Rudolf Růžička, Josef Gerbrich: "Hudba vytvořená pomocí počítače (computer music) - algoritmizace, programování, zápis, reprodukce" - sborník: Matematika a hudba; vyd. Veda Bratislava 1997, str. 74 - 78
Hudba vytvořená pomocí počítače (computer music) - algoritmizace, programování, zápis, reprodukce Josef Gerbrich, Rudolf Růžička Tento příspěvek je spojením přednášek, uskutečněných v rámci seminářů "Matematické metody v hudbě" dne 23.4.1985 v Bratislavě a "Matematika a hudba" dne 24.5.1985 v Lubochni.
Počítačová hudba se objevuje v oblasti počítačového umění nejčastěji spolu s použitím počítačů ve výtvarnictví, zejména v počítačové grafice [1] . Využití počítačů v hudební sféře je možno rozdělit na mnoho různých postupů, které se dají prakticky sloučit do dvou základních směrů: analýza a syntéza. Rozbor hudebních skladeb se v muzikologických pracích objevuje jak v hudbě historické, tak i v nejnovější [2], v jazzu, populární
hudbě, folklóru [3] a j. Na základě analýzy skladeb nebo skladebných postupů a systémů mohou vhodnou úpravou získaných poznatků vzniknout experimentální skladebné postupy, plagiáty i nové skladby.
Náš příspěvek se soustředí na vznik nových autonomních skladeb v oblasti soudobé vážné hudby; postupy zde uvedené se však dají zevšeobecnit pro všechny syntetické skladebné postupy i v jiných hudebních oblastech.
Základem umělecké tvorby je nápad, fantazie, asociativní myšlenka. Z mnoha náhodně vzniklých myšlenek lze zpravidla použít jen některé. Metody zkoušek a omylů, pokusů a chyb, jak o nich hovoří kybernetika, nejsou vlastně nic jiného než zmíněné myšlenkové postupy. Myšlení autora - umělce je ovlivněno vzděláním, vědomostmi, přístupem k tradici a současnosti, vlastními tvůrčími systémy aj.
Pro názorný příklad uvádíme zde zjednodušený postup při vytváření melodické linky bez ohledu na jiné skladebné parametry (rytmus, dynamika, agogika, harmonie, forma atd.).
Skladatel je omezen např. rozsahem nástroje nebo hlasu, zákazem použití nevhodných intervalů (opakovaného tónu, tritónu, velkých skoků), délkou melodického úseku, jeho stavbou. Skladatel určí stupnici, modus, tóninu, ve které se má melodická linka pohybovat, směr melodie, její vrcholy (vrchol a důl), výskyt častějších intervalů oproti méně častým, melodické postupy podle harmonického doprovodu a pod.
V počítači lze uvedené postupy simulovat pomocí náhodných nebo pseudonáhodných čísel. Při použití pseudonáhodných čísel je možno vyvolat tentýž sled čísel pro využití obdobné hudebně skladebné struktury, např. pro opakování nebo variování melodie. Při vytváření jednoduché melodické linky počítačem je pomocí vhodného programu a pseudonáhodných čísel určen v daném tónovém rozsahu první tón melodie, další tón bude tvořen v dané tónině, požadovaném intervalu, směru melodie, v dané harmonické funkci atd. Nevhodné tóny, které neodpovídají daným požadavkům a kterých může být i většina, počítač eliminuje. Při rychlostech současných počítačů je ztráta času, potřebného pro vznik a vyloučení nevhodných tónů,
zcela zanedbatelná.
Využití náhodných postupů pro kompozici vážných autonomních skladeb není výlučnou vymožeností naší počítačové éry. Ze světoznámých skladatelů využívali náhodných čísel pro svou tvorbu mj. i HAENDEL, HAYDN a MOZART [4] . V tomto století např. i G.GERSHWIN při kompozici své
jazzové opery Porgy a Bess [5]. To vše se dělo poměrně jednoduchými postupy (např. s pomocí hrací kostky) samozřejmě bez použití samočinných počítačů.
