Música-y-complejidad

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1 Música y complejidad Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES http://carlosreynoso.com.ar

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2 Página de la conferencia http://carlosreynoso.com.ar/musica-y-complejidad-curso-de-contexto-2010/

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3 Objetivos Concientizar sobre la naturaleza algorítmica de la música Comprender rudimentos de música algorítmica Explorar herramientas de análisis y síntesis Explorar herramientas de música e imagen Introducir a los algoritmos de la complejidad a través de la música

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4 Agenda La música como algorítmica Geometría y dimensión fractal Análisis musical La música como objeto fractal Análisis de recurrencia Generación algorítmica y composición Algoritmos complejos Herramientas de generación algorítmica compleja Herramientas de música e imagen Síntesis y recursos

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5 La música como algorítmica Estado de la cuestión

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6 Situación actual Estado de arte en edición digital de música Audacity intelliScore Ensemble Anvil Studio Poca comprensión de algoritmos de complejidad

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7 Del sonido al registro digital (p. ej. MIDI) http://www.intelliscore.net

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8 Del sonido al registro digital (p. ej. MIDI)

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9 Conceptos de complejidad 1. Análisis

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10 Dimensiones fraccionales

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11 Distribución normal Cerca del 68% del conjunto se encuentra a 1 desviación estándar de la media, 95 a 2 y 99,7 a 3 Regla de 68-95-99,7 Mal llamada “curva de Bell”

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12 Ley de potencia Independiente de escala = No hay valores normales, ni una media, ni una escala característica La dispersión de los valores puede ser de orden astronómico

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13 Fractales - Conceptos Música aleatoria – Ruido blanco Música fractal – Ruido rosa Música estocástica – Ruido marrón

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14 Ron Eglash – African fractals

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15 Dimensión fractal Algunas dificultades para precisar la operatoria analítica No está claro el significado de las mediciones Idem de los programas y procedimientos empleados Ron Eglash documenta baja fractalidad de hip hop y géneros vinculados ¿Implica esto que el rap es “menos musical”? Se presume alta fractalidad de géneros musicalmente “complejos” Falta de precisión del significado de complejidad en este contexto

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16 Medición de DF - HarFA http://www.fch.vutbr.cz/lectures/imagesci/

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17 Algoritmos complejos Análisis de recurrencia Fractales propiamente dichos Atractores de dinámica no lineal Series temporales no lineales Sistemas-L Sistemas de Funciones Iteradas Algoritmo genético Grafos

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18 Análisis de recurrencia

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19 Visual Recurrence Analysis http://www.visualization-2002.org/VRA_MAIN_PAGE_.html

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20 Consonancia / disonancia

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21 Bach / Money (Pink Floyd)

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22 Cómo se interpreta El brillo de un punto es proporcional a la similitud en los tiempos (i, j) La diagonal blanca denota auto-similitud. La similitud repetitiva resulta en un patrón de tablero de damas. Los temas largos repetidos se ven como diagonales paralelas separadas de la diagonal principal por la diferencia temporal que media entre las repeticiones. Se pueden modular variaciones de volumen mediante color (rojo=alto, azul=bajo)

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23 Ejemplo Rondó del Concierto para corno nº 4 en Mib K 495 de Mozart. Al comienzo hay un breve silencio. La exposición del corno difiere de la exposición de la orquesta por la diversidad tímbrica. La nota alta sostenida del corno ocasiona el cuadrado brillante a los 20 segundos. © Jonathan Foote

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24 Herramientas de generación algorítmica y sus modelos de complejidad

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25 A Musical Generator http://www.musoft.com/

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26 A Musical Generator Más de 100 fractales y sistemas dinámicos visualizables y sonorizables Mandelbrot, Gingerbreadman, Henon, atractores de Lorenz, Rossler, Hopalong, IFS, Sistemas-L, ecuación logística, ruido blanco y marrón Atractores, fractales y funciones editables y visualizables Convierte texto, planillas de cálculo y números en música Más de 50 escalas de diversas culturas Modos griegos, árabe, argelina, balinesa, egipcia, etíope, gitana, raga Todi, pélog, hawaiiana, japonesa, etc Organología MIDI Guarda en formato MIDI Contra: No se desarrolla desde 2002 Ejemplo: newage.mid

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27 Automatous Monk, the cellular automata composer http://www.automatous-monk.com/

