DE10111106A1

DE10111106A1 - Interaktives System zur automatischen Produktion von Musik

Info

Publication number: DE10111106A1
Application number: DE2001111106
Authority: DE
Original assignee: REHAAG THOMAS
Current assignee: REHAAG THOMAS
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2002-10-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System, bestehend aus Klangerzeugern (z. B. Synthesizer, Sampler) und Klangbearbeitern (z. B. Filter, Hall), deren Parameter jeweils fortwährend durch modifizierte Zufallssignale gesteuert werden (siehe Zeichnung 1). DOLLAR A Ein derartiges System produziert autonom fortlaufend neue Musik. DOLLAR A Die Art dieser Musik wird durch die Regeln der Zufallsmodifikation bestimmt, die durch den Benutzer eingegeben werden. DOLLAR A Des weiteren bietet ein Listenmodul die Möglichkeit, die Regeln der Zufallsmodifikation per zeitlichem Ablaufplan zu steuern.

Description

Die Erfindung betrifft ein System, bestehend aus Klangerzeugern (z. B. Synthesizer, Sampler) und Klangbearbeitern (z. B. Filter, Hall), deren Parameter jeweils fortwährend durch modifizierte Zufallssignale gesteuert werden. (Siehe Zeichnung 1)

Ein derartiges System produziert autonom fortlaufend neue Musik.

Die Art dieser Musik wird durch die Regeln der Zufallsmodifikation bestimmt, die durch den Benutzer eingegeben werden.

Desweiteren bietet ein Listenmodul die Möglichkeit, die Regeln der Zufallsmodifikation per zeitlichem Ablaufplan zu steuern.

Zum Stand der Technik

Mehrere aktuelle Synthesizer und Sampleplayer bieten die Möglichkeit, Klangparameter zufällig zu belegen.

Softwaresequenzer bieten teilweise die Zufallsbelegung ihrer eintaktigen Schemata an. Komponisten von Mozart bis zur Moderne haben Zufallsquellen wie Würfel benutzt, um Tonhöhe und -Dauer der Noten in ihrer Komposition festzulegen.

Nachteilig ist den bestehenden Systemen und Verfahren, daß keines ein fortwährendes zufallsgesteuertes Ausgangssignal liefert und einen freien Eingriff in die Regeln der Zufallsmodifikationen und damit in Geschmacks- und Stilrichtung erlaubt.

Aufgabe der Erfindung ist somit, ein System zu bieten, mit dem der Benutzer interaktiv Klangwelten entwickeln kann. Sowohl die Arbeit in konventionellen musikalischen Strukturen, als auch die Suche nach neuen akustischen Ausdrucksmöglichkeiten werden unterstützt. Aufgaben von der Kompositionshilfe bis zur zeitlich unbegrenzten Ausgabe der automatischen Komposition nach Geschmacksmustern, die über die Zufallsmodifikatoren eingestellt werden, werden erfüllt. Das Listenmodul bietet die Möglichkeit, einen Ablaufplan für die Zufallsmodifikationsregeln zu erstellen, der dem System während der Laufzeit übergeben wird. Ein dadurch entstehender Spannungsbogen wird so immer wieder mit neuer Musik gefüllt.

Beschreibung der Systemkomponenten Klangerzeuger, Klangbearbeiter und deren Parameter

Als Klangerzeuger werden hier Systeme bezeichnet, die entweder als Ausgangssignal Luft in hörbare Schwingungen versetzen (mechanische Systeme) oder Ausgangssignale liefern, die auf technischem Wege in hörbare Luftschwingungen umgesetzt werden können (z. B. elektrische, elektronische und digitale Systeme).

Als Klangbearbeiter werden hier Systeme bezeichnet, die Ausgangssignale von Klangerzeugern abändern.

Typische Parameter von Klangerzeugern sind z. B. Tonhöhe (Frequenz), Lautstärkeverlauf, Notendauer und Klang.

Parameter eines Klangbearbeiters, am Beispiel eines Hallerzeugers (Konzerthalle, Hallspirale, digitales Hallgerät) sind z. B. Intensität und Verzögerung der frühen Reflektionen, Filtercharakteristik der Dämpfung, Nachhallzeit.

Im Sinne dieser Erfindung sind nur Klangerzeuger und -Bearbeiter benutzbar, deren Parameter eingestellt werden können, was für mechanische Systeme großenteils nicht gilt.

