🧓🏾 👨‍👦 ⏯️ Desarrollo de música por computadora 🥥 🚶🏽 👎🏽

Las computadoras están inextricablemente vinculadas con nuestras vidas, se usan en todo tipo de áreas de actividad y vida humana, expanden capacidades, simplifican enormemente el trabajo. Con su ayuda, las personas inventan nuevas tecnologías, progresan en la ciencia, aprenden espacio y hacen muchos descubrimientos importantes e útiles. Del mismo modo, el uso de la tecnología informática ha afectado el desarrollo del arte. En particular, el surgimiento de la música electrónica.

Raymond Kurzweil, un joven ingeniero, inventor y futurólogo estadounidense, tiene un enfoque de diseño innovador. Creó una máquina de lectura para ciegos. Se basó en un método que permite que el dispositivo lea casi cualquier documento impreso. En las clases de informática, Kurzweil se enfrentó a una tarea bastante difícil desde el campo de la inteligencia artificial. ¿Estaba tratando de descubrir cómo programar una computadora para poder captar elementos comunes en diferentes versiones del mismo objeto? La capacidad de reconocer imágenes, entre otras cosas, le dio a la computadora la capacidad de reconocer letras impresas, independientemente de la fuente.

Raymond Kurzweil

En ese momento, ya existía un sistema de reconocimiento de letras, que se utilizaba desde finales de los años 50, cuando los bancos comenzaron a usar "tinta magnética" para escribir números en cheques personales. Pero solo las fuentes estilizadas eran adecuadas para trabajar con el lector. Desde un sistema universal de lectura de texto, se requería el reconocimiento de hasta 300 de las fuentes más comunes de varias formas y tamaños, independientemente de la textura, el color del papel, las manchas, las manchas, etc.

En 1973, Kurzweil comenzó a desarrollar una máquina de lectura. Reunió a un equipo de especialistas de la Universidad de Harvard, eligiendo todos los campos de conocimiento posibles, desde programación y mecánica hasta filología y pedagogía. La compañía formada carecía de fondos, los jóvenes desarrolladores se apiñaban en un dormitorio. Sin embargo, después de un año y medio, al público se le presentó un modelo funcional de una máquina de lectura. Y un año después, la primera muestra comercial salió a la venta, obteniendo inmediatamente el reconocimiento universal.

Versión personal de la máquina de lectura.

Inspirado en la musica

Uno de los primeros propietarios del automóvil fue el famoso músico de rock y cantante Stevie Wonder, quien era ciego desde su nacimiento. Estaba tan impresionado con el desarrollo que visitó personalmente al inventor. La amistad comenzó entre ellos, lo que sirvió como comienzo para nuevos inventos. Wonder planteó una tarea más difícil para Kurzweil e introdujo una serie de sugerencias y correcciones útiles para mejorar la máquina de lectura.

En 1982, Wonder propuso inventar otro dispositivo: un instrumento electrónico que pudiera reproducir con precisión los sonidos de un piano o cualquier otro instrumento musical. Los sintetizadores de música electrónica existentes no parecían perfectos para el músico en términos de belleza y complejidad del sonido. Y a pesar de que Kurzweil estaba poco interesado en la música, decidió intentar hacer un dispositivo innovador.

Stevie Wonder

Kurzweil abrió una nueva compañía: Kurzweil Music Systems (KMS), y Stevie Wonder se convirtió en su consultora musical. Exactamente dos años después, la compañía creó el primer sintetizador digital Kurzweil250 del mundo, que es una especie de computadora especializada.

Kurzweil250 almacenó en su memoria fragmentos digitalizados de sonidos de instrumentos en vivo, y también tenía un teclado inusualmente sensible a la velocidad de presionar teclas. El sintetizador tenía una síntesis de sonido excepcionalmente alta, que incluso en las audiciones de prueba, los pianistas profesionales apenas podían distinguir la diferencia de sonido entre el dispositivo y el piano de cola. Pero lo más sorprendente fue la arquitectura del sintetizador. De hecho, realizó las funciones simples de un procesador de señal digital sintonizable, lo que permitió un control extremadamente fino de todos los parámetros de la ruta de sonido virtual.

