🎢 👫 👨🏾‍✈️ Développement informatique musicale 🥇 🕋 🖋️

Les ordinateurs sont inextricablement liés à notre vie, ils sont utilisés dans toutes sortes de sphères d'activité et de vie humaine, étendent les capacités, simplifient grandement le travail. Avec leur aide, les gens inventent de nouvelles technologies, progressent dans la science, apprennent l'espace et font de nombreuses découvertes utiles et importantes. De même, l'utilisation de la technologie informatique a affecté le développement de l'art. En particulier, l'émergence de la musique électronique.

Raymond Kurzweil, un jeune ingénieur américain, inventeur et futurologue, a une approche de conception innovante. Il a créé une machine à lire pour les aveugles. Il était basé sur une méthode qui permet à l'appareil de lire presque tous les documents imprimés. Dans les cours d'informatique, Kurzweil a été confronté à une tâche assez difficile dans le domaine de l'intelligence artificielle. Il essayait de comprendre comment programmer un ordinateur pour qu'il puisse détecter les points communs dans différentes versions du même objet? La capacité de reconnaître les images, entre autres, a donné à l'ordinateur la capacité de reconnaître les lettres imprimées, quelle que soit la police.

Raymond Kurzweil

À cette époque, il existait déjà un système de reconnaissance des lettres, utilisé depuis la fin des années 50, lorsque les banques ont commencé à utiliser de «l'encre magnétique» pour écrire des chiffres sur les chèques personnels. Mais seules les polices stylisées étaient adaptées pour travailler avec le lecteur. À partir d'un système de lecture de texte universel, la reconnaissance de jusqu'à 300 des polices les plus courantes de différentes formes et tailles était requise, quelle que soit la texture, la couleur du papier, les taches, les taches, etc.

En 1973, Kurzweil a commencé à développer une machine à lire. Il a réuni une équipe de spécialistes de l'Université de Harvard, choisissant tous les domaines de connaissances possibles - de la programmation et de la mécanique à la philologie et à la pédagogie. L'entreprise formée manquait de fonds, les jeunes développeurs se sont blottis dans un dortoir. Néanmoins, après un an et demi, le public a été présenté avec un modèle de fonctionnement d'une machine de lecture. Et un an plus tard, le premier échantillon commercial a été mis en vente, gagnant immédiatement une reconnaissance universelle.

Version personnelle de la machine à lire

Inspiré par la musique

L'un des premiers propriétaires de la voiture était le célèbre musicien et chanteur de rock Stevie Wonder, aveugle de naissance. Il était tellement impressionné par le développement qu'il a personnellement rendu visite à l'inventeur. L'amitié a commencé entre eux, ce qui a servi de point de départ à de nouvelles inventions. Wonder a posé une tâche plus difficile à Kurzweil et a introduit un certain nombre de suggestions et de corrections utiles pour améliorer la machine de lecture.

En 1982, Wonder a proposé d'inventer un autre appareil - un instrument électronique qui pourrait reproduire avec précision les sons d'un piano ou de tout autre instrument de musique. Les synthétiseurs de musique électronique existants semblaient au musicien pas parfaits en termes de beauté et de complexité du son. Et malgré le fait que Kurzweil était peu intéressé par la musique, il a décidé d'essayer de fabriquer un appareil innovant.

Stevie Wonder

Kurzweil a ouvert une nouvelle société - Kurzweil Music Systems (KMS), et Stevie Wonder est devenu son consultant musical. Exactement deux ans plus tard, la société a créé le premier synthétiseur numérique au monde Kurzweil250 - qui est une sorte d'ordinateur spécialisé.

Kurzweil250 stockait dans sa mémoire des fragments numérisés de sons d'instruments vivants, et possédait également un clavier inhabituellement sensible à la vitesse d'appuis sur les touches. Le synthétiseur avait une synthèse sonore exceptionnellement élevée, ce qui même lors des auditions de test, les pianistes professionnels pouvaient à peine distinguer la différence de son entre l'appareil et le piano à queue de concert. Mais le plus étonnant était l'architecture du synthétiseur. En fait, il remplissait les fonctions simples d'un processeur de signal numérique accordable, ce qui permettait un contrôle extrêmement fin de tous les paramètres du chemin sonore virtuel.

