Σχεδίαση γλωσσών προγραμματισμού και διεπαφών για χρήση στη μουσική πληροφορική

Abstract

This dissertation presents the peculiarities of programming languages and computer music interfaces. Its particular focus is on alternative music systems, which do not follow the generally accepted standards of Western music, but bear microtonal fluctuations (Byzantine, Oriental, Indian music). On this basis, a music interface for composition and reproduction of ancient Greek music, ARION, is presented. ARION is an innovative application that belongs to the category of alternative music systems. Particular mention is made in musical interfaces and web interfaces for digital music libraries. As a result of the thorough examination of computer music interfaces, a GUI for creating an online digital music library has been developed. The background of the implemented software is the concept of chromaticism in music. It can create original visual semantic representations with various uses. The study of musical chromaticism from musicological perspective led to the design of a comprehensive theoretical background for the proposed "chromatic analysis" of music. The background includes: the correlation between the musical melody and colour, suitable algorithms for mathematical calculation of chromatic elements of music and the relationship between numerical results and actual colours for music visualization. The theoretical study was extended beyond the standard notation of western music to include microtonal elements, which are typical in non-western music modes. This way, the proposed theoretical framework can be generalized to the global music scene. Based on cognitive studies, which indicate affinity between music chromaticism and psychological processes (eg, emotional impact, intensity, musical expectations), a psychoacoustic experiment was designed and conducted in order to draw conclusions about the impact of melodic progression to the listener. Yet, the third edition of the MEL-IRIS software is available. Improvements of the music interface were governed by the principles of suitability and usability of computer music interfaces. The first Internet client-server version was developed in 2009. This additional network architecture established the basis for the creation and management of a vast online library of digital music on the Internet. This standard library can be used for further research on chromatic musical comparisons and analyses. Parallel to these stages of research, the theoretical background of the reverse process, chromatic composition, was developed. This dissertation presents two methods for converting an image into a musical melody in a fully parameterized environment. Moreover, another online environment for music composition is presented as a theoretical idea. The application concerns the implementation of a global collaborative online environment for music composition, in which the community members will be allowed to work together in order to produce, evaluate and modify music. The functionality and usability issues of the interface are taken into account. Finally, the changes in the management, distribution and production of music over the last decade are described, in an attempt to define the current state of digital music data in the global and unified interface, called the Internet. The SEAM model for music distribution comprises a proposal that combines the preferences of users and the need for profitability of the music industry.

Η παρούσα διατριβή παρουσιάζει τις ιδιαιτερότητες των γλωσσών μουσικού προγραμματισμού και των διεπαφών μουσικής πληροφορικής. Ιδιαίτερη εστίαση γίνεται στα εναλλακτικά μουσικά συστήματα, τα οποία δεν ακολουθούν το γενικώς αποδεκτό πρότυπο της δυτικής μουσικής, αλλά παρουσιάζουν μικροτονικές διακυμάνσεις (Βυζαντινή, Oriental, Ινδική μουσική). Σε αυτή τη βάση, παρουσιάζεται ο ΑΡΙΩΝ, μια μουσική διεπαφή για σύνθεση και αναπαραγωγή Αρχαίας Ελληνικής Μουσικής, η οποία αποτελεί μια καινοτόμο εφαρμογή στην κατηγορία των εναλλακτικών μουσικών συστημάτων. Ιδιαίτερη μνεία γίνεται στις μουσικές διεπαφές και τις διαδικτυακές διεπαφές για ψηφιακές μουσικές βιβλιοθήκες. Στα πλαίσια αυτής της εμβάθυνσης στις διεπαφές μουσικής πληροφορικής αναπτύχθηκε ένα γραφικό περιβάλλον για τη δημιουργία μιας διαδικτυακής ψηφιακής μουσικής βιβλιοθήκης. Το λογισμικό που υλοποιήθηκε έχει σαν υπόβαθρο την έννοια του μουσικού «χρώματος» και δημιουργεί πρωτότυπες οπτικές σημασιολογικές αναπαραστάσεις με ποικίλες χρήσεις. Η εμβάθυνση και η μελέτη του μουσικού «χρώματος» από μουσικολογική σκοπιά οδήγησε στο σχεδιασμό ενός ολοκληρωμένου θεωρητικού υποβάθρου για την προτεινόμενη «χρωματική ανάλυση» μουσικής. Το υπόβαθρο περιλαμβάνει μεταξύ άλλων: τη συσχέτιση της μελωδίας με το μουσικό χρώμα, κατάλληλους αλγόριθμους για τον υπολογισμό των «χρωματικών» στοιχείων της μουσικής και τη συσχέτιση των αριθμητικών αποτελεσμάτων με τιμές χρωματικής κωδικοποίησης RGB για λόγους οπτικοποίησης της μουσικής. Η θεωρητική μελέτη επεκτάθηκε πέρα από την τυποποιημένη σημειογραφία της δυτικής μουσικής, ώστε να περιλαμβάνει μικροτονικά στοιχεία, που είναι χαρακτηριστικά σε εναλλακτικά μουσικά συστήματα. Με τον τρόπο αυτό, το θεωρητικό πλαίσιο που προτείνεται μπορεί να γενικευτεί στο παγκόσμιο μουσικό στερέωμα. Με βάση τις γνωσιακές μελέτες που υποδεικνύουν συνάφεια της μουσικής χρωματικότητας με ψυχολογικές διεργασίες (π.χ. συναισθηματική επίδραση, ένταση, μουσικές προσδοκίες), σχεδιάστηκε και διεξάχθηκε ένα πείραμα ψυχοακουστικής για να εξάγει συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση της συμπεριφοράς της μελωδίας στον ακροατή. Το αυτόματο λογισμικό χρωματικής ανάλυσης, MEL-IRIS, έχει υποστεί μεγάλες βελτιώσεις και βρίσκεται πλέον στην τρίτη του έκδοση. Οι βελτιώσεις της μουσικής διεπαφής διέπονται από τις αρχές ευχρηστίας και καταλληλότητας των διεπαφών μουσικής πληροφορικής. Το 2009 αναπτύχθηκε η πρώτη διαδικτυακή client-server έκδοση της εφαρμογής. Η πρόσθετη αυτή αρχιτεκτονική δικτύου δημιουργεί όλες τις προϋποθέσεις για τη δημιουργία και διαχείριση μιας online τεράστιας ψηφιακής μουσικής βιβλιοθήκης στο Διαδίκτυο. Η πρότυπη βιβλιοθήκη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ερευνητικά για «χρωματικές» συγκρίσεις και μουσικές αναλύσεις. Παράλληλα, αναπτύχθηκε και το υπόβαθρο της αντίστροφης διαδικασίας, της «χρωματικής σύνθεσης». Παρουσιάζονται οι δύο μέθοδοι μετατροπής μιας εικόνας σε μουσική μελωδία σε ένα πλήρως παραμετροποιημένο περιβάλλον. Ένα άλλο περιβάλλον σύνθεσης παρουσιάζεται ως θεωρητική ιδέα στη διατριβή. Η εφαρμογή αφορά την υλοποίηση ενός παγκόσμιου διαδικτυακού περιβάλλοντος συνεργατικής σύνθεσης, μέσα στο οποίο θα μπορούν τα μέλη της κοινότητας να συνεργάζονται για να παράγουν, αξιολογούν και να τροποποιούν μουσική. Εξετάζονται οι τρόποι λειτουργίας και χρηστικότητας της διεπαφής. Τέλος, στην προσπάθεια να οριοθετηθεί η παρούσα κατάσταση των ψηφιακών μουσικών δεδομένων στην παγκόσμια και ενιαία διεπαφή που ονομάζεται Διαδίκτυο, περιγράφονται οι αλλαγές στη διακίνηση, διαχείριση και παραγωγή μουσικής την τελευταία δεκαετία. Το μοντέλο διακίνησης μουσικής SEAM αποτελεί μια ιδέα που συνδυάζει τις τάσεις των χρηστών και την ανάγκη της μουσικής βιομηχανίας για κερδοφορία.