Zufallsquelle

Als ideale Zufallsquelle gilt hier ein weißes Rauschen, aus dem zu den Bedarfszeitpunkten Proben entnommen werden. In der technischen Realisierung ist man auf Annäherungen an dieses Ideal angewiesen. Besonders in rein digitalen Systemen kann nur mit Pseudozufallsgeneratoren gearbeitet werden. Bisherige Experimente zeigen allerdings, daß die Mängel der technischen Zufallsquellen nicht wahrgenommen werden können.

Zufallsmodifikatoren

Die Anzahl der möglichen Regeln für die Zufallsmodifikation ist theoretisch unbegrenzt. Beispiele für sinnvolle Regeln werden hier für die Parameter "Frequenz" und "Notendauer" beschrieben.

Eingrenzung des Frequenzbereiches

Das Zufallssignal wird so modifiziert, daß z. B. nur Tonhöhen (Frequenzen) zwischen C und C" angesteuert werden.

Eingrenzung des Wertebereichs. Das kontinuierliche Zufallssignal wird auf diskrete Werte abgebildet. Z. B. werden nur die üblichen 12 Halbtöne pro Oktave oder eine Dur-Tonleiter angesteuert. Dabei kann natürlich eine Wahrscheinlichkeit für Zwischentöne offen gehalten werden.

Die maximale oder minimale Differenz zweier aufeinanderfolgender Frequenzen (oder Notendauern) kann mit einer Wahrscheinlichkeit belegt werden.

Die Wahrscheinlichkeit der Höhe eines Frequenzsprungs kann aus den letzten Frequenzsprüngen abgeleitet werden.

Eine Wahrscheinlichkeit der Wiederholung ganzer Abschnitte von Eingangssignalen für Klangerzeuger und Bearbeitern kann vorgesehen werden. Die Wahrscheinlichkeit der Variation einzelner Parameter in der Wiederholung kann einstellbar sein.

Die Gesamtheit der Modifikatoren kann (z. B. mit Hilfe eines Neuronalen Netzes) lernen, was dem Geschmack des Benutzers am ehesten entspricht, so daß automatisch Varianten der Einstellungen von Modifikatoren erstellt werden können.

Listenmodul Zeitliche Steuerung der Zufallsmodifikatoren

Ein zeitlicher Ablaufplan für die Zufallsmodifikatoren kommt einem Spannungsbogen einer Komposition gleich. Das System füllt die "Komposition" jeweils mit neuen Inhalten.

Als Ausführungsbeispiel wird hier eine Softwareimplementation (REM.exe) des Systems beschrieben.

Es handelt sich um ein Programm für das Betriebssystem Windows. Zur Ansteuerung der Parameter wird die offene VST-Schnittstelle (Version 1) der Firma Steinberg benutzt (siehe www.steinberg.de). Dadurch können alle Effektprogramme (Plugins), die für diese Schnittstelle programmiert worden sind, als Klangbearbeiter eingesetzt werden.

Das Programm arbeitet mit vier Kanälen, die jeweils einen Klanggenerator haben und in die beliebig viele Klangbearbeiter eingesetzt werden können. Für alle Parameter lassen sich die Zufallsmodifikatoren einstellen, im Listenmodul sind die Zufallsmodifikatoren zeitabhängig. Das Ausgangssignal des Programms wird über Mischpult aus der Summe der Kanalausgänge gebildet.

Der Klanggenerator (SYNC1_02.dll) ist ein VST-Instrument, das aus vier Klanggeneratoren mit den Kurvenformen Sinus, Rechteck, Dreieck und Sägezahn, sowie einem Hüllkurvengenerator besteht. Es ahmt klassische Synthesizer mit subtraktiver Synthese (z. B. Moog) nach.

Funktionaler Ablauf für den Start ohne Listenmodul

Der Benutzer stellt für die Parameter des Klangerzeugers die jeweiligen Zufallsmodifikatoren ein. Es können beliebig viele Klangbearbeiter eingesetzt werden, für deren Parameter die Zufallsmodifikatoren anschließend eingestellt werden müssen.

Der Gesamtset der Einstellungen, also Reihenfolge der Klangbearbeiter und Einstellung der Regeln für die Zufallsmodifikatoren aller Kanäle kann jederzeit, auch während das Programm ausspielt abgespeichert, verändert oder geladen werden. Auch Untermengen von Regeln für die Zufallsmodifikatoren für einen Klangerzeuger oder -Bearbeiter sowie für einen Kanal können jederzeit abgespeichert und geladen werden.

Wird das System gestartet, werden für die Parameter (Tonhöhe, Tondauer usw.) des Klangerzeugers Zufallssignale berechnet, diese nach den eingestellten Regeln modifiziert und der Klangerzeuger wird angewiesen, Signaldaten auf einen Speicher zu schreiben.

