوتة من الأوكتاف) ، وعدد كبير من مرشحات التردد ، والفواصل ، والمُعدِّلات ، والمرنانات ، مما سمح نظريًا باستقبال عدد لا نهائي من الأصوات. من الناحية العملية ، قام بسهولة بتوليف الأصوات التي لم يسمع بها من قبل والتي لم يسمع بها من قبل ، لكنه لم يستطع تقليد ، على سبيل المثال ، الكمان السلس أو تحويلات الترومبون من ملاحظة إلى أخرى.

تبع RCA Mark I علامة Mark II بعدد مضاعف من المذبذبات ، ومكبرات صوت رباعية النغمات واستخدام شريط مغناطيسي لتخزين المعلومات.

الملحنون: ميلتون بابيت ، بيتر موسي ، فلاديمير أوساتشفسكي على خلفية مركب RCA Mark II (1958)

أحد أشهر الأعمال التي تم إنشاؤها على RCA Mark II كان عمل "Time Enconium" لتشارلز فورينين (الذي حصل فيه الملحن على جائزة بوليتزر في عام 1970). من الناحية النظرية ، يمكن إنتاج مارك الثاني بكميات كبيرة لاستوديوهات الموسيقى الإلكترونية ، إن لم يكن بحجمه وسعره.

المزج السوفياتي ANS

طور المخترع السوفييتي وكولونيل المدفعية ، يفغيني أ. أوساتشيف ، في عام 1958 أول مركب سوفييتي (آلة موسيقية بصرية إلكترونية ضوئية) ANS. تم تسمية الأداة تكريمًا للملحن الروسي ألكسندر نيكولايفيتش سكرابين. من الجدير بالذكر أن المطور استخدم تقنيات التوليف التي تختلف تمامًا عن التقنيات الأمريكية. في ANS ، تم استخدام طريقة التوليف الضوئي البصري وقدمت احتمالات مثيرة للاهتمام للغاية ، مثل تخزين المعلومات على الوسائط القابلة للإزالة.

Murzin في عملية العمل على مركب ANS

اعتمد مبدأ تشغيل الجهاز على طريقة التسجيل الصوتي البصري المستخدم في السينما. في التسجيل البصري ، تتحكم إشارة الصوت في التدفق الضوئي ، مما يؤدي إلى إنشاء شريط مضاء بعرض أو كثافة متغيرة على الفيلم. لإعادة إنتاج التسجيل الصوتي البصري ، تم استخدام مصدر ضوء وخلية ضوئية ، تم تمديد الفيلم بينهما. يتسبب التغير في سطوع تدفق الضوء عند المرور بفيلم في حدوث تغير في التيار من خلال الخلية الكهروضوئية. يتم تضخيم الإشارة الكهربائية المستلمة وإعادة إنتاجها من خلال السماعة.

مثال على تسجيل الأصوات على ANS

كان ANS قليلاً من ذاكرة الوصول العشوائي ، مما يجعله مشابهًا بشكل خاص للمزج الحديث. تم تقدير المزج من قبل الملحنين في ذلك الوقت. على صوت ANS على الشاشة ، شاهد الجمهور إيفا براون وهتلر يقتلان أنفسهم في ملحمة يوري أوزيروف الملحمية "التحرير" (1972). أعطت هذه الأداة توصيفًا سليمًا لأبطال الرسوم المتحركة السوفيتية الكاملة "ماوكلي". جنبا إلى جنب مع الملحنين صوفيا جوبيدولينا ، ألفريد شنيتكي ، إديسون دينيسوف وآخرين ، تم تسجيل رقم قياسي كامل ، حيث وجدوا ، باستخدام مزج ANS ، طرقًا جديدة لإنشاء الرسوم المتحركة. ولكن لم يكن هناك مركب آخر موجودًا حينئذٍ قادرًا على إعادة إنشاء لوحة الصوت هذه.تم استخدام ANS أيضًا من قبل زعيم الموسيقى الإلكترونية السوفياتية ، إدوارد أرتيمييف ، لكتابة الموسيقى التصويرية للفيلم الشهير أندريه تاركوفسكي "سولاريس" (1972).

المركب ANS موجود في متحف جلينكا ، موسكو

موسيقى الرياضيات

تم إدخال الموسيقى الإلكترونية التي تم إنشاؤها بواسطة المزج التناظري تدريجيًا في الثقافة الشعبية. وإلى جانب ذلك ، تم إجراء التجارب باستخدام أجهزة الكمبيوتر الرقمية لهذه الأغراض.

