La música por computadora es la aplicación de la tecnología informática en la composición musical , para ayudar a los compositores humanos a crear nueva música o para que las computadoras creen música de forma independiente, como con programas de composición algorítmica . Incluye la teoría y la aplicación de tecnologías de software de computadora nuevas y existentes y aspectos básicos de la música, como la síntesis de sonido , el procesamiento de señales digitales , el diseño de sonido , la difusión sónica, la acústica , la ingeniería eléctrica y la psicoacústica . [1] El campo de la música por computadora puede rastrear sus raíces hasta los orígenes de la música electrónica y los primeros experimentos e innovaciones con instrumentos electrónicos a principios del siglo XX. [2]
Gran parte del trabajo sobre música por computadora se ha basado en la relación entre la música y las matemáticas , una relación que se ha observado desde que los antiguos griegos describieron la " armonía de las esferas ".
Las melodías musicales fueron generadas por primera vez por la computadora originalmente llamada CSIR Mark 1 (más tarde rebautizada como CSIRAC ) en Australia en 1950. Hubo informes de periódicos de Estados Unidos e Inglaterra (tempranos y recientes) de que las computadoras podrían haber reproducido música antes, pero una investigación exhaustiva ha desacreditado estas historias ya que no hay evidencia que respalde los informes de los periódicos (algunos de los cuales eran especulativos). La investigación ha demostrado que la gente especulaba sobre las computadoras que reproducían música, posiblemente porque las computadoras harían ruidos, [3] pero no hay evidencia de que lo hicieran. [4] [5]
El primer ordenador del mundo capaz de reproducir música fue el CSIR Mark 1 (posteriormente llamado CSIRAC), diseñado y construido por Trevor Pearcey y Maston Beard a finales de los años 1940. El matemático Geoff Hill programó el CSIR Mark 1 para reproducir melodías musicales populares de principios de los años 1950. En 1950, el CSIR Mark 1 se utilizó para reproducir música, el primer uso conocido de un ordenador digital para ese fin. La música nunca se grabó, pero se ha reconstruido con precisión. [6] [7] En 1951, tocó en público la " Marcha del Coronel Bogey " [8], de la que sólo existe la reconstrucción. Sin embargo, el CSIR Mark 1 reproducía un repertorio estándar y no se utilizó para ampliar el pensamiento musical o la práctica de la composición, como hizo Max Mathews , que es la práctica actual de la música por ordenador.
La primera música que se interpretó en Inglaterra fue una interpretación del Himno Nacional Británico que fue programada por Christopher Strachey en el Ferranti Mark 1 , a finales de 1951. Más tarde ese año, una unidad de transmisión externa de la BBC grabó allí breves extractos de tres piezas : el Himno Nacional, " Baa, Baa, Black Sheep " y " In the Mood "; esta es reconocida como la primera grabación de una computadora para reproducir música ya que la música de CSIRAC nunca se grabó. Esta grabación se puede escuchar en el sitio de la Universidad de Manchester. [9] Los investigadores de la Universidad de Canterbury , Christchurch, deshaceron clics y restauraron esta grabación en 2016 y los resultados se pueden escuchar en SoundCloud . [10] [11] [6]
Otros dos grandes desarrollos de la década de 1950 fueron los orígenes de la síntesis de sonido digital por ordenador y de los programas de composición algorítmica más allá de la reproducción mecánica. Entre otros pioneros, los químicos musicales Lejaren Hiller y Leonard Isaacson trabajaron en una serie de experimentos de composición algorítmica entre 1956 y 1959, que se manifestaron en el estreno en 1957 de la Suite Illiac para cuarteto de cuerdas. [12] Max Mathews, de los Laboratorios Bell, desarrolló el influyente programa MUSIC I y sus descendientes, popularizando aún más la música por ordenador a través de un artículo de 1963 en Science . [13] El primer compositor profesional que trabajó con síntesis digital fue James Tenney , que creó una serie de piezas sintetizadas digitalmente y/o compuestas algorítmicamente en los Laboratorios Bell utilizando el sistema MUSIC III de Mathews, comenzando con Analog #1 (Noise Study) (1961). [14] [15] Después de que Tenney dejó Bell Labs en 1964, fue reemplazado por el compositor Jean-Claude Risset , quien realizó investigaciones sobre la síntesis de timbres instrumentales y compuso Computer Suite from Little Boy (1968).