Die Parameter des ersten Klangbearbeiters werden durch modifizierte Zufallssignale besetzt. Dieser bearbeitet das gespeicherte Signal und speichert es wieder zurück. Desgleichen wird mit allen folgenden Klangbearbeitern verfahren. Die so entstandenen Klangdaten im Speicherbereich werden auf Soundkarte und/oder (je nach Einstellung) Klangdatei ausgegeben.

Der Vorgang der Klangerzeugung, -Bearbeitung und -Ausgabe wird nun so lange ohne erneutes Besetzen der Parameter von Klangerzeuger und -Bearbeitern durchgeführt, bis die Zeit der Tondauer erreicht ist. Anschließend werden alle Parameter wieder mit neu berechneten modifizierten Zufallswerten besetzt und der Vorgang der Klangerzeugung, - Bearbeitung und -Ausgabe läuft wieder, bis die Zeit der Tondauer erreicht ist.

Diese Vorgänge werden wiederholt, bis das System gestoppt wird.

Hat der Benutzer alle Kanäle eingerichtet, so kann das Listenmodul gestartet werden. Hier muß als erstes die Gesamtdauer der Liste angegeben werden. Anschließend können für jeden Zufallsmodifikator Werte eingegeben werden, die ab einem bestimmten Listenzeitpunkt gültig sind. Es können auch für einen Listenzeitpunkt Gesamteinstellungen für Klangerzeuger oder -Bearbeiter, einen Kanal oder alle Kanäle geladen werden. Die Einstellungen der Zufallsmodifikatoren zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten können durch lineare Übergänge verbunden werden.

Wird die Ausspielung über das Listenmodul gestartet, so werden die Regeln aller Zufallsmodifikatoren zu jedem relevanten Zeitpunkt neu besetzt. Die Ausspielung wird nach der Gesamtdauer der Liste beendet.

Das oben beschriebene Programm liegt vor und kann zugesandt werden. Das Listenmodul ist nicht implementiert, die Zufallsmodifikation beschränkt sich auf 1) Eingrenzen des Wertebereiches, 2) Begrenzug der Änderungsgeschwindigkeit.

Das Programm ist für Windows 95 und 98 getestet, sollte aber auch unter Windows NT4, 2000 und ME laufen. Minimale Hardwarevoraussetzungen sind Pentium 133 MHz, 16 Bit Soundkarte.

Claims

1. Systeme von Klangerzeugern und Klangbearbeitern, wobei die Parameter von Klangerzeugern und Klangbearbeitern fortlaufend zeitdiskret oder zeitkontinuierlich durch nach einstellbaren Regeln modifizierte Zufallssignale gesteuert werden.

2. Systeme nach nach Anspruch 1, wobei Klangerzeuger und Klangbearbeiter mechanischer, analoger oder digitaler elektrischer Art, oder Programme sind.

3. Systeme nach Anspruch 1 und 2, wobei das Zufallssignal zeitkontinuierlich, zeitdiskret, im Frequenz- und Wertebereich gleichverteilt oder ungleichverteilt, oder ein Pseudozufallssignal ist.

4. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Regeln der Zufallsmodifikation den Wertebereich des Zufallssignals linear oder nichtlinear auf den Wertebereich des Ausgangssignals abbilden.

5. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die Regeln der Zufallsmodifikation die Signalgeschichte der Zufallssignale mit einbeziehen.

6. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei die Regeln der Zufallsmodifikation eine Wahrscheinlichkeit für die Wiederholung ganzer Abschnitte des Ausgangssignals beinhalten.

7. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die Regeln der der Zufallsmodifikation die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Signaländerungsgeschwindigkeit, also der ersten Ableitung des Signals nach der Zeit, sowie alle weiteren Ableitungen des Signals nach der Zeit betreffen.

8. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei die Regeln der einzelnen Zufallsmodifikatoren sich gegenseitig beeinflussen, oder von einem übergeordneten Modul beeinflusst werden.

9. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 8, wobei ein allen Zufallsmodifikatoren übergeordnetes Modul durch Feedback des Benutzers lernfähig ist.

10. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 9, wobei ein allen Zufallsmodifikatoren übergeordnetes Modul diesen zeitabhängig Regeln aus einer Liste übergibt.

11. Mehrkanalige Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 10.

12. Systeme nach den Ansprüchen 1 bis 11, wobei die Berechnung der Parameter von Klangerzeugern und Klangbearbeitern zeitversetzt zum Abspielen läuft.