Linguaggi di programmazione per linformatica musicale Conservatorio di Musica Antonio Buzzolla di Adria Diego Catania, Luca A. Ludovico LIM (Laboratorio.

Linguaggi di programmazione per l’informatica musicale

Conservatorio di Musica Antonio Buzzolla

di Adria

Diego Catania, Luca A. Ludovico

LIM (Laboratorio di Informatica Musicale)

DICo – Università degli Studi di Milano

23 ottobre 2004 Linguaggi di programmazione per l’Informatica Musicale 2

Digital Sound Production

1957 – Max V. Mathews (Bell Labs)

“a computer could synthesize sounds according to any pitch scale or waveform”

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Digital Sound Production

1957 – Max V. Mathews (Bell Labs)

IBM 704 Vacuum tube 36 bit, floating point, 32k words core memory Istruzioni in linguaggio macchina

Risultato su nastro (digitale) magnetico Computer a 12 bit (vacuum tube)

Conversione digitale-analogico

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Digital Sound Production

1957 – Max V. Mathews (Bell Labs)

Music I Segnale a forma di triangolo equilatero Possibilità di controllo

Pitch Forma d’onda Durata

Guttman, Newman (1957) – In a silver scale Prima composizione (con conversione digitale-

analogico)

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Digital Sound Production

1958 – Max V. Mathews (Bell Labs)

Music II 4 voci indipendenti 16 forme d’onda

IBM 7094 Transistor Programmabile in assembler

Guttman, Newman (1958) – Pitch Variation Primo concerto di CM - Svizzera

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Digital Sound Production

1960 – Max V. Mathews & Joan Miller

(Bell Labs)

Music III Introduzione degli UG

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Digital Sound Production

Unit Generator (UG) Moduli per il trattamento dei segnali:

Oscillatori Filtri Amplificatori Etc…

Configurabili in patch

Modellazione di numerosi algoritmi di sintesi

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Digital Sound Production

1963 – Max V. Mathews (Bell Labs)

Music IV Linguaggio macro assembly

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Digital Sound Production

1968 – Max V. Mathews (Bell Labs)

Music V Linguaggio standard per l’elaboratore

Fortran IV

’70 - Diffusione negli ambiti universitari e di laboratori di ricerca

(art of digital synth)

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Digital Sound Production

Music V Modello seguito da:

Music 4BF Music 360 Music 7 Music 11 Csound MUS10 Cmusic Common Music Lisp

Tutti appartenenti alla famiglia Music N

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Digital Sound Production

Software Synthesis

Versus

Hardware Synthesis

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Software Synthesis

Tutti i calcoli necessari per la computazione di un flusso di campioni vengono realizzati da un programma, modificabile arbitrariamente dall’utente.

La risorsa hw è un general purpose computer

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Software Synthesis

Flessibile Uso di elaboratori poco costosi Si possono implementare una varietà

di algoritmi di sintesi Real-time Non-Real-Time

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Software Synthesis

Categorie Editor grafico di strumenti Linguaggi di sintesi

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Software Synthesis

Graphical instrument editor UG -> Icone Icone + Interconnessioni -> Patch

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Software Synthesis

Real-time La computazione di un campione della forma

d’onda finale, avviene all’interno di un periodo di campionamento

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Software Synthesis

Synthesis Language Codice -> Testo Testo -> Interprete

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Hardware Synthesis

Circuiteria dedicata alla produzione sonora

Computazioni in tempo reale Flessibilità ridotta (algoritmi predefiniti)

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DSP Synthesis

Digital Signal Processors Elaborazioni ad alta capacità computazionale Programmabile

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Algoritmi e Metodi

Obiettivo: generare una successione di numeri, che rappresentino i campioni di una forma d’onda sonora

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Algoritmi e Metodi

Obiettivo: generare una successione di numeri, che rappresentino i campioni di una forma d’onda sonora

Tabella con valori precalcolati Funzione matematica

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Algoritmi e Metodi - Table-lookup

Wavetable: locazione di memoria in cui vengono memorizzati i valori di un ciclo della forma d’onda

Table-lookup: metodologia di produzione sonora, basata sulla lettura ciclica della wavetable

(digital oscillator)

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Algoritmi e Metodi – Table-lookup

Fixed waveform synthesis La forma d’onda non cambia durante tutto

l’evento sonoro

Definizione della frequenza di output: Frequenza di campionamento della

tabella Lettura con incremento

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Algoritmi e Metodi – Table-lookup

Fixed waveform synthesis1. phase_index = modL(prev_phase + increment)

2. output = amp x wavetable [phase_index]

Dove:

increment = L x OutFreq / SamplingFreq

Se increment non è intero?

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Algoritmi e Metodi – Table-lookup

Time-varying waveform synthesis Uno (o piu’) parametri della forma d’onda

varia durante l’estensione dell’evento sonoro

Concetto di Inviluppo (Envelope)