INDICE
Introducción
.......................................................................................................................1
Capítulo I .- Introducción a la Música por Computadora .............................................4
1.1 Sonido ................................................................................................................4
1.2
Sistemas y Ruidos
..............................................................................................5
1.2.1 Sistemas Determinísticos, Probabilísticos y Ruido
Browniano .......6
1.2.1.1
Sistemas Determinísticos o Tradicionales ............................6
1.2.1.2
Sistemas Probabilísticos
.......................................................7
1.2.1.3
Ruido Browniano o Pardo
................................................…9
1.2.2 Sistemas Desordenados y
Ruido Blanco
........................................15
1.2.2.1
Sistemas
Desordenados
......................................................15
1.2.2.2
Ruido
Blanco
......................................................................15
1.2.3 Sistemas Caóticos,
Fractales y Ruido 1/f .......................................18
1.2.3.1
Sistemas
Caóticos
...............................................................18
1.2.3.2
Fractales
..............................................................................19
1.2.3.3
Ruido 1/f
.............................................................................21
Capítulo II .- Sistema Evolutivo Generador de Música ...............................................27
2.1 Introducción a los Sistemas Evolutivos
...........................................................27
2.2 Sistema
Compositor
.........................................................................................28
2.3 Funcionamiento
del Corazón del Sistema Evolutivo
.......................................32
Capítulo III .- Funcionamiento y Construcción del Sistema .......................................40
3.1 Administrador
de los Procesos
........................................................................43
Conclusiones
....................................................................................................................53
Anexo A.- Descripción del Formato Musical
................................................................56
Bibliografía ......................................................................................................................58
Este trabajo es el resultado de la aplicación de la Informática a una de las bellas artes, la Música, que dan por resultado otra área diferente, que desafortunadamente no tiene la atención que merece, la Música Informática.
Con el objetivo de
desarrollar un sistema compositor de música, hemos tenido que introducirnos un
poco, en dos disciplinas, que a nuestro criterio, son de gran relevancia para
la humanidad.
Por un lado, está la música,
que por su carácter de arte, se le ha tratado de mantener, un tanto cuanto,
alejada de la ciencia y por el otro lado, está la informática que ha
demostrado, en incontables ocasiones, su gran utilidad y versatilidad. Ambas
disciplinas son muy extensas, razón por la cual, no pretendemos abarcar su
totalidad en unas cuantas páginas.
Trataremos de explicar, de
la manera más sencilla, algunos conceptos necesarios para entender el
funcionamiento de nuestro sistema.
Empezaremos por platicar,
brevemente, acerca de los sistemas y la manera como se diferencian con respecto
a su comportamiento, haciendo referencia a los sistemas tradicionales o
deterministas, caóticos y desordenados.
Veremos como la evolución de
la ciencia ha encontrado formas distintas de hacer modelos, buscando, no
intrincados métodos matemáticos para hacerlo, sino la manera más natural,
tratando de que, no sólo sean más sencillos, sino más armoniosos.
Hablaremos de distintos
tipos de ruidos y su aplicación para generar diferentes tipos de música. Presentaremos
algunas gráficas de estos ruidos, obtenidas experimentalmente, así como otra
obtenida físicamente por medio de la fotografía, en donde podremos comparar el
comportamiento del modelo con respecto al del sistema real.
Explicaremos algunos
algoritmos para generar música a partir de estos ruidos, basados en la teoría
descrita por algunos científicos que se han dedicado a este tipo de estudios,
así como también algunos otros desarrollados por nosotros.
Hablaremos de los fractales,
un tema que ha adquirido bastante
importancia desde hace algunos años debido a su belleza para describir el mundo
y veremos su aplicación en la generación de música.
Por medio de los fractales
se pueden hacer modelos que simulan el carácter caótico del Universo y dar
explicación a distintos fenómenos que, al final de cuentas, gozan de
características similares.
Como parte fundamental de
este trabajo, hablaremos de los Sistemas Evolutivos y los aplicaremos junto con
técnicas fractales a la creación de sistemas informáticos de generación de
música, que se comportan como la misma Naturaleza, de forma caótica.
Esperamos que con nuestras humildes palabras se entienda la belleza de la Música y de la Informática y aun más satisfactorio sería que muchas personas se unan al desarrollo Informático-Musical.
The present work
is the result of the application of Informatics to one of the Fine Arts: Music.
The combination of these two yields a new, different area, which unfortunately,
has not received the attention it deserves. This area is the Informatic Music.
Aiming to develop a music‑composing system, the author delved
into two disciplines, which under his criteria, are of the utmost importance
for humanity.
On one side is Music. Due to its classification as an art, it has been
somewhat kept apart from science. On
the other is Informatics, which has proved time and again its ample usefulness
and versatility. Both disciplines are vast and rich. Bearing this in mind, the
author stays away from the pretension of embracing them in entirety in a few
pages.
A
simple extrication of some necessary concepts for the understanding of the
system comes upfront in this work.
A
brief talk about systems follows and the differences in their behavior,
referring to traditional, deterministic, chaotic and disordered systems.
The
reader will find a brief description of how the evolution of science has found
its way to the creation of models, searching not for complex mathematical
methods to achieve them, but the most natural way and trying to yield not only
the simplest, but the most harmonious.
The
present work will explore along different kinds of noises and their application
on the creation of different sorts of music. Some graphics of such noises
—obtained experimentally— will be shown, together with another one obtained
physically by means of photography. At this point, the reader will be able to
compare the model against the real system.
The explanation
of some algorithms to generate music on the basis of noises will come next. Some
of these algorithms are based upon the theory described by some scientists who
have devoted to this kind of studies, and some others were developed by the
author.
This
work also talks about fractals. A topic of particular relevance, acquired in
recent years due to its beauty to portray the world. Its application in the
field of music generation will also be
reviewed.
Through
fractals, researchers can make models which simulate the chaotic features of the
universe and provide an explanation for seemingly different phenomena which in
the bottom share similar characteristics.
A
fundamental part of this work is the scope on Evolutionary Systems, their
application in conjunction with fractal techniques to the creation of music‑generating
informatic systems which behave like Nature itself, in a chaotic pattern.
It’s the author’s hope to achieve through this humble contribution to spread an understanding of the beauty of Music and Informatics, and an even more satisfactory dream to have many people join the process of the Informatic‑Musical development.
Modelar la naturaleza es uno
de los principales objetivos de la ciencia ya que es una de las formas en las
que el ser humano va adquiriendo el conocimiento. Lograr construir un buen
modelo tiene ciertas ventajas, por ejemplo, se pueden hacer modificaciones a
las distintas variables del sistema y observar como afecta al modelo, si con dichas modificaciones se aumenta la
eficiencia del sistema, entonces se puede pensar en modificar al sistema real.
En este contexto la Informática es una
ciencia que, a pesar de su relativa juventud, ha hecho, en muy poco tiempo, un
cambio en la vida de todas las personas sobre la Tierra. La velocidad con la
que ha ido evolucionando es tan alta que apenas si queda un poco de tiempo para
respirar. Una de las herramientas principales que ha permitido que tal cambio
se lleve a cabo de manera tan vertiginosa es la computadora. Gracias a las
computadoras, todas las personas que tienen que ver con el manejo de
información, han encontrado una herramienta ideal para plasmar sus ideas, para
poder modelar sus teorías, para solucionar problemas que hace no más de 50 años
hubiera sido inimaginable pensar que podrían solucionarse.
Existen
muchas disciplinas científicas y áreas ligadas íntimamente con la Informática,
todas ellas muy interesantes, como lo es, por ejemplo, la inteligencia
artificial, realidad virtual, robótica, multimedia, etc. Cada una de las cuales
se subdivide en distintas ramas, que por sí mismas representan extensos caminos
de conocimientos.
También
las bellas artes han sido complementadas con el uso de tecnologías modernas. Ya
no nos sorprende ver que un bailarín de
ballet le dé vida y movimientos propios a una caricatura, permitiendo que los
dibujos animados se muevan y comporten, prácticamente como seres humanos.
Encontramos
dentro de las bellas artes, “la música”, que de acuerdo con historiadores,
arqueólogos y sociólogos, ha acompañado al ser humano desde sus inicios.
La
música representa otro amplio sendero del conocimiento humano y al igual que
éste, ha ido evolucionando a través del tiempo. De hecho podríamos pensar en
caracterizar las diferentes etapas del desarrollo humano de acuerdo a su música
y para no ir tan lejos, un claro ejemplo lo vemos en estos tiempos que nos han
tocado vivir, en donde el caos y la vida agitada caracterizan a nuestras
sociedades. Los músicos actuales se valen de computadoras y equipos tales como
sintetizadores, tarjetas de sonido, secuenciadores, interfases musicales que
permiten conectar instrumentos como guitarras y violines a las computadoras y
una amplia gama de dispositivos electrónicos creados para la generación de
sonido, metiendo en problemas en algunas ocasiones a los músicos con la
informática y a los informáticos con la música.
De
esta manera, tenemos por un lado a la informática, que ha revolucionado el
mundo drásticamente y por otro lado la música, que es tan antigua como el mismo
ser humano. Ambas áreas se han ido uniendo con el paso del tiempo, creando el
marco dentro del cual fue desarrollado este trabajo, “La Música Informática”.
Dentro
del área de desarrollo informático musical, se encuentran diferentes corrientes
de desarrollo y más ahora con el advenimiento de lo que conocemos como
multimedia, todo software que se desarrolla requiere del manejo de sonido, de
esta manera las aplicaciones impactan a dos de nuestros sentidos, el visual y
el sonoro. Así pues encontramos a
quienes se dedican a fabricar software de edición musical, reproductores de
música, secuenciadores, etc.
Otra
de las corrientes, hasta ahora más de tipo experimental, es la dedicada a la
obtención de software para la composición musical automática, “el sueño” de la
maquina con la capacidad de componer música por siempre exquisitamente
diferente.
Con
la aparición de los fractales y la aplicación de las teorías de caos, el
problema de crear una máquina capaz de hacer composición musical automática, se
enfrentó pensando en lo más Natural. Y no es para menos, los hermosos paisajes
generados por el científico Bernoit Mandelbrot, mostraron que la mejor manera
de hacer modelos es imitar el comportamiento de la Naturaleza.
Aplicando
teorías fractales, el científico Richard F. Voss, ha hecho desarrollo musical
informático, obteniendo compositores verdaderamente hermosos. En su trabajo ha
desarrollado generadores de ruido browniano, ruido blanco y resalta uno que
genera música muy agradable, que se denomina ruido 1/f.
En
este punto es donde la música compuesta automáticamente cambia radicalmente, ya
que se empieza a modelar pensando en el comportamiento de la Naturaleza. En el
caso del compositor de ruido 1/f,
sugiere Richard F. Voss que se está modelando una característica de la
Naturaleza. Agradable es escuchar el ruido 1/f y con toda razón es el más
Natural.
Dentro
de los trabajos de otro investigador llamado Fernando Galindo Soria, podemos
encontrar una amplia gama de aplicaciones de una herramienta informática
desarrollada por él mismo, denominada “Sistemas Evolutivos”.
Los
Sistemas Evolutivos modelan la característica principal de la Naturaleza, la
Evolución.
La Naturaleza
nos ha enseñado desde hace largo tiempo, que los sistemas que evolucionan son
los que tienen la capacidad de adaptarse al medio que los rodea. De tal forma
que si lo que se pretende al hacer un modelo es imitar a la realidad, porqué no
desarrollar modelos o sistemas con la capacidad de adaptarse al medio que los
rodea.
Aplicando
esta filosofía, Fernando Galindo Soria ha desarrollado impresionantes Sistemas
Evolutivos, algunos de ellos aplicados a la generación de paisajes.