Sintetizador Kurzweil250

Muy rápidamente, KMS se convirtió en el líder en síntesis digital, y el Kurzweil250 reemplazó casi por completo los sintetizadores analógicos. La invención de Kurzweil se ha vuelto popular y las ventas de sintetizadores digitales se han multiplicado por cinco en los últimos años. La compañía desarrolló nuevos modelos de herramientas, al tiempo que mejoraba la calidad y bajaba los precios. Por supuesto, las grandes empresas competidoras se activaron de inmediato, cambiando a la síntesis digital. Sin embargo, los sintetizadores Kurzweil han tomado una posición de liderazgo en las clasificaciones de los músicos.

Wonder y Kurzweil detrás del sintetizador Kurzweil

Historia del desarrollo de instrumentos musicales electrónicos.

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

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Sintetizador RCA Mark

En los años 50, aparecieron los primeros sintetizadores programables: RCA Mark I y Mark II. Fueron desarrollados y creados por los ingenieros de RCA Princeton Lab Harry Olson y Herbert Belar. Los desarrolladores se basaron en los principios y leyes de la teoría fundamental de la transferencia de información descrita en el artículo del matemático, ingeniero y criptógrafo Claude Shannon ("Teoría de la comunicación matemática"). En 1950, publicaron su informe de investigación, en el que propusieron utilizar métodos matemáticos para crear música.

Exteriormente, los sintetizadores RCA Mark eran como las computadoras de la época: lámparas y cables electrónicos ocupaban una habitación entera. Pero de acuerdo con el principio de acción, más bien se parecían a una versión electrónica de un "piano mecánico" controlado por códigos binarios perforados en una cinta ancha de papel. Al igual que una computadora, el sintetizador utilizaba una cinta perforada como memoria, que almacenaba información sobre la configuración de los bloques electrónicos en el momento de la extracción de un sonido.

El sintetizador RCA Mark I se mostró al público en 1955.

RCA Mark I totalizó 12 osciladores de tubo (uno para cada nota de una octava), y una gran cantidad de filtros de frecuencia, divisores, moduladores, resonadores, lo que permitió en teoría recibir una cantidad infinita de sonidos. En la práctica, sintetizaba fácilmente sonidos sobrenaturales nunca antes escuchados, pero no podía imitar, por ejemplo, transiciones suaves de violín o trombón de nota a nota.

RCA Mark I fue seguido por Mark II con un número duplicado de osciladores, polifonía de cuatro notas y uso de cinta magnética para almacenar información.

Compositores: Milton Babbitt, Peter Mosey, Vladimir Usachevsky en el fondo del sintetizador RCA Mark II (1958)

Una de las obras más famosas creadas en RCA Mark II fue la obra de "Time Enconium" de Charles Vuorinen (por la cual el compositor recibió el Premio Pulitzer en 1970). En teoría, Mark II podría producirse en masa para estudios de música electrónica, si no fuera por su tamaño y precio.

Sintetizador soviético ANS

El inventor soviético y coronel de artillería, Yevgeny A. Usachev, en 1958 desarrolló el primer sintetizador soviético (instrumento musical óptico fotoelectrónico) ANS. El instrumento fue nombrado en honor del compositor ruso Alexander Nikolaevich Scriabin. Es de destacar que el desarrollador utilizó tecnologías de síntesis que son completamente diferentes de las estadounidenses. En el ANS, se utilizó el método de síntesis fotoóptica y se presentaron posibilidades muy interesantes, como el almacenamiento de información en medios extraíbles.