في أواخر الخمسينيات ، شارك المهندس الأمريكي ماكس ماثيوز في دراسة تركيب الصوت الاصطناعي. كان مولعا بعزف الكمان ويمكنه أن يقدر إمكانية تطبيق المعرفة المكتسبة من الكمبيوتر في الموسيقى.

في عام 1960 ، قام فريق ماثيوز ، بالتعاون مع فريق التطوير ، بإنشاء أول برنامج موسيقي للكمبيوتر في العالم ، MUSIC-N ، والذي يقوم الكمبيوتر من خلاله بتجميع أصوات مختلفة. كان البرنامج الأول هو مسرحية Variations in Tone ، التي تم تنفيذها عدة مرات فقط أمام جمهور ضيق نسبيًا.

بدأ فريق Matthews في تحسين MUSIC-N. في عام 1961 ، سجلوا أسطوانة بعنوان "موسيقى الرياضيات" وأرسلوها من قبل موسيقي موثوق لتقييم الجودة. لكن هذا الابتكار لم يسبب الكثير من الحماس لدى مجتمع الموسيقى.

ماكس ماثيوز في العمل

ذهب ماثيوز إلى أبعد من ذلك وفي عام 1969 أنشأ برنامج MUSIC-V ، الذي حول جهاز كمبيوتر عالمي كبير (مثل نظام IBM / 360) إلى آلة موسيقية. يتكون البرنامج من قطعة موسيقية على مرحلتين. أولاً ، كان من الضروري عمل وصف رياضي لخصائص الأدوات التي يحتاجها الكمبيوتر لمحاكاة. بعد ذلك ، تم تسجيل درجة ربط أجزاء من أدوات محاكاة. علاوة على ذلك ، تمت ترجمة جميع المعلومات إلى أرقام ثنائية تمثل ترددات وسعات الأصوات الموسيقية. شارك الكمبيوتر في معالجة الأرقام التي تم الحصول عليها ، وتلقي أرقام جديدة تشكل ملف الصوت المسجل على الشريط المغناطيسي. يمكن تعديل السجل. حصل الموسيقي على فرصة الاستماع إلى تأليفه.للقيام بذلك ، وجد الكمبيوتر الملف المطلوب وبعد قراءته نقل إشارات ثنائية إلى محول رقمي إلى تمثيلي متصل بمضخم صوت.

على الرغم من أن النظام كان بارزًا للطاقة ، إلا أنه يعمل ببطء. على سبيل المثال ، لتجميع عبارة موسيقية تدوم ثانية واحدة ، تم إجراء عدد كبير من الحسابات. يحتاج الملحن إلى إدخال جميع معلمات تكوينه في الكمبيوتر. وبعد ذلك كان عليه الانتظار (أحيانًا لساعات) حتى يصبح التسجيل المغناطيسي جاهزًا للاستماع.

جرس المختبر

لم يكن كل شيء في عمل ماثيوز يسير بسلاسة ، كانت هناك صعوبات (بطء العمل ، وضوح الصوت ، إلخ) لم يكن فريق التطوير قادرًا على التعامل معها دائمًا. على الرغم من ذلك ، جذبت التجارب الرائدة في مجال الموسيقى والحاسوب انتباه الملحنين الشباب. في الستينيات ، زار الموسيقيون بشكل متزايد ماتيوس. لم يتطلب استخدام برنامج MUSIC-V توفير الصوت الناتج عن الأجهزة التناظرية ، وفتح الملحنون نطاقًا غير محدود للإبداع. يمكنهم اختراع أي شيء.

واحدة من الإنجازات الهامة كانت حزمة برنامج MUSIC4 للتوليف الموسيقي. كان هذا البرنامج نسخة موسعة من التصاميم السابقة كتبها Matthews لتشغيل الموسيقى عن طريق الحوسبة الرقمية المباشرة. يمكن سماع التسجيلات عن طريق تحويل العينات إلى صوت باستخدام محول رقمي إلى تمثيلي (DAC).

سمح MUSIC4 للمبرمج بإدخال النتيجة (إصدار الموسيقى) كملف نصي. كانت هناك نصائح حول "الآلة الموسيقية" المميزة ، وهي خوارزمية برمجية. تم توفير بعض الأدوات في حزمة البرامج ، ولكن يمكن للمبرمج إضافة أدوات جديدة باستخدام كود Fortran.

ماثيوز كأستاذ في جامعة ستانفورد (1988)

حسب التصميم ، لم تكن الحزمة مخصصة للتوليد المباشر للموسيقى ، على عكس أدوات لوحة المفاتيح الإلكترونية المحمولة الحديثة. بدلاً من ذلك ، تم ترميز جميع الأغاني أو الأجزاء الموسيقية ومعالجتها كملف رقمي على قرص أو شريط يحتوي على دفق من العينات. قبل ظهور آلية التسجيل الصوتي الرقمي الفعالة من حيث التكلفة في أواخر الثمانينيات ، تم إرسال العينات عادةً إلى DAC وتسجيلها على شريط تناظري.

في وقت لاحق ، تم تحويل MUSIC4 بواسطة Godfrey Wingham و Hubert Howe إلى MUSIC4B ، ثم إلى MUSIC4BF (تم تطوير برنامج الكمبيوتر CSound على أساسه).

توليف FM Chowning

رائد آخر في الموسيقى الإلكترونية كان الملحن الأمريكي جون تشاوينغ. استلهم من عمل ماثيوز ودخل في دراسة تكنولوجيا الكمبيوتر. أصبح الملحن ضيفًا متكررًا في مختبر الذكاء الاصطناعي بجامعة ستانفورد. خلال التجارب ، وجد Chowning أنه من بين إشارتين بسيطتين (إحداهما كانت حاملة ، وتم تعديل ترددها بواسطة الإشارة الثانية) ، كان من الممكن إنشاء اهتزاز سريع إلى حد ما يعيد إنتاج نغمات متناسقة أو غير متناسقة معقدة. تسمى الخوارزمية "توليف تعديل التردد" أو توليف FM (1967).

جون تشاونينغ

تم استخدام تقنية تعديل تردد FM من قبل المؤلف من مجال استقبال الراديو. باستخدام تطبيق الكمبيوتر ، سمح بتوليف أطياف ديناميكية معقدة للغاية يمكن التحكم فيها بوسائل بسيطة ورخيصة. كان إنشاء توليف FM ذا أهمية كبيرة للموسيقيين ، وفتح لهم عالمًا جديدًا من التغييرات المتغيرة وإعدادات الصوت. يمكن استخدام التوليف لإنتاج نسخ رقمية عالية الدقة للأدوات الحقيقية.

تكوين Turenas الإلكتروني

في عام 1972 ، تم إنشاء أول تكوين إلكتروني لـ Turenas ، والذي تضمن وهمًا صوتيًا. ولأول مرة ، تم استخدام تقنية تركيب FM متقدمة ، إلى جانب حركة الصوت في الفضاء حول المستمع (360 درجة).

تم استخدام توليف FM في العديد من الآلات الموسيقية الإلكترونية. في عام 1974 ، أشادت ياماها ، وهي شركة يابانية للتركيبات الإلكترونية التناظرية ، بإمكانيات توليف FM الرقمي وحتى حصلت على ترخيص لاستخدام التطوير. في عام 1983 ، تم إصدار النموذج الأول لمركب DX-7 ، والذي استخدم توليف FM. يحتوي DX-7 على 6 مولدات نغمات (مشغلين) ، والتي يمكن توصيلها باستخدام 32 طريقة (خوارزميات). امتلاك المعرفة المقابلة في مجال توليف FM مباشرة في المزج ، كان من الممكن إنشاء أصوات جديدة. يحتوي DX-7 أيضًا على لوحة لتوصيل خرطوشة ذاكرة - وهذا يسمح بتوسيع العدد الأصلي للأصوات. استثمر المتخصصون في الشركة الكثير من الجهد والمال لجعل المزج عالي التقنية قدر الإمكان.

ياماها DX7 مركب

استمرت ياماها في إنتاج المزج ، وتحويل النماذج وتحسينها ، وأصبحت أكثر إحكاما وتنوعا وأرخص. أصبحت ذاكرة الموسيقى الرقمية المزودة بذاكرة أكثر وبرمجيات أكثر تعقيدًا أجهزة كمبيوتر متخصصة.

المزج روبرت القدح

في أواخر الستينيات من القرن العشرين ، طور المخترع ورجل الأعمال الأمريكي روبرت موغ أول جهاز مزج ناجح تجاريًا للوحة المفاتيح موغ في العالم. كما اشتهر بجمع ثيرمين بشكل مستقل (تطوير المخترع السوفيتي ليف سيرجيفيتش ثيرمين).