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28 Automatous Monk, the cellular automata composer

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29 Automatous Monk © Paul Reiners, freeware Requiere familiaridad con ACs de Wolfram Ver http://carlosreynoso.com.ar/automatas-celulares 14 escalas Mayor, menor, india, algunos modos griegos, turca, armónica y natural menor Guarda en formato MIDI Contra: sólo 3 instrumentos MIDI

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30 CG Music http://codeminion.com/blogs/maciek/2008/05/cgmusic-computers-create-music/

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31 CG Music Sistema modular para la generación de música tonal Modos aleatorios de generación Similar a sistema experto de Inteligencia Artificial Varios patrones pre-establecidos Procedimiento Seguir el orden de las tablas de configuración Exporta a formato MIDI Uno de los productos más refinados y simples Se recomienda complementarlo con sintetizadores y samplers más sofisticados Extremadamente fácil de manejar Contra: Manuales en polaco Ejemplo: rock_3

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32 Darwin Rocks! (algoritmo genético) http://www-ab.informatik.uni-tuebingen.de/software/darwin-rocks

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33 Darwin Rocks! http://www-ab.informatik.uni-tuebingen.de/software/darwin-rocks

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34 Darwin Rocks Requiere nociones de algoritmo genético Ver http://carlosreynoso.com.ar/algoritmo-genetico Tres niveles de mutación Reproducción sexual o asexual Habilitación o prohibición de incesto Población de hasta 50 individuos Visualización de genealogía, recombinación o árbol Exportación a MIDI Operación: Definir primero parámetros (arriba, derecha) Lanzar luego según número de generaciones (1, 5 ó 10, abajo, izquierda) Ejecutar música resultante (abajo, derecha) Evaluar ejemplares y repetir el ciclo Contra: Pocos instrumentos disponibles

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35 Fractal Music Generator Buscar: Overhead Fractal Musica Generator

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36 Overhead Fractal Music Generator © Overhead Entertainment, 2006 16 escalas usuales Mayores y menores canónicas, griegas, pentatónica, octatónica Velocidad, modulación, expresión Duración de semifusa a redonda MIDI patch (instrumentos) completo Contra: No se puede graduar la duración más que a una modalidad global por canal Idem para el tempo Duración seleccionable, pero sólo 5 canales Formato de Help antiguo – Requiere instalación de compatibilidad con Windows Vista y Windows 7 desde el sitio de Microsoft

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37 Parte especial: L-Systems y música* Sobre L-Systems: http://carlosreynoso.com.ar/complejidad-gramatical

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38 Interpretación musical Longitud como duración, altura como agudo/grave, espesor como volumen, color como timbre, líneas angulares como glissando Ramificación como polifonía Axioma (fijo) Reglas de producción Interpretación de gráficos de tortuga (bidimensional) Imagen Intérprete musical (mapeado espacial) Partitura MIDI Comandos de tortuga Datos gráficos

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39 Aplicaciones en música (1/2) Prusinkiewicz, Hanan, Siromoney – Música karnática, 1986 Stefanie Mason, Michael Saffle – Música y L-Systems, 1994 David Sharp – LMUSe, 1995-1998 John Belcher, James Murrel – Teorías rítmicas africanas Goodall y Watson – Lsys2MIDI, 1998 Luke DuBois – Jit.linden, 2003

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40 Prusinkiewicz, Hanan

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41 Aplicaciones en música (2/2) Stelios Manousakis – Musical L-Systems (tesis), 2006 Peter Worth, Susan Stepney – Growing music

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42 Programas L-Systems / Música *LMUSe *A Musical Generator *ImproVisor Visions of Chaos The Symbolic Composer FractMus 2000 (Fractal) Tune Smithy Combinaciones diversas con autómatas celulares y algoritmo genético

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43 L-Muse Derivado de versión para DOS en Java http://www.oocities.com/hacad/lmuse/lmusej.html El mejor en su género Polifonía 11 escalas, incluyendo dodecafónica y pentatónica Procedimiento: Definir axioma y reglas conforme a alfabeto Configurar reglas específicas de música o cargar reglas Construir la secuencia de operaciones (Make) Interrumpir cuando pase un tiempo Configurar Interpretación Interpretar (se genera la figura) Ejecutar la música correspondiente a la imagen Contra: Requiere conocimientos profundos de gramática de sistemas-L Ejemplo: lsys02.mid