Los primeros programas de música por ordenador no solían ejecutarse en tiempo real , aunque los primeros experimentos en CSIRAC y Ferranti Mark 1 sí funcionaban en tiempo real . A partir de finales de los años 50, con una programación cada vez más sofisticada, los programas se ejecutaban durante horas o días, en ordenadores multimillonarios, para generar unos pocos minutos de música. [16] [17] Una forma de evitar esto era utilizar un "sistema híbrido" de control digital de un sintetizador analógico y los primeros ejemplos de esto fueron el sistema GROOVE de Max Mathews (1969) y también MUSYS de Peter Zinovieff (1969).
Hasta ahora se ha hecho un uso parcial de la técnica para la investigación musical sobre la sustancia y la forma del sonido (ejemplos convincentes son los de Hiller e Isaacson en Urbana, Illinois, EE.UU.; Iannis Xenakis en París y Pietro Grossi en Florencia, Italia). [18]
En mayo de 1967, los primeros experimentos de música por ordenador en Italia se llevaron a cabo en el estudio S 2F M de Florencia [19] en colaboración con General Electric Information Systems Italy. [20] Grossi utiliza Olivetti-General Electric GE 115 ( Olivetti SpA ) como instrumento de interpretación : se prepararon tres programas para estos experimentos. Los programas fueron escritos por Ferruccio Zulian [21] y utilizados por Pietro Grossi para tocar obras de Bach, Paganini y Webern y para estudiar nuevas estructuras sonoras. [22]
El trabajo de John Chowning sobre síntesis FM desde los años 1960 hasta los años 1970 permitió una síntesis digital mucho más eficiente, [23] lo que eventualmente condujo al desarrollo del asequible sintetizador digital Yamaha DX7 basado en síntesis FM , lanzado en 1983. [24]
Los sonidos interesantes deben tener una fluidez y una variabilidad que les permita permanecer frescos al oído. En la música por ordenador, este sutil ingrediente se adquiere a un alto coste computacional, tanto en términos de la cantidad de elementos que requieren detalle en una partitura como en la cantidad de trabajo interpretativo que los instrumentos deben producir para plasmar este detalle en el sonido. [25]
En Japón, los experimentos con música por computadora se remontan a 1962, cuando el profesor de la Universidad Keio Sekine y el ingeniero de Toshiba Hayashi experimentaron con la computadora TOSBAC [jp] . Esto dio como resultado una pieza titulada TOSBAC Suite , influenciada por la Suite Illiac . Las composiciones posteriores de música por computadora japonesa incluyen una pieza de Kenjiro Ezaki presentada durante la Expo '70 de Osaka y "Panoramic Sonore" (1974) del crítico musical Akimichi Takeda. Ezaki también publicó un artículo llamado "Música contemporánea y computadoras" en 1970. Desde entonces, la investigación japonesa en música por computadora se ha llevado a cabo en gran medida con fines comerciales en la música popular , aunque algunos de los músicos japoneses más serios utilizaron grandes sistemas informáticos como el Fairlight en la década de 1970. [26]
A finales de la década de 1970, estos sistemas se comercializaron, incluidos sistemas como el Roland MC-8 Microcomposer , donde un sistema basado en microprocesador controla un sintetizador analógico , lanzado en 1978. [26] Además del Yamaha DX7, la llegada de chips digitales económicos y microcomputadoras abrió la puerta a la generación en tiempo real de música por computadora. [24] En la década de 1980, las computadoras personales japonesas como la NEC PC-88 vinieron instaladas con chips de sonido de síntesis FM y presentaban lenguajes de programación de audio como Music Macro Language (MML) e interfaces MIDI , que se usaban con mayor frecuencia para producir música de videojuegos o chiptunes . [26] A principios de la década de 1990, el rendimiento de las computadoras basadas en microprocesadores alcanzó el punto en que se hizo posible la generación en tiempo real de música por computadora utilizando programas y algoritmos más generales. [27]
Los avances en potencia informática y software para la manipulación de medios digitales han afectado drásticamente la forma en que se genera e interpreta música por computadora. Las microcomputadoras de la generación actual son lo suficientemente potentes como para realizar síntesis de audio muy sofisticadas utilizando una amplia variedad de algoritmos y enfoques. Los sistemas y enfoques de música por computadora son ahora omnipresentes y están tan firmemente integrados en el proceso de creación de música que casi no les prestamos atención: los sintetizadores basados en computadora, los mezcladores digitales y las unidades de efectos se han vuelto tan comunes que el uso de tecnología digital en lugar de analógica para crear y grabar música es la norma, en lugar de la excepción. [28]
Existe una actividad considerable en el campo de la música por ordenador, ya que los investigadores siguen buscando nuevos e interesantes métodos de síntesis, composición e interpretación basados en ordenadores. En todo el mundo hay muchas organizaciones e instituciones dedicadas al estudio y la investigación de la música electrónica y por ordenador , entre las que se incluyen el CCRMA (Centro de Investigación Informática en Música y Acústica, Stanford, EE. UU.), la ICMA (Asociación Internacional de Música por Ordenador), el C4DM (Centro de Música Digital), el IRCAM , el GRAME, la SEAMUS (Sociedad de Música Electroacústica de los Estados Unidos), la CEC (Comunidad Electroacústica Canadiense) y un gran número de instituciones de educación superior en todo el mundo.