Synthétiseur Kurzweil250

Très rapidement, KMS est devenu le leader de la synthèse numérique, et le Kurzweil250 a presque complètement remplacé les synthétiseurs analogiques. L’invention de Kurzweil est devenue populaire et les ventes de synthétiseurs numériques ont quintuplé ces dernières années. L'entreprise a développé de nouveaux modèles d'outils, tout en améliorant la qualité et en baissant les prix. Bien sûr, les grandes entreprises concurrentes se sont immédiatement activées, passant à la synthèse numérique. Néanmoins, les synthétiseurs Kurzweil ont fermement pris une position de leader dans la notation des notes des musiciens.

Wonder et Kurzweil derrière le synthétiseur Kurzweil

Histoire du développement des instruments de musique électroniques

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

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Synthétiseur RCA Mark

Dans les années 50, les premiers synthétiseurs programmables sont apparus - RCA Mark I et Mark II. Ils ont été développés et créés par les ingénieurs de RCA Princeton Lab Harry Olson et Herbert Belar. Les développeurs se sont basés sur les principes et lois de la théorie fondamentale du transfert d'informations décrits dans l'article du mathématicien, ingénieur et cryptographe Claude Shannon («Mathematical Communication Theory»). En 1950, ils ont publié leur rapport de recherche, dans lequel ils proposaient d'utiliser des méthodes mathématiques pour créer de la musique.

Extérieurement, les synthétiseurs RCA Mark étaient comme des ordinateurs de l'époque - les lampes et les fils électroniques occupaient une pièce entière. Mais selon le principe d'action, ils ressemblaient plutôt à une version électronique d'un «piano mécanique» contrôlé par des codes binaires poinçonnés sur une large bande de papier. Comme un ordinateur, le synthétiseur utilise une bande perforée comme mémoire, qui stocke des informations sur les réglages des blocs électroniques au moment de l'extraction d'un son.

Le synthétiseur RCA Mark I a été présenté au public en 1955.

RCA Mark I totalisait 12 oscillateurs à lampes (un pour chaque note d'une octave), et un grand nombre de filtres de fréquence, diviseurs, modulateurs, résonateurs, ce qui permettait en théorie de recevoir un nombre infini de sons. Dans la pratique, il a facilement synthétisé des sons surnaturels inédits, mais n'a pas pu imiter, par exemple, des transitions fluides de violon ou de trombone d'une note à l'autre.

RCA Mark I a été suivi de Mark II avec un nombre d'oscillateurs doublé, une polyphonie à quatre notes et l'utilisation d'une bande magnétique pour stocker les informations.

Compositeurs: Milton Babbitt, Peter Mosey, Vladimir Usachevsky sur le fond du synthétiseur RCA Mark II (1958)

L'une des œuvres les plus célèbres créées sur RCA Mark II est l'œuvre de «Time Enconium» de Charles Vuorinen (pour lequel le compositeur a reçu le prix Pulitzer en 1970). Mark II pourrait théoriquement être produit en série pour les studios de musique électronique, sinon pour sa taille et son prix.

Synthétiseur soviétique ANS

L'inventeur et colonel soviétique d'artillerie, Yevgeny A. Usachev, a développé en 1958 le premier synthétiseur soviétique (instrument de musique optique photoélectronique) ANS. L'instrument a été nommé en l'honneur du compositeur russe Alexander Nikolaevich Scriabin. Il est à noter que le développeur a utilisé des technologies de synthèse complètement différentes de celles américaines. Dans l'ANS, la méthode de synthèse photo-optique a été utilisée et des possibilités très intéressantes ont été présentées, telles que le stockage d'informations sur des supports amovibles.

Murzin en train de travailler sur le synthétiseur ANS

Le principe de fonctionnement de l'appareil était basé sur la méthode d'enregistrement sonore optique utilisée au cinéma. En enregistrement optique, le signal sonore contrôlait le flux lumineux, créant une bande éclairée de largeur ou densité variable sur le film. Pour reproduire le phonogramme optique, une source lumineuse et une cellule photoélectrique ont été utilisées, entre lesquelles un film a été étiré. Un changement de la luminosité du flux lumineux lors du passage à travers un film provoque un changement du courant à travers la cellule photoélectrique. Le signal électrique reçu est amplifié et reproduit à travers le haut-parleur.