Murzin en el proceso de trabajar en el sintetizador ANS

El principio de funcionamiento del dispositivo se basó en el método de grabación de sonido óptico utilizado en el cine. En la grabación óptica, la señal de sonido controlaba el flujo luminoso, creando una tira iluminada de ancho o densidad variable en la película. Para reproducir el fonograma óptico, se utilizaron una fuente de luz y una fotocélula, entre las cuales se estiró una película. Un cambio en el brillo del flujo de luz cuando pasa a través de una película provoca un cambio en la corriente a través de la fotocélula. La señal eléctrica recibida se amplifica y reproduce a través del altavoz.

Un ejemplo de grabación de sonidos en el ANS

El ANS era un poco de RAM, lo que lo hacía especialmente similar a los sintetizadores modernos. El sintetizador fue apreciado por los compositores de la época. Al sonido del ANS en la pantalla, el público vio a Eva Braun y Hitler suicidarse en la película épica de Liberación de Yuri Ozerov (1972). Este instrumento dio una caracterización sonora a los héroes de la caricatura soviética "Mowgli". Junto con los compositores Sofía Gubaidulina, Alfred Schnittke, Edison Denisov y otros, se grabó un registro completo, donde ellos, utilizando el sintetizador ANS, encontraron nuevos enfoques para crear dibujos animados. Pero ningún otro sintetizador existente fue capaz de recrear tal paleta de sonido.ANS también fue utilizado por el líder de la música electrónica soviética, Eduard Artemyev, para escribir la banda sonora de la famosa película de Andrei Tarkovsky "Solaris" (1972).

El sintetizador ANS está en el Museo Glinka, Moscú

Musica matematica

La música electrónica creada por sintetizadores analógicos se introdujo gradualmente en la cultura popular. Y junto con esto, se realizaron experimentos utilizando computadoras digitales para tales fines.

A finales de los años 50, el ingeniero estadounidense Max Matthews se dedicó al estudio de la síntesis de voz artificial. Le gustaba tocar el violín y podía apreciar la posibilidad de aplicar los conocimientos informáticos adquiridos en la música.

En 1960, junto con un equipo de desarrollo, Matthews creó el primer programa de música para computadora del mundo, MUSIC-N, a través del cual una computadora sintetizó varios sonidos. El programa debut fue la obra Variations in Tone, realizada solo unas pocas veces frente a un público relativamente reducido.

El equipo de Matthews comenzó a mejorar MUSIC-N. En 1961, grabaron un disco titulado "La música de las matemáticas" y lo envió un músico autorizado para una evaluación de calidad. Pero esta innovación no causó mucho entusiasmo entre la comunidad musical.

Max Matthews en el trabajo

Matthews fue más allá y en 1969 creó el programa MUSIC-V, que convirtió una gran computadora universal (como IBM System / 360) en un instrumento musical. El programa compuso una pieza musical en dos etapas. Primero, era necesario hacer una descripción matemática de las características de los instrumentos que la computadora necesitaba para simular. Después de eso, se registró una puntuación que conecta las partes de los instrumentos simulados. Además, toda la información se tradujo a números binarios que representan las frecuencias y amplitudes de los sonidos musicales. La computadora se ocupó del procesamiento de los números obtenidos, recibiendo nuevos que componían el archivo de sonido grabado en cinta magnética. El registro podría ser modificado. El músico tuvo la oportunidad de escuchar su composición.Para hacer esto, la computadora encontró el archivo deseado y después de leerlo transmitió señales binarias a un convertidor digital a analógico conectado a un amplificador.

Aunque el sistema era notable por el poder, funcionaba bastante lento. Por ejemplo, para sintetizar una frase musical que dura 1 segundo, se realizaron una gran cantidad de cálculos. El compositor necesitaba ingresar todos los parámetros de su composición en una computadora. Después de lo cual tuvo que esperar (a veces durante horas) hasta que la grabación magnética estuviera lista para escuchar.