Más tarde, compositores como Gottfried Michael Koenig e Iannis Xenakis hicieron que los ordenadores generaran los sonidos de la composición, así como la partitura. Koenig produjo programas de composición algorítmica que eran una generalización de su propia práctica de composición serial . Esto no es exactamente similar al trabajo de Xenakis, ya que utilizó abstracciones matemáticas y examinó hasta dónde podía explorarlas musicalmente. El software de Koenig tradujo el cálculo de ecuaciones matemáticas en códigos que representaban la notación musical. Esto se podía convertir en notación musical a mano y luego ser interpretado por intérpretes humanos. Sus programas Project 1 y Project 2 son ejemplos de este tipo de software. Más tarde, extendió el mismo tipo de principios al ámbito de la síntesis, lo que permitió que el ordenador produjera el sonido directamente. SSP es un ejemplo de un programa que realiza este tipo de función. Todos estos programas fueron producidos por Koenig en el Instituto de Sonología de Utrecht en la década de 1970. [29] En la década de 2000, Andranik Tangian desarrolló un algoritmo informático para determinar las estructuras de eventos temporales para cánones rítmicos y fugas rítmicas, que luego se elaboraron "manualmente" en composiciones armónicas Eine kleine Mathmusik I y Eine kleine Mathmusik II interpretadas por computadora; [30] [31] para partituras y grabaciones, consulte. [32]
Los ordenadores también se han utilizado en un intento de imitar la música de grandes compositores del pasado, como Mozart . Un exponente actual de esta técnica es David Cope , cuyos programas informáticos analizan obras de otros compositores para producir nuevas obras de estilo similar. El programa más conocido de Cope es Emily Howell . [33] [34] [35]
Melomics , un proyecto de investigación de la Universidad de Málaga (España), desarrolló un clúster de composición por ordenador llamado Iamus , que compone piezas complejas con múltiples instrumentos para su edición e interpretación. Desde su creación, Iamus ha compuesto un álbum completo en 2012, también llamado Iamus , que New Scientist describió como "la primera obra importante compuesta por un ordenador e interpretada por una orquesta completa". [36] El grupo también ha desarrollado una API para que los desarrolladores utilicen la tecnología y pone su música a disposición en su sitio web.
La composición algorítmica asistida por computadora (CAAC, pronunciado "sea-ack") es la implementación y el uso de técnicas de composición algorítmica en software. Esta etiqueta se deriva de la combinación de dos etiquetas, cada una demasiado vaga para su uso continuo. La etiqueta de composición asistida por computadora carece de la especificidad de usar algoritmos generativos. La música producida con software de notación o secuenciación podría considerarse fácilmente una composición asistida por computadora. La etiqueta de composición algorítmica es igualmente demasiado amplia, particularmente porque no especifica el uso de una computadora. El término asistida por computadora , en lugar de asistido por computadora, se usa de la misma manera que diseño asistido por computadora . [37]
La improvisación con máquinas utiliza algoritmos informáticos para crear improvisaciones a partir de materiales musicales existentes. Esto se hace generalmente mediante una recombinación sofisticada de frases musicales extraídas de música existente, ya sea en vivo o pregrabada. Para lograr una improvisación creíble en un estilo particular, la improvisación con máquinas utiliza algoritmos de aprendizaje automático y de comparación de patrones para analizar ejemplos musicales existentes. Los patrones resultantes se utilizan luego para crear nuevas variaciones "en el estilo" de la música original, desarrollando una noción de reinyección estilística. Esto es diferente de otros métodos de improvisación con computadoras que utilizan la composición algorítmica para generar nueva música sin realizar análisis de ejemplos musicales existentes. [38]
El modelado de estilos implica la construcción de una representación computacional de la superficie musical que captura características estilísticas importantes de los datos. Se utilizan enfoques estadísticos para capturar las redundancias en términos de diccionarios de patrones o repeticiones, que luego se recombinan para generar nuevos datos musicales. La mezcla de estilos se puede lograr mediante el análisis de una base de datos que contiene múltiples ejemplos musicales en diferentes estilos. La improvisación automática se basa en una larga tradición musical de modelado estadístico que comenzó con la Suite Illiac para cuarteto de cuerdas (1957) de Hiller e Isaacson y los usos de cadenas de Markov y procesos estocásticos de Xenakis . Los métodos modernos incluyen el uso de compresión de datos sin pérdida para análisis incremental, árbol de sufijos de predicción , búsqueda de cadenas y más. [39] La mezcla de estilos es posible mediante la combinación de modelos derivados de varias fuentes musicales, con la primera mezcla de estilos realizada por S. Dubnov en una pieza NTrope Suite utilizando el modelo de fuente conjunta de Jensen-Shannon. [40] Más tarde, el uso del algoritmo de oráculo factorial (básicamente, un oráculo factorial es un autómata de estados finitos construido en tiempo y espacio lineales de manera incremental) [41] fue adoptado para la música por Assayag y Dubnov [42] y se convirtió en la base para varios sistemas que utilizan la reinyección estilística. [43]
La primera implementación del modelado de estilo estadístico fue el método LZify en Open Music, [44] seguido por el sistema Continuator que implementó la improvisación de máquina interactiva que interpretó el análisis incremental LZ en términos de modelos de Markov y lo utilizó para el modelado de estilo en tiempo real [45] desarrollado por François Pachet en Sony CSL Paris en 2002. [46] [47] La implementación de Matlab de la improvisación de máquina Factor Oracle se puede encontrar como parte de la caja de herramientas Computer Audition . También hay una implementación NTCC de la improvisación de máquina Factor Oracle. [48]
OMax es un entorno de software desarrollado en IRCAM. OMax utiliza OpenMusic y Max. Se basa en investigaciones sobre modelado estilístico realizadas por Gerard Assayag y Shlomo Dubnov y en investigaciones sobre improvisación con la computadora de G. Assayag, M. Chemillier y G. Bloch (también conocidos como los hermanos OMax ) en el grupo de Representaciones Musicales de Ircam. [49] Uno de los problemas en el modelado de señales de audio con factor oracle es la simbolización de características de valores continuos a un alfabeto discreto. Este problema se resolvió en el Variable Markov Oracle (VMO) disponible como implementación de Python, [50] utilizando un criterio de tasa de información para encontrar la representación óptima o más informativa. [51]
El uso de inteligencia artificial para generar nuevas melodías, [52] cubrir música preexistente, [53] y clonar voces de artistas, es un fenómeno reciente que, según se informa, ha alterado la industria musical . [54]
La codificación en vivo [55] (a veces conocida como "programación interactiva", "programación sobre la marcha" [56] , "programación justo a tiempo") es el nombre que se le da al proceso de escribir software en tiempo real como parte de una actuación. Recientemente se ha explorado como una alternativa más rigurosa a los músicos portátiles que, como los programadores en vivo a menudo sienten, carecen del carisma y el dinamismo de los músicos que actúan en vivo. [57]
el programa MUSIC permitió que una computadora central IBM 704 reprodujera una composición de 17 segundos de Mathews. En ese entonces, las computadoras eran pesadas, por lo que la síntesis demoraba una hora.
La generación de señales de sonido requiere tasas de muestreo muy altas.... Una máquina de alta velocidad como la IBM 7090... puede calcular solo unos 5000 números por segundo... al generar un sonido razonablemente complejo.
Apuntes de la clase de informática 1725