Un exemple d'enregistrement de sons sur l'ANS

L'ANS était un peu de RAM, ce qui le rend particulièrement similaire aux synthétiseurs modernes. Le synthétiseur a été apprécié par les compositeurs de l'époque. Au son de l'ANS à l'écran, le public a regardé Eva Braun et Hitler se suicider dans l'épopée «Libération» de Yuri Ozerov (1972). Cet instrument a donné une caractérisation sonore aux héros du dessin animé soviétique "Mowgli". Avec les compositeurs Sofia Gubaidulina, Alfred Schnittke, Edison Denisov et d'autres, un record entier a été enregistré, où ils, à l'aide du synthétiseur ANS, ont trouvé de nouvelles approches pour créer des dessins animés. Mais aucun autre synthétiseur existant à l'époque n'a pu recréer une telle palette sonore.ANS a également été utilisé par le leader de la musique électronique soviétique, Eduard Artemyev, pour écrire la bande originale du célèbre film d'Andrei Tarkovsky «Solaris» (1972).

Synthesizer ANS est au Musée Glinka, Moscou

Musique mathématique

La musique électronique créée par des synthétiseurs analogiques a été progressivement introduite dans la culture populaire. Parallèlement à cela, des expériences ont été menées à l'aide d'ordinateurs numériques à ces fins.

À la fin des années 50, l'ingénieur américain Max Matthews s'est engagé dans l'étude de la synthèse vocale artificielle. Il aimait jouer du violon et pouvait apprécier la possibilité d'appliquer les connaissances informatiques acquises en musique.

En 1960, en collaboration avec une équipe de développement, Matthews a créé le premier programme de musique informatique au monde, MUSIC-N, grâce auquel un ordinateur a synthétisé divers sons. Le premier programme était la pièce Variations in Tone, jouée seulement quelques fois devant un public relativement restreint.

L'équipe Matthews a commencé à améliorer le MUSIC-N. En 1961, ils ont enregistré un disque intitulé «La musique des mathématiques» et l'ont envoyé par un musicien faisant autorité pour une évaluation de la qualité. Mais cette innovation n'a pas suscité beaucoup d'enthousiasme au sein de la communauté musicale.

Max Matthews au travail

Matthews est allé plus loin et en 1969 a créé le programme MUSIC-V, qui a transformé un grand ordinateur universel (tel que le système IBM / 360) en un instrument de musique. Le programme a composé un morceau de musique en deux étapes. Il a d'abord fallu faire une description mathématique des caractéristiques des instruments que l'ordinateur avait besoin de simuler. Après cela, un score a été enregistré reliant les parties d'instruments simulés. De plus, toutes les informations ont été traduites en nombres binaires représentant les fréquences et les amplitudes des sons musicaux. L'ordinateur s'occupait du traitement des numéros obtenus, en recevant de nouveaux qui constituaient le fichier son enregistré sur bande magnétique. L'enregistrement pourrait être modifié. Le musicien a eu l'occasion d'écouter sa composition.Pour ce faire, l'ordinateur a trouvé le fichier souhaité et après lecture, il a transmis des signaux binaires à un convertisseur numérique-analogique connecté à un amplificateur.

Bien que le système soit réputé pour sa puissance, il a fonctionné assez lentement. Par exemple, pour synthétiser une phrase musicale d'une durée d'une seconde, un grand nombre de calculs ont été effectués. Le compositeur devait saisir tous les paramètres de sa composition dans un ordinateur. Après quoi, il a dû attendre (parfois pendant des heures) jusqu'à ce que l'enregistrement magnétique soit prêt à écouter.