بدأ القدح بتطوير مركبه مرة أخرى في مركز برينستون في جامعة كولومبيا. جنبا إلى جنب مع الملحن هربرت دويتش ، أنشأ مولدًا إلكترونيًا يتم التحكم فيه بجهد كهربائي ، بالإضافة إلى مولد مغلف ADSR ووحدات أخرى. بعد ذلك ، تمت إضافة سلاسل إضافية وكان المُركِّب جاهزًا للإنتاج.

روبرت موغ على خلفية مركب

في عام 1964 ، تم عقد مؤتمر للمهندسين والعلماء الذين يعملون مع معدات موسيقية احترافية ، حيث تم تقديم موغ لوحة المفاتيح التي يتم التحكم في الجهد بها موغ. في عام 1969 ، حصل Mug على براءة اختراع لمرشح التمرير المنخفض الذي اخترعه.

لم يكن هناك طلب كبير على الأداة. الشيء هو أن قلة من الناس لديهم فكرة عن كيفية عمل معظم وحدات المزج. وبالتالي ، كان المشترون الأوائل من الملحنين - المجربين ، وكذلك الجامعات التي لديها القدرة الفنية على فهم المزج. نعم ، ومزج Moog كان مكلفًا للغاية (من 30،000 دولار).

تجاوز المزج نجاحًا غير متوقع في عام 1968 عندما أصدر ويندي كارلوس (مرة واحدة والتر كارلوس) ألبومه Switched on Bach ، وهو عبارة عن مجموعة من القطع الكلاسيكية التي تم تشغيلها على المزج المعياري Moog. الألبوم لم يترك أي شخص غير مبال. تجربة الموسيقيين والملحنين الطليعيين رأى استخدام مركب في الألبوم فقط كمحاكاة للأدوات الحقيقية. كان "Switched on Bach" محبوبًا للغاية وتم بيعه بسرعة كبيرة. وبالطبع ، قام بتمجيد موغ المزج.

ويندي كارلوس

في السنوات اللاحقة ، أنشأت شركة Muga نماذج أخرى من آلات المزج ، تسمى أيضًا Moog. في الأساس كانت تسمى "الأنظمة المعيارية".

التقاط الحركة في تصميم الرقصات

في الثمانينيات ، ساعدت الجهود المشتركة لمصممي الرقصات وعلماء الكمبيوتر على تطوير نظام يلتقط الخطوات والحركات الرئيسية في الرقص. كان توم كالفرت ، عالم علم الحركة وفني الطب الحيوي ، من أوائل الذين بدأوا في التجريب من خلال الجمع بين رسومات الكمبيوتر ونظام تدوين الرقصات. قام بتثبيت المقاومات على نفسه لحساب وتحويل حركاته الخاصة.

في المراحل الأولى ، قام البرنامج بمحاكاة رقصة على الشاشة باستخدام شكل عصا ، وتنفيذ بوتيرة حقيقية أوامر تدوين الرقص المعدلة التي تم إدخالها على لوحة المفاتيح. ولكن مع ظهور موارد كمبيوتر أكثر قوة ، توسعت القدرات المتحركة. ظهرت الصورة على الشاشة بعمق ووضوح. كان من الممكن تغيير وضعية الشكل ببساطة عن طريق إدخال أوامر على لوحة المفاتيح ، مثل "أدر رأسك" ، "ارفع يدك" ، إلخ. تتطلب تركيبات أكثر تعقيدًا للحركات إدخال مجموعة كاملة من الأوامر.

الحركات على شاشة الكمبيوتر

واصلت كالفرت العمل على تحسين النظام. أراد التأكد من أنه يمكنك الاستغناء عن لوحة المفاتيح للتحكم في الحركات. للقيام بذلك ، استخدموا أجهزة قياس الزوايا التي تم توصيلها بمفاصل الراقصة. أرسلت الأجهزة إشارات كهربائية إلى الكمبيوتر من خلال محول تناظري إلى رقمي ، مما تسبب في تكرار الشكل على الشاشة لحالات الراقصة.

في الواقع ، كان النظام الذي طورته Calvert مشابهًا جدًا لالتقاط الحركة الحديثة ، التي تستخدم التكنولوجيا على نطاق واسع في صناعة الألعاب والرسوم المتحركة وخلق تأثيرات خاصة.

تطوير موسيقى الكمبيوتر