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46 ImproVisor (gramática independiente de contexto)

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47 ImproVisor El más rico y complejo generador musical basado en reglas y gramáticas Sitio: https://sourceforge.net/projects/impro-visor/ http://www.cs.hmc.edu/~keller/jazz/improvisor Configurable hasta la más mínima inflexión Infinidad de estilos (desde versión 4.12, nov 2010) Editor de estilos Extracción de estilos a partir de MIDI Ejecución de acordes según patrón Procedimientos: Probar distintas opciones de menú (p. ej. Piano roll style pattern editor) después de abrir un estilo Probar el “dibujo” de la partitura Contras: Difícil de manejar Requiere comprensión de gramáticas independiente de contexto y conocimientos musicales La documentación es abundante pero el sistema de ayuda no es contextual Ejemplo: grammar_sampler.mid

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48 GenJam http://www.ist.rit.edu/~jab/GenJam.html

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49 Al Biles – GenJam Identificación del “cuello de botella de la adaptación” Las versiones tardías de GenJam no utilizan este principio en absoluto Biles considera que sigue siendo un AG Repertorio de +250 piezas Indistinguible de un quinteto real

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51 Sistema IndagoSonus Andrew Gartland Jones*, Peter Copley, U. Sussex, 2003 Analogía con modelo LEGO – Implementa un modelo interactivo * Fallecido intempestivamente en 2004

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52 Literatura AG / SCA / Música Eduardo Reck Miranda Universidad de Plymouth, UK – Editor del Leonardo Music Journal (MIT) Estudio de los componentes cognitivos que rigen la comunicación sonora Síntesis con autómatas celulares y AG

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53 Modelos basados en agentes Peter Bentley Creación en artes visuales y música AG + redes neuronales Idem Cardalda & Johnson EvoWorkshops: EvoMUSART Modelos de Agentes + AG (NetLogo) Simulaciones visuales complejas Video de locomoción humana

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54 Gingerbread (fractales de Mandelbrot, Gingerbread y Feigenbaum) http://www.organised-chaos.com/oc/index.html

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55 Gingerbread © Phil Thompson, 1998-2010 “Mandel Brot” = “Pan de jengibre” Uno de los fractales más apropiados para base de la composición musical Muy complicado para usar sin instructivos Rica variedad de opciones Se recomienda correr Tutorial antes de comenzar a componer

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56 Nodal McCo (grafos) http://www.csse.monash.edu.au/~cema/nodal

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57 Nodal McCo Requiere muy poco dominio de teoría de grafos Ver curso de referencia: http://carlosreynoso.com.ar/hacia-la-complejidad-por-la-via-de-las-redes/ Utilización: Se recomienda analizar ejemplos provistos Contra: No guarda archivo MIDI

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58 Rhythm Wheels (grafos – Ron Eglash) http://csdt.rpi.edu/latino/rhythm/rhy_intr.htm

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59 Rhythm wheels Buena herramienta para comprender ciclos rítmicos Procedimiento: Definir número de ruedas Configurar número de pulsos Asignar instrumentos a los pulsos acentuados Contras: No graba patrones en MIDI No exporta formato a ningún estándar No posee herramientas analíticas

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60 Rhythmos http://rhythmos.cs.mcgill.ca/index.html

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61 Rhythmos © Jack Teitelbaum, Godfried Toussaint Reducir resolución de pantalla a 1024*768 Materiales en sitio todavía no publicados Procedimiento: Input Rhythm Wheel Completar y continuar Analizar Numerosas funciones analíticas Guardar como MIDI o formato propietario El mejor programa en su género

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62 QuasiFractal Composer http://paulwhalley.tripod.com/

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63 QuasiFractal Composer © Paul Whalley, 1999 Combinación de procedimientos seriales y fractales Instrucciones: 1. Enter a string of about a dozen digits in the Structure box. 2. Enter any integer from 1 to 32767 in the Mapping box. 3. "Twiddle" any of the other controls in any way that pleases you. 4. Make sure the Auto box is switched on (). 5. Press the Compose button. 6. When QFC is done, press the multimedia play button. Guardar en formato propietario .qfc y MIDI Requiere algún conocimiento de canales MIDI Ejemplo: billy.mid

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64 MusiCom (AG+redes neuronales) http://www.roman-klinger.de

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65 MusicWonk (composición genética-ADN) http://www.algoart.com/download.htm