Cloche de laboratoire

Tout dans le travail de Matthews ne s'est pas bien déroulé, il y a eu des difficultés (lenteur du travail, clarté du son, etc.) auxquelles l'équipe de développement n'a pas toujours été en mesure de faire face. Malgré cela, des expériences pionnières dans le domaine de la musique-informatique ont attiré l'attention de jeunes compositeurs. Dans les années 60, Matthews était de plus en plus visité par des musiciens. L'utilisation du programme MUSIC-V ne nécessitait pas la fourniture de son généré par des appareils analogiques, et les compositeurs ont ouvert un champ de créativité illimité. Ils pouvaient tout inventer.

L'une des réalisations importantes a été le progiciel MUSIC4 pour la synthèse musicale. Ce programme était une version étendue des conceptions précédentes écrites par Matthews pour jouer de la musique par informatique numérique directe. Les enregistrements pouvaient être entendus en convertissant les échantillons en son à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique (DAC).

MUSIC4 a permis au programmeur d'entrer la partition (édition musicale) sous forme de fichier texte. Il y avait des astuces avec la caractéristique "instrument de musique", qui est un algorithme logiciel. Certains outils étaient fournis dans le progiciel, mais le programmeur pouvait en ajouter de nouveaux en utilisant le code Fortran.

Matthews en tant que professeur à l'Université de Stanford (1988)

De par sa conception, le boîtier n'était pas destiné à la génération directe de musique, contrairement aux instruments à clavier électroniques portables modernes. Au lieu de cela, toutes les chansons ou parties musicales ont été encodées et traitées sous forme de fichier numérique sur un disque ou une bande contenant un flux d'échantillons. Avant l'avènement du mécanisme d'enregistrement sonore numérique économique à la fin des années 80, les échantillons étaient généralement envoyés au DAC et enregistrés sur une bande analogique.

Par la suite, MUSIC4 a été transformé par Godfrey Wingham et Hubert Howe en MUSIC4B, puis en MUSIC4BF (le programme informatique CSound a été développé sur cette base).

Synthèse FM Chowning

Un autre pionnier de la musique électronique a été le compositeur américain John Chowning. Il s'est inspiré du travail de Matthews et s'est plongé dans l'étude de la technologie informatique. Le compositeur est devenu un invité régulier du laboratoire d'intelligence artificielle de l'Université de Stanford. Au cours des expériences, Chowning a découvert qu'à partir de deux signaux simples (dont l'un était le porteur, et sa fréquence était modulée par le second signal), il était possible de créer des vibratos assez rapides qui reproduisaient des tonalités harmoniques ou inharmoniques complexes. L'algorithme est appelé «synthèse de modulation de fréquence» ou synthèse FM (1967).

John Chowning

La technique de modulation de fréquence FM a été empruntée au compositeur dans le domaine de la réception radio. Utilisant une implémentation informatique, il a permis la synthèse de spectres dynamiques extrêmement complexes qui pouvaient être contrôlés avec des moyens simples et bon marché. La création de la synthèse FM a été d'une grande importance pour les musiciens, leur ouvrant un nouveau monde de changements variables et de réglages sonores. La synthèse pourrait être utilisée pour produire des réplications numériques de haute précision d'instruments réels.

Composition électronique de Turenas

En 1972, la première composition électronique de Turenas a été créée, qui comprenait une illusion sonore. Pour la première fois, une technique de synthèse FM avancée a été utilisée, ainsi que le mouvement du son dans l'espace autour de l'auditeur (360 degrés).

La synthèse FM a été utilisée dans de nombreux instruments de musique électroniques. En 1974, Yamaha, une firme japonaise de synthétiseurs électroniques analogiques, a salué les possibilités de la synthèse FM numérique et a même acquis une licence pour utiliser le développement. En 1983, le premier modèle du synthétiseur DX-7 est sorti, qui utilise la synthèse FM. DX-7 avait 6 générateurs de sons (opérateurs), qui pouvaient être connectés à l'aide de 32 méthodes (algorithmes). Possédant les connaissances correspondantes dans le domaine de la synthèse FM directement dans le synthétiseur, il a été possible de créer de nouveaux sons. Le DX-7 avait également un panneau pour connecter une cartouche mémoire - cela a permis d'augmenter le nombre de sons d'origine. Les spécialistes de l'entreprise ont investi beaucoup d'efforts et d'argent pour rendre le synthétiseur aussi high-tech que possible.

Synthétiseur Yamaha DX7

Yamaha a continué à produire des synthétiseurs, transformant et améliorant des modèles, ils sont devenus plus compacts, polyvalents et moins chers. Dotés de plus de mémoire et de logiciels plus sophistiqués, les synthétiseurs de musique numérique sont devenus des ordinateurs spécialisés.

Synthétiseur Robert Mug

À la fin des années 60, l'inventeur et entrepreneur américain Robert Moog a développé le premier synthétiseur à clavier Moog au succès commercial. Il est également devenu célèbre pour avoir assemblé indépendamment le thérémine (développement de l'inventeur soviétique Lev Sergeyevich Theremin).

Mug a commencé à développer son synthétiseur au Princeton Center de Columbia University. En collaboration avec le compositeur Herbert Deutsch, il a créé un générateur électronique commandé en tension, ainsi qu'un générateur d'enveloppe ADSR et d'autres modules. Après cela, des chaînes supplémentaires ont été ajoutées et le synthétiseur était prêt pour la production.

Robert Moog sur le fond d'un synthétiseur

En 1964, un congrès d'ingénieurs et de scientifiques travaillant avec des équipements musicaux professionnels a eu lieu, où le synthétiseur de clavier modulaire à tension contrôlée Moog a été présenté. En 1969, Mug a reçu un brevet pour le filtre passe-bas qu'il a inventé.

L'outil n'était pas très demandé. Le fait est que peu de gens avaient une idée du fonctionnement de la plupart des modules de synthétiseur. Et donc, les premiers acheteurs étaient des compositeurs-expérimentateurs, ainsi que des universités qui ont la capacité technique de comprendre le synthétiseur. Oui, et le synthétiseur Moog était assez cher (à partir de 30 000 $).

Le synthétiseur a dépassé un succès inattendu en 1968 lorsque Wendy Carlos (autrefois Walter Carlos) a sorti son album Switched on Bach, une collection de pièces classiques jouées sur le synthétiseur modulaire Moog. L'album n'a laissé personne indifférent. Les musiciens expérimentés et les compositeurs d'avant-garde ont vu l'utilisation d'un synthétiseur dans l'album uniquement comme un simulateur d'instruments réels. «Switched on Bach» a été incroyablement apprécié et s'est vendu très rapidement. Et bien sûr, il a glorifié le synthétiseur Moog.

Wendy Carlos

Au cours des années suivantes, la société Muga a créé d'autres modèles de synthétiseurs, également appelés Moog. Fondamentalement, ils étaient appelés «systèmes modulaires».

Capture de mouvement en chorégraphie

Dans les années 80, les efforts conjoints des chorégraphes et des informaticiens ont aidé à développer un système qui capture les principales étapes et mouvements de la danse. Tom Calvert, kinésiologue et technicien biomédical, a été l'un des premiers à commencer à expérimenter en combinant l'infographie avec un système de notation chorégraphique. Il s'est fixé des résistances pour compter et numériser ses propres mouvements.

Lors des premières étapes, le programme a simulé une danse à l'écran à l'aide d'une figure de bâton, exécutant à un rythme réel les commandes de notation chorégraphique modifiées entrées au clavier. Mais avec l'avènement de ressources informatiques plus puissantes, les capacités d'animation se sont élargies. L'image à l'écran est apparue profondeur, netteté. Il était possible de changer la pose de la figure en entrant simplement des commandes sur le clavier, telles que «tourner la tête», «lever la main», etc. Des combinaisons de mouvements plus complexes nécessitaient la saisie de tout un ensemble de commandes.

Mouvements sur écran d'ordinateur

Calvert a continué de travailler à l'amélioration du système. Il voulait s'assurer que vous pouviez vous passer d'un clavier pour contrôler les mouvements. Pour ce faire, ils ont utilisé des goniomètres fixés aux articulations du danseur. Les appareils ont envoyé des signaux électriques à l'ordinateur via un convertisseur analogique-numérique, provoquant la répétition des poses du danseur.

En fait, le système développé par Calvert était très similaire à la capture de mouvement moderne, dont la technologie est largement utilisée dans l'industrie du jeu, l'animation et la création d'effets spéciaux.

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