Počítače byly v umělecké oblasti použity brzy po prvním rozšíření prakticky použitelných strojů. Pokusy s tvorbou počítačové hudby byly vlastně prvním užitím počítačů v umění vůbec, a to již od roku 1949 v USA. První závažná autonomní počítačová skladba byla veřejně provedena 9.8.1956. Vznikla s pomocí počítače Illiac na universitě v Illinois, jejími autory byli L.HILLER a L.ISAACSON. Skladbu nazvali Illiac Suite pro smyčcový kvartet [6] . Od té doby se věnovala počítačové tvorbě řada významných skladatelů, mj. P.BOULEZ, J.CAGE, G.M.KOENIG, K.STOCKHAUSEN a Y.XENAKIS. Dále z významných polských skladatelů W. KOTONSKI, v SSSR E.DĚNISOV a skupina skladatelů při výpočetním středisku Akademie věd SSSR. I v ČSSR je řada skladatelů, kteří se věnují tvorbě počítačové hudby. Na Janáčkově akademii múzických umění v Brně probíhá od r.1969 v rámci postgraduálního studia skladatelů výuka kompozice počítačové hudby. Ve Spojených státech na každé universitě existuje elektroakustické a počítačové středisko pro účely výuky a výzkumu.
Od konce 60. let se připojují k počítačům syntezátory, počítači ovládané přístroje na výrobu syntetických zvuků. Počítač tak ovládá nejen kompozici skladby, ale i její provedení, tedy zvukovou realizaci, často k nerozeznání podobnou interpretaci tradičními hudebními nástroji. Poprvé byl takový systém programů, nazvaný MUSIC předveden M.MATHEWSEM v Bell Laboratories v New Jersey roku 1967.
Dochází také k úspěšným pokusům se zápisem a tiskem tradičního notového záznamu pomocí počítače. Pro tento účel může být použito plotteru, zapisovacího zařízení, které je relativně pomalejší, než přímá kopie z terminálu počítače. Slibné výsledky v počítačovém zápisu not dosáhli i naši odborníci [7].
Vychází řada publikací a časopisů o počítačové hudební tvorbě [8]. Mezi nejvýznamnější časopisy patří čtvrtletník Computer Music Journal, vydávaný v USA.
V celém světě existují různé umělecké skupiny, společnosti a organizace, kter0 organizují řadu přednášek, seminářů, festivalů a konferencí o počítačové hudbě. Na poslední Mezinárodní konferenci počítačové hudby konanou v říjnu 1984 v Paříži dostali pozvánku i českoslovenští tvůrci počítačové hudby. Na konferenci uvedli přednášku o využití počítačů v hudební oblasti v našich zemích i s řadou hudebních ukázek ze skladeb, vytvořených s pomocí počítače [9].Poněvadž připravujeme pro časopis Matematické obzory obšírný samostatný článek s množstvím grafů o počítačových programech pro soudobé hudební skladby a elektronickou hudbu, soustředíme se v tomto příspěvku jen na stručný popis obou programů.
Na základě daných údajů z terminálu, děrného štítku nebo jiného periferního zařízení je možné přesně určit pomocí programu pro soudobé hudební skladby metrum, počet taktů, počet rytmických hodnot, rozsah melodie, její směr, modus, tóninu, počet hlasů ve vícehlasu, transpozici aj. Pomocí náhodných čísel s různým rozložením požadavků lze vytvářet rytmické délky, pomlky, trylky, tremola a různé jiné melodické ozdoby s různým počtem
tónů, směr melodické linky, intervaly mezi tóny melodie a ve vícehlasu aj. Program automaticky eliminuje tóny mimo zvolenou tóninu a určený rozsah, vytváří taktové dělení, převádí výsledky do transkripčního notového kódu s vhodnými notovými klíči aj. Výsledný tisk vychází z modifikovaného kódu ALMA (Alphanumeric Language for Musical Analysis), který byl upraven pro naše potřeby z kódu M-ALMA-72 [10]. Výsledky je také možