Música Computacional – O Futuro

Como está no planeamento desta semana, irei falar sobre o futuro da música com a utilização dos sistemas computacionais. Podemos chamar-lhe a era da “Música Computacional”.

Nos últimos 25 anos os computadores vêm sido aplicados na análise e síntese de composições musicais e de sons.

O primeiro trabalho produzido (nos meados da década de cinquenta) era centrado na utilização de computadores para compor música (síntese de partitura) de acordo com regras de composição expressas por meio de linguagens de programação. Desde então os computadores vêm sendo utilizados para estudar várias propriedades de partituras musicais (análise de partitura) por musicólogos interessados em verificar, por exemplo, a autenticidade da autoria de certas obras musicais, assim como para investigar os modos extremamente subtis e variados nos quais ouvimos os sons musicais (análise de som). Os computadores são utilizados para criar sons (síntese de som).

Hoje a maioria das referências à música computacional dizem respeito à área de síntese de som: a utilização de computadores como instrumentos musicais. A música computacional provém, por default, da linhagem da música eletrónica, porém tem muito pouco a ver com a música eletrónica "tradicional".

A música computacional é uma das atividades mais interdisciplinares que existem, englobando muitos aspetos de música (composição, performance, musicologia), ciência da computação (programação, inteligência artificial), engenharia elétrica (circuitos analógicos e digitais, arquiteturas de máquinas, processamento digital de sinal), psicologia (perceção, cognição) e física (acústica).

Os Meios (Instrumentos)

Os computadores processam informação. Os padrões de bits dentro da memória de um computador podem ser utilizados para representar virtualmente qualquer coisa, inclusive sons musicais ou regras para composição.

Com o avanço das técnicas de gravação digital, temos a capacidade de incluir qualquer som natural numa peça de música computacional, exatamente como os sons naturais foram incluídos em outras formas de música eletrónica quando da evolução do gravador de fita, no final da década de quarenta.

Além disto, estes sons podem ser alterados pelo computador através das técnicas de processamento digital de sinal.

Os computadores podem produzir virtualmente qualquer som que possa provir de um altifalante, desde que tenhamos a "receita" para ele. Podemos controlar precisamente a altura (se tiver alguma), a intensidade e o timbre (brilhante, penetrante, velado, estrondoso, ou qualquer combinação de uma miríade de qualidades).

Objetivos

A música computacional tem como objetivo: produzir novos instrumentos, nova música e novo conhecimento sobre música. A nova música explora a vasta área dos sons que somente podem ser realizados com computadores.

A Música

A música computacional diz respeito ao modo dentro do qual alguma música é feita, e não ao modo como ela soa. Computadores, como pianos, podem ser utilizados para fazer qualquer espécie de música, sendo isto dependente da pessoa que cria a obra. Esta pode, inclusive, soar bastante tradicional - os computadores podem sintetizar harmonias, melodias e ritmos tradicionais da mesma forma como podem sintetizar qualquer outra coisa a mais.

Por outro lado, a maioria dos compositores contemporâneos são atraídos pela capacidade exploratória dos computadores, da mesma forma como são atraídos pelos aspetos similares da música para instrumentos tradicionais.

As Pessoas

A síntese de música computacional foi pela 

Laboratórios Bell

primeira vez realizada nos Bell Laboratories,  estes também nos trouxeram o cinema sonoro, o som estereofónico, a fala sintetizada por computador, o transístor, o laser e os satélites de comunicação geossíncronos, para nomear algumas poucas realizações.

Instalações de maiores dimensões para a música computacional existem na Stanford University, na University of Califórnia em San Diego, no Massachusetts Institute of Technology e no Institute de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM), em Paris.

Lejaren Hiller

Os primeiros programas de computador para composição de música foram escritos por Lejaren Hiller na University of Illinois nos meados da década de cinquenta.

Nos meados da década de sessenta, John Chowning montou a primeira instalação universitária de música computacional na Stanford University Canadá.

Desde esta época, a música computacional vem sendo praticada maior parte nos Estados Unidos, Suécia, França, Canadá, Austrália, Itália e Áustria.

O Futuro

A música computacional floresceu nos Estados Unidos primariamente porque o seu sistema universitário não separa com muita relevância as artes e as ciências da tecnologia.

As linhas atuais de pesquisas são direcionadas à exploração do fato de que a tecnologia de computação está a tornar-se menos cara à medida que o tempo passa, e também para uma compreensão da natureza básica da música.

Podemos olhar para um futuro, em que os instrumentos musicais baseados em computador tornar-se-ão disponíveis a qualquer um que esteja interessado em participar da exploração da música.

Os instrumentos musicais futuros não produzirão sons fixos, nem um conjunto fixo de sons predefinidos, mas serão programáveis - como computadores - permitindo aos músicos delinear não somente como os sons serão combinados, mas também a natureza básica dos próprios sons.

Beatriz

Modos de divulgação da música

Com a evolução das tecnologias, a música depois de ser gravada em estúdios e de estar devidamente editada, passou por ser divulgada através da rádio e, mais tarde, pelo youtube.

Por exemplo, quando é lançada uma música e as pessoas ainda não a conhecem, a rádio é um meio tecnológico que proporciona a divulgação da mesma. Ainda que algumas emissoras de rádio façam a sua própria música.

Emissora de rádio

Rádio Comercial – música de Natal da Comercial 2015

Por outro lado, o youtube é um site com formato digital que permite que os seus usuários partilhem vídeos e que vejam outros, incluindo videoclips de música. Este site foi fundado em 2005. No ano seguinte, foi considerado a melhor invenção pela revista norte americana Time.

Sede do youtube em San Bruno, Califórnia

 Coldplay - Life In Technicolor (música no youtube)

Particularizando, a Vevo é um site de vídeos musicais e entretenimento, sendo que todo o seu conteúdo é partilhado no Youtube.

Música - Taylor Swift - Shake It Off (música no youtube da Vevo)

Bárbara

As "perdas" no Mp3

Visto que já foi referido tantas vezes em outras publicações que o modo de compressão de música em formato Mp3 leva a retirar da faixa, todos os sons que normalmente ouvido humano não consegue perceber, existindo uma “perda”.

Então em vez do tema proposto inicialmente no plano que foi apresentado, irei falar deste mesmo assunto.

Enquanto estamos a ouvir música enquanto pesquisamos algo na Internet ou fazemos algum trabalho não temos a noção que a canção esteja a ser reproduzida a partir de um arquivo que passou por diversas compressões – isso vale para a grande maioria dos formatos disponíveis.

Não podemos dizer que isso acontece em todos, porque existem algumas compressões que são chamadas de “Lossless” (“Sem perdas”, em português) — é o caso de formatos como FLAC, ALAC, MPEG-4 ALS e outros.

Mas, quando falamos de MP3, a perda existe sim. Eis que surge uma questão muito importante e que nem todos sabem responder: o que se perde nessas compressões de arquivos?

A necessidade da compressão 

Se durante décadas o armazenamento para as vendas acontecia de maneira física —discos de vinil que operavam com ranhuras interpretadas pelos cristais das agulhas —, quando os CD's surgiram, isso mudou para formatos digitais. Logo, a tecnologia teve que trabalhar arduamente para conseguir criar formas de comprimir os arquivos de um modo que as perdas fossem sempre minimizadas.

Isso não foi tão difícil, afinal de contas existem quase 100 MB para cada música gravada em um CD comum. O grande desafio surgiu quando os sistemas de compartilha de arquivos pela Internet começaram a ser popularizados. Foi nesse período que os arquivos de áudio tiveram que ser reduzidos ao máximo para que a transmissão deles fosse uma solução viável em todo o mundo.

A ascensão do MP3

No final da década de 1990, alguns serviços de compartilha de arquivos começaram a se destacar. Mas é claro que, em 1999, enviar um arquivo de 100 MB para outra pessoa seria uma má decisão — tanto pela demora quanto pela instabilidade das redes à época.

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Foi nesse contexto que os arquivos MP3 passaram a ser tão importantes. Extraídos de discos sem compressão — ou sem tanta compressão —, passaram a ser convertidos para um formato que garante até 90% de redução nos arquivos. O MP3 já havia sido desenvolvido em 1995, mas nesse momento tornou-se uma necessidade para que todas as pessoas pudessem compartilhar os seus arquivos.

O Mp3 reduz uma música com cerca de 4 minutos para apenas 3 MB, não demorou para que se tornasse o formato mais utilizado em todo o mundo.

Um formato “quase sem perdas”

O MP3 não é um formato sem perdas, mas fica bem próximo disso — principalmente quando nos referimos referindo às compressões com maior taxa de bits, o que pode chegar aos 320 Kbps nos CDs comuns. O que acontece é que são retirados os sons das extremidades inaudíveis presentes no espectro de cada música — ou seja, o que fica abaixo dos 20 Hz e acima dos 20.000 Hz.

Também existe a compressão para fazer com que alguns sons mascarados na sobreposição sejam excluídos. E essa redução no espectro é capaz de fazer com que os arquivos fiquem menores, teoricamente só se perde os sons que não seriam ouvidos pela nossa capacidade auditiva... Mas como será que esses sons são?

Para responder a essa questão, um pesquisador chamado Ryan Maguire criou um projeto chamado “O Fantasma no Mp3”. Para ilustrar tudo o que estudou, ele criou algumas linhas de áudio com todos os sons que não são ouvidos na música “Tom’s Diner”, de Suzanne Vega — que também foi a canção escolhida para as padronizações da compressão MP3 durante a década de 1990.

“O Fantasma no Mp3” de Ryan Maguire

No vídeo é possível ouvir uma compilação dos sons que ficam perdidos nas compressões. No site de Ryan Maguire estão alguns trechos, analisados passo a passo como os que postamos logo abaixo.

Trecho original (sem compressão)

Trecho original (com compressão Mp3 a 320 Kbps)

“Fantasmas do trecho”

É preciso dizer que, em alguns casos, tudo o que podemos perceber dessas extrações são alguns ruídos.

Podemos perguntar:

Estas compressões de arquivos influenciam diretamente na qualidade das músicas que escutamos?

Será que alguma canção favorita possui muitas nuances que nunca escutamos? É bem provável que sim…

Beatriz

Evolução da apresentação de música ao público

Ao longo dos anos, houve uma grande evolução da maneira como a música é apresentada ao público em discotecas, bares etc. Esse avanço deu-se, devido ao desenvolvimento e aperfeiçoamento tecnológico no contexto da música eletrónica e nos equipamentos de som.

Nos dias que decorrem a partir de procedimentos relativamente simples e baratos, como um computador equipado, com uma boa placa de áudio e softwares são capazes de substituir quase todos os equipamentos de um estúdio.

GRAMOFONE

Disco Jóquei (Dj) foi e é utilizado para descrever a figura do locutor de rádio que introduzia e tocava discos 1º no gramofone:

É uma invenção do alemão Emil Berliner de 1888, que servia para reproduzir som gravado, utilizando um disco plano, giratório coberto com cera, goma laca, vinil, cobre, entre outros.

São gravadas por uma agulha, as vibrações de um som, que depois é emitido por uma corneta, interligada a uma lâmina (membrana) que sustenta a agulha. Com a emissão do som o ar movimenta-se fazendo com que a lâmina vibre e com que a agulha risque em forma de ondas na superfície do disco que se encontra a girar.

Posteriormente no disco de vinil:

Também conhecido por vinil, ou ainda Long Play (LP). Foi desenvolvido no final da década de 1940.

Possui ranhuras em forma espiral, que conduzem a agulha do gira-discos, desde a borda externa até ao centro no sentido dos ponteiros do relógio. Essas ranhuras são microscópicas e fazem a agulha vibrar. Essa vibração é transformada em sinal elétrico que é posteriormente amplificado e transformado em som audível (música). O vinil é um tipo de plástico muito delicado e qualquer arranhão pode tornar-se uma falha, a comprometer a qualidade do som.

Este disco regista informações de áudio, que podem ser reproduzidas através de um gira-discos:

Um aparelho eletrónico ou aparelho de som para tocar discos de vinil. É constituído por uma base que acomoda o prato circular, acionado por um motor elétrico, com um pino central onde se deposita ou encaixa o disco. Tem também um braço contendo, na extremidade, uma cápsula fonocaptora e agulha para se fazer a leitura das ranhuras do vinil. Para se ouvir o disco, desde o início, a agulha é colocada na borda externa do

disco. As velocidades de rotação do prato podem ser de 16, 33 e 1/3, 45 ou 78 RPM, dependendo do modelo do gira-discos e do disco que será tocado.

DJs das décadas de 1980 e 1990 sincronizavam a composição "mixada"(misturar algumas músicas) regulando a velocidade do prato em gira-discos que possuíam o botão chamado de pitch (refere-se à forma como o ouvido humano percebe a frequência fundamental dos sons. As baixas frequências são percebidas como sons graves e as mais altas como sons agudos, ou os tons graves e os tons agudos. Tom é a altura de um som na escala geral dos sons.)

O gira-discos mais famoso, nesta época, era o Technics SL-1200 MK-2, que até hoje é vendido e procurado por profissionais e amantes do vinil pela robustez e força do motor.

Mais tarde foi usado o Compact Disc (CD):

É um dos mais populares meios de armazenamento de dados digitais, principalmente de música comercializada.

Foi inventado em 1979, e comercializado a partir de 1982.

Após a popularização do CD, fabricantes como Pioneer, Technics e Numark desenvolveram aparelhos do tipo CD player com recursos próprios para DJ. Conhecidos como CDJs, possuem botões especiais para alteração de pitch, de retorno da faixa, de marcação de ponto e looping.

Atualmente, o Mp3 é a forma mais comum de apresentar música.

O Mp3 (MPEG-1/2 Audio Layer 3) foi um dos primeiros tipos de compressão de áudio com perdas quase impercetíveis ao ouvido humano. O seu bitrate (taxa de bits) é da ordem de kbps (quilobits por segundo), sendo 128 kbps a taxa-padrão, na qual a redução do tamanho do arquivo é de cerca de 90%, ou seja, o tamanho do arquivo passa a ser 1/10 do tamanho original.

A taxa de bits pode chegar a até 320 kbps (cerca de 2,3 MB/min de áudio), gerando a máxima qualidade sonora do formato, na qual a redução do tamanho do arquivo é de cerca de 75%, ou seja, o tamanho do arquivo passa a ser cerca de 1/4 do original.

Mp3 é uma abreviação de MPEG 1 Layer-3. Trata-se de um padrão de arquivos digitais de áudio estabelecido pelo Moving Picture Experts Group (MPEG), grupo de trabalho de especialistas de Tecnologia da Informação vinculado à ISO e à CEI. As camadas referem-se ao esquema de compressão de áudio do MPEG-1.

O DMP-555:

O Mp3 foi tomando conta do mundo, assim a marca Pioneer, produzio este reprodutor multimídia que foi o primeiro a usar os Mp3s e cartão SD, bem como a partir de um CD. Era um prenúncio do que estava por vir de CDJs com Pen Drives.

Na nova era da tecnologia, existem softwares capazes de simular na tela de um computador dois gira-discos e um mixer, com inúmeros recursos iguais ou até superiores aos melhores equipamentos existentes. Alguns podem ser baixados gratuitamente na Internet. Como é o exemplo do “Virtual Dj”.

Beatriz

MIDI

O MIDI (Musical Instrument Digital Interface) é um sistema de comunicação digital para uso com instrumentos e equipamentos musicais. Ele foi criado em 1983 por um grupo de fabricantes, e por isso não existe um proprietário exclusivo dessa tecnologia, que é de domínio público e está disponível para qualquer um que queira implementá-la em seus equipamentos ou softwares. Embora as conexões de MIDI utilizem o mesmo cabo que é usado com microfones, nenhum som é transferido de um instrumento para outro via MIDI, mas sim dados digitais com comandos que podem acionar notas e pedais, ajustar controles, e várias outras possibilidades. É possível interconectar instrumentos, equipamentos e computadores usando MIDI, para formar sistemas de grande capacidade em estúdios e também para uso ao vivo. Pode-se afirmar que o MIDI foi responsável por uma enorme revolução na música, pois causou mudanças profundas nos processos de composição, arranjo e execução musical. Com o auxílio dos sequenciadores e instrumentos MIDI, os artistas passaram a ter muito mais capacidade e eficiência para criar e compor. Um compositor, por exemplo, pode criar uma obra completa usando um software e ouvi-la totalmente através de sintetizadores que produzem os sons de cada instrumento do arranjo. Mesmo sendo um compositor erudito, ele pode escrever as partituras do arranjo no computador, usando um software específico para notação musical, e ouvir o trabalho através de um sintetizador que simula os sons dos instrumentos acústicos. Pode imprimir a partitura completa ou extrair as partes de cada instrumentista, sem precisar da ajuda de um copista. O compositor pode criar as partes da música no sequenciador tocando as notas normalmente, em um teclado MIDI, ou então escrevendo cada nota manualmente no software, valendo-se dos recursos gráficos disponíveis para isso (notação convencional em pauta, gráfico de notas no tempo, etc.). Como no processo de sequenciamento MIDI não existe qualquer som gravado, as notas 9 podem ser alteradas ou corrigidas à vontade, assim como também se pode alterar a estrutura da música, cortar trechos, modificar andamento, alterar tonalidade, etc. O formato MIDI permite que se façam vários tipos de edição e modificações no material musical que não podem ser feitas em outros formatos (ex: áudio digital). Com o uso constante e o aprendizado das diversas facilidades que oferece, o seqüenciador acaba se tornando uma ferramenta indispensável ao artista. Um trabalho sequenciado em formato MIDI pode ser armazenado em qualquer mídia digital convencional (disco rígido, CD-ROM, disquete, servidor na Internet, etc.). O padrão de arquivo Standard MIDI File é um formato económico para se transferir informações musicais e até mesmo obras completas. Um arranjo complexo ocupa apenas alguns kilobytes, e pode ser facilmente gravado em disquete ou transferido pela Internet. O material produzido em MIDI e salvo em Standard MIDI File pode ser aberto por outro artista, em outro seqüenciador, para adicionar ou alterar conteúdo. Assim, um arranjo em formato MIDI pode ser transferido rapidamente para qualquer lugar do mundo, possibilitando o intercâmbio de ideias entre pessoas que de outra forma dificilmente poderiam trabalhar juntas. O MIDI também trouxe muitas facilidades para fins didáticos, como, por exemplo, permitir ao aluno registar sua execução num seqüenciador para que se possa avaliar os erros de notas, as imprecisões de tempo, etc. Com um software seqüenciador, o aluno também pode estudar a parte de uma das mãos, enquanto a parte da outra mão é executada pelo software, via MIDI. Muitos pianos digitais possuem seqüenciador interno que permite isso. O aproveitamento da tecnologia do MIDI avança também em outras aplicações. Nos Estados Unidos, há vários anos o formato Standard MIDI File já é aceito como formato de registo para obras musicais, da mesma forma que a partitura impressa. Apesar da tecnologia do MIDI já ter mais de 20 anos, o que é bastante tempo no segmento de informática, é difícil prever sua obsolescência. O protocolo de comunicação continua atendendo perfeitamente às necessidades do mundo musical, uma vez que a especificação original previu expansões, e muitos comandos têm sido adicionados desde então. Com o surgimento de processos mais rápidos para a transferência de dados, como USB, Firewire, rede Ethernet, Internet, etc., o MIDI passou a ser “encapsulado” nessas novas tecnologias, ampliando-se ainda mais a capacidade dos sistemas usados em estúdios e também ao vivo.

MIDI

Bárbara 

Evolução da reprodução de música

Para começar o tema do post foi alterado, pois era apenas para ter sido escrito os métodos de reprodução de música, porém acabou por ser a evolução da mesma.

Ouvimos música em qualquer lugar e a qualquer hora nos dias de hoje, sem qualquer dificuldade, mas nem sempre foi assim.

No post seguinte iremos apresentar um pouco da evolução dos métodos de reprodução de áudio desde o século XIX até os dias atuais.

O Fonoautógrafo:

O primeiro aparelho de som foi o Fonoautógrafo, inventado em 1857 por Édouard-Leon-Scott de Martinville. A máquina era capaz de gravar o som mas não de reproduzi-lo. O equipamento era constituído de um pavilhão anexo a um diafragma que recolhia vibrações sonoras, transmitidas a uma espécie de caneta que as grava em uma folha de papel, madeira ou vidro revestidos de fuligem e enrolados ao redor de um cilindro rotativo.

primeiro som gravado, utilizando o fonoautógrafo

"Au Clair de la Lune"

O Fonógrafo:

Em 1877, Thomas Edison inventou o fonógrafo, capaz de gravar e reproduzir sons. O princípio de gravação era semelhante ao fonoautógrafo: as vibrações sonoras eram captadas por um bocal acoplado a um diafragma que convertia os sons em impulsos mecânicos. Com esses impulsos uma ponta aguda era pressionada contra um cilindro com sulcos coberto por uma folha de estanho. O cilindro era girado manualmente conforme o operador falava, criando assim um sulco análogo na superfície do estanho. Trocando a ponta aguda por uma agulha e girando o cilindro novamente, o som gravado era reproduzido. 

O fonógrafo e como funciona

Disco de goma laca:

Em 1881, foi inventado por Émile Berliner, o primeiro disco de corte lateral, com 10 polegadas de diâmetro e marcas fortes. O disco era fabricado com goma-laca, que dava uma característica rija e ao mesmo tempo extremamente frágil ao formato.

A velocidade e o formato variaram por algum tempo até que por volta da década de 10, Victor Record Company definiu o padrão mais conhecido: 78 rotações por minuto e 25cm de diâmetro (10 polegadas).

Esses discos foram usados em vários aparelhos de reprodução ao longo das décadas, tais como o grafofone, o gramofone, a victrola e, posteriormente, o toca-discos elétrico. 

O Disco Vinil:

Em 1948, a companhia Columbia introduziu o disco de longa duração (LP), com a capacidade de 23 minutos de gravação em cada lado do disco, feito de vinil substituindo a goma-laca que era usada até então. Com a utilização do novo material os discos ficaram mais leves e resistentes a choques e quedas.

Como são fabricados os discos vinil

A Fita Cassete:

A fita magnética foi inventada em 1928 por Fritz Pfleumer e sua primeira aplicação foi a gravação de áudio. O uso dessa fita para a reprodução de áudio só foi devidamente popularizado com a fita cassete, que surgiu em 1963 com a empresa Philips.

A fita cassete era constituída por dois carretéis de fita magnética e o mecanismo de enrolamento da mesma, facilitando o manuseio e possibilitando que a fita pudesse ser retirada em qualquer ponto da reprodução ou gravação sem a necessidade de ser rebobinada.

Durante os anos 80, a fita cassete foi muito popular, principalmente devido a invenção do walkman pela Sony.

https://www.youtube.com/watch?v=G3s2MBGZ6BQ

https://www.youtube.com/watch?v=4I1oa0SZR8Y

Compact Disc (CD):

Com o CD começa a era da gravação e reprodução de musica digital. Inventado em 1979 pelas empresas Philips e Sony e comercializado a partir de 1982, os CD's prometeram maior durabilidade e clareza sonora. 

O CD é um disco de 1,2mm de espessura e 12cm de diâmetro, é composto por quatro camadas: camada adesiva (rótulo), camada de acrílico (contem os dados propriamente ditos), camada reflexiva (composta de alumínio, usada para leitura dos dados) e camada plástica (feita de policarbonato, para proteção).

Na camada de acrílico existem vários orifícios micrométricos que correspondem aos dados. Sua leitura é feita por um feixe de laser que reflete sobre a superfície espelhada e é detetado por um sensor, exceto onde há saliências, onde o feixe de luz dissipa e portanto não é detetado. O leitor interpreta as partes lisas como 0, e as saliências como 1, os dois estados possíveis da codificação binária. A velocidade de rotação é diferente a medida que o sensor se desloca do meio do CD à borda, para que a leitura permaneça constante.

como funciona

MP3: 

Em 1989 o instituto alemão “Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungen” recebeu a patente alemã para o Mp3, MPEG Layer 3, um dos primeiros tipos de compressão de áudio. A sua taxa de compressão, medida em kbps, chega a reduzir o arquivo a cerca de 90% do tamanho original.

O método consiste em retirar da faixa de áudio, todos os sons que normalmente o ouvido humano não consegue perceber.

Os primeiros players portáteis de MP3 surgiram em 1998, utilizando memória flash. A partir de então o mercado de aparelhos sonoros foi revolucionado, sendo possível a criação de dispositivos cada vez menores e permitindo a reprodução de músicas sem a necessidade de um aparelho específico, como em telemóvel.

Beatriz