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66 (Fractal) Tune Smithy http://www.robertinventor.com/software/tunesmithy/fts_download.htm

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67 (Fractal) Tune Smithy © Robert Inventor Muy amplia variedad de opciones Considerado uno de los mejores programas de composición algorítmica Extremadamente difícil de manejar

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68 Visions of Chaos http://softology.com.au/voc.htm

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69 Visions of Chaos Autómatas celulares 1D

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70 Visions of Chaos Autómatas celulares 2D

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71 Visions of Chaos Automatic music composer

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72 Visions of Chaos Genetic music

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73 Visions of Chaos Whitney Music Box

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74 Visions of Chaos L-Systems

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75 Herramientas de música y sonido

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76 ArTVox (basado en AG) http://carlosreynoso.com.ar/archivos/artvox.zip

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77 ArTVox Procedimiento: Cargar imagen Seleccionar puntos al azar de la imagen Ajustar parámetros Ejecutar

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78 AudioPaint (?) http://www.nicolasfournel.com/

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79 Audio-Paint Procedimiento: Cargar imagen Asignar valores a los parámetros Seleccionar forma de onda Onda de seno o archivo de sonido .wav Seleccionar interpolación cuadrática o lineal Generar sonido Contras: Produce más sonido abstracto que música

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80 Coagula Light (genérico) http://hem.passagen.se/rasmuse/Coagula.htm

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81 Coagula Light © Rasmus Ekman, 2008 “Órgano de fuerza industrial para color-música” Configurar manualmente el archivo de ayuda (coagula.hlp) Procedimiento: Cargar imagen Aplicar filtros Ejecutar paso de imagen a sonido Escuchar Contras: Produce en general más sonido que música

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82 HighC (métodos estocásticos) http://highc.org

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83 HighC - Ejemplos Study after Xenakis SoftnScary http://highc.org/samples/index.html

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84 Síntesis (1/2) Diferentes procesos algorítmicos en juego Fractales y ecuaciones – Analogía entre función gráfica y coordenadas sonoras Algoritmo genético – Generación de población de soluciones y selección natural para escoger las “mejores” soluciones que han de reproducirse Sistemas-L – Analogía entre parámetros de gramática visual y parámetros musicales; recursividad Grafos – Elementos y relaciones en secuencia; flujos en redes; movimiento browniano Autómatas celulares – Analogía entre posiciones celulares y musicales Todos generan una sensación “musical” de alguna manera, debido a profundos isomorfismos de la algorítmica compleja Distribución de ley de potencia, fractalidad, recursividad, no aleatoriedad

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85 Síntesis (2/2) Aprendizaje de las ideas de complejidad a través de la música Recurso pedagógicamente preferible a las implementaciones de complejidad en física cuántica, supongo Las herramientas no necesariamente emulan la capacidad generativa de los humanos Técnicas en estado de arte Hay composiciones humanas infinitamente más detestables Posibilidades de creación musical original

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86 Recursos http://carlosreynoso.com.ar/herramientas-de-musica-imagenes-y-complejidad/

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87 Referencias (1/5) Reynoso, Carlos – Complejidad y caos: Una exploración antropológica. Buenos Aires, SB Ediciones, 2006 Grupo Antropocaos – Exploraciones en antropología de la complejidad. Idem. Eglash, Ron – African fractals. New Brunswick, Rutgers University Press, 1999. Eve, Raymond, Sara Horsfall & Mary Lee. Chaos, complexity and sociology. Myth, models, and theories. Thousand Oaks, Sage, 1997.

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88 Reynoso, Carlos –Antropología de la música: De los géneros tribales a la globalización, vol. 1 (Teorías de la simplicidad). Buenos Aires, Editorial SB, 2006 Watts, Duncan. Six degrees. The science of a connected age. Londres, Random House, 2004. Barabási, László. Linked. Nueva York, Plume, 2002. Referencias (2/5)

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89 Referencias (3/5) Reynoso, Carlos –Antropología de la música: De los géneros tribales a la globalización, vol. 2 (Teorías de la complejidad). Buenos Aires, Editorial SB, 2006

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90 Referencias (4/5)

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91 Referencias (5/5)

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92 ¿Preguntas? Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES http://carlosreynoso.com.ar

Summary: Algoritmos de complejidad aplicados al analisis y creacion de musica

Tags: fractales algoritmo genetico musica algoritmica

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