Campana de laboratorio

No todo en el trabajo de Matthews transcurrió sin problemas, hubo dificultades (lentitud de trabajo, claridad de sonido, etc.) que el equipo de desarrollo no siempre pudo hacer frente. A pesar de esto, los experimentos pioneros en el campo de la informática musical atrajeron la atención de los jóvenes compositores. En los años 60, Matthews fue cada vez más visitado por músicos. El uso del programa MUSIC-V no requirió el suministro de sonido generado por dispositivos analógicos, y los compositores abrieron un alcance ilimitado para la creatividad. Podrían inventar cualquier cosa.

Uno de los logros significativos fue el paquete de software MUSIC4 para síntesis musical. Este programa era una versión extendida de diseños anteriores escritos por Matthews para reproducir música por computación digital directa. Las grabaciones se pueden escuchar al convertir las muestras en sonido utilizando un convertidor digital a analógico (DAC).

MUSIC4 permitió al programador ingresar la partitura (edición de música) como un archivo de texto. Hubo consejos con la característica "instrumento musical", que es un algoritmo de software. Se proporcionaron algunas herramientas en el paquete de software, pero el programador podría agregar otras nuevas usando el código Fortran.

Matthews como profesor en la Universidad de Stanford (1988)

Por diseño, el paquete no estaba destinado a la generación directa de música, a diferencia de los modernos instrumentos de teclado electrónico portátiles. En cambio, todas las canciones o partes musicales se codificaron y procesaron como un archivo digital en un disco o cinta que contiene una secuencia de muestras. Antes de la llegada del mecanismo de grabación de sonido digital rentable a fines de los años 80, las muestras se enviaban típicamente al DAC y se grababan en una cinta analógica.

Posteriormente, MUSIC4 fue transformado por Godfrey Wingham y Hubert Howe en MUSIC4B, y luego en MUSIC4BF (el programa informático CSound fue desarrollado sobre esta base).

Síntesis de Chowning FM

Otro pionero en la música electrónica fue el compositor estadounidense John Chowning. Se inspiró en el trabajo de Matthews y profundizó en el estudio de la tecnología informática. El compositor se ha convertido en un invitado frecuente en el laboratorio de inteligencia artificial de la Universidad de Stanford. Durante los experimentos, Chowning descubrió que a partir de dos señales simples (una de las cuales era la portadora, y su frecuencia fue modulada por la segunda señal), era posible crear vibratos bastante rápidos que reproducían tonos armónicos o inarmónicos complejos. El algoritmo se llama "síntesis de modulación de frecuencia" o síntesis FM (1967).

John Chowning

El compositor tomó la técnica de modulación de frecuencia FM del campo de la recepción de radio. Utilizando una implementación de computadora, permitió la síntesis de espectros dinámicos extremadamente complejos que podrían controlarse con medios simples y baratos. La creación de la síntesis FM fue de gran importancia para los músicos, abriéndoles un nuevo mundo de cambios variables y configuraciones de sonido. La síntesis podría usarse para producir réplicas digitales de alta precisión de instrumentos reales.

Composición electrónica de Turenas

En 1972, se creó la primera composición electrónica de Turenas, que incluía una ilusión sonora. Por primera vez, se utilizó una técnica avanzada de síntesis de FM, junto con el movimiento del sonido en el espacio alrededor del oyente (360 grados).

La síntesis FM se ha utilizado en muchos instrumentos musicales electrónicos. En 1974, Yamaha, una firma japonesa de sintetizadores electrónicos analógicos, elogió las posibilidades de la síntesis digital de FM e incluso adquirió una licencia para usar el desarrollo. En 1983, se lanzó el primer modelo del sintetizador DX-7, que utilizaba la síntesis FM. DX-7 tenía 6 generadores de tonos (operadores), que podían conectarse utilizando 32 métodos (algoritmos). Al poseer el conocimiento correspondiente en el campo de la síntesis FM directamente en el sintetizador, fue posible crear nuevos sonidos. El DX-7 también tenía un panel para conectar un cartucho de memoria, lo que permitía ampliar la cantidad original de sonidos. Los especialistas de la compañía han invertido mucho esfuerzo y dinero para hacer que el sintetizador sea lo más tecnológico posible.

Sintetizador Yamaha DX7

Yamaha continuó produciendo sintetizadores, transformando y mejorando modelos, se volvieron más compactos, versátiles y más baratos. Dotado de más memoria y software más sofisticado, los sintetizadores de música digital se convirtieron en computadoras especializadas.

Sintetizador Robert Mug

A finales de los años 60, el inventor y empresario estadounidense Robert Moog desarrolló el primer sintetizador de teclado comercialmente exitoso del mundo, Moog. También se hizo famoso por haber reunido independientemente theremin (desarrollo del inventor soviético Lev Sergeyevich Theremin).

Mug comenzó a desarrollar su sintetizador en el Princeton Center de la Universidad de Columbia. Junto con el compositor Herbert Deutsch, creó un generador electrónico controlado por voltaje, así como un generador de envolvente ADSR y otros módulos. Después de eso, se agregaron cadenas adicionales y el sintetizador estaba listo para la producción.

Robert Moog en el fondo de un sintetizador

En 1964, se celebró un congreso de ingenieros y científicos que trabajan con equipos musicales profesionales, donde se presentó el sintetizador de teclado modular controlado por voltaje Moog. En 1969, Mug recibió una patente por el filtro de paso bajo que inventó.

La herramienta no tenía mucha demanda. La cuestión es que pocas personas tenían una idea de cómo funciona la mayoría de los módulos de sintetizador. Y por lo tanto, los primeros compradores fueron compositores-experimentadores, así como universidades que tienen la capacidad técnica de comprender el sintetizador. Sí, y el sintetizador Moog era bastante caro (desde $ 30,000).

El sintetizador alcanzó un éxito inesperado en 1968 cuando Wendy Carlos (una vez Walter Carlos) lanzó su álbum Switched on Bach, una colección de piezas clásicas reproducidas en el sintetizador modular Moog. El álbum no dejó a nadie indiferente. Los músicos experimentados y los compositores de vanguardia vieron el uso de un sintetizador en el álbum solo como un simulador de instrumentos reales. "Encendido de Bach" fue increíblemente querido y se agotó muy rápidamente. Y, por supuesto, glorificó el sintetizador Moog.

Wendy Carlos

En los años siguientes, la compañía Muga creó otros modelos de sintetizadores, también llamados Moog. Básicamente se llamaron "Sistemas Modulares".

Captura de movimiento en coreografía

En los años 80, los esfuerzos conjuntos de coreógrafos e informáticos ayudaron a desarrollar un sistema que captura los principales pasos y movimientos en el baile. Tom Calvert, un kinesiólogo y técnico biomédico, fue uno de los primeros en comenzar a experimentar combinando gráficos por computadora con un sistema de notación coreográfica. Fijó resistencias en sí mismo para contar y digitalizar sus propios movimientos.

En las primeras etapas, el programa simuló un baile en la pantalla usando una figura de palo, ejecutando en tiempo real los comandos de notación coreográfica modificada que se ingresaron en el teclado. Pero con la llegada de recursos informáticos más potentes, las capacidades animadas se han expandido. La imagen en la pantalla apareció profundidad, nitidez. Fue posible cambiar la pose de la figura simplemente ingresando comandos en el teclado, como "gira la cabeza", "levanta la mano", etc. Las combinaciones de movimientos más complejas requerían la entrada de un conjunto completo de comandos.

Movimientos en la pantalla de la computadora

Calvert continuó trabajando para mejorar el sistema. Quería asegurarse de que pudieras prescindir de un teclado para controlar los movimientos. Para hacer esto, utilizaron goniómetros que estaban unidos a las articulaciones de la bailarina. Los dispositivos enviaron señales eléctricas a la computadora a través de un convertidor de analógico a digital, haciendo que la figura en la pantalla repita las poses del bailarín.

De hecho, el sistema desarrollado por Calvert era muy similar a la captura de movimiento moderna, cuya tecnología es ampliamente utilizada en la industria del juego, la animación y para crear efectos especiales.

Desarrollo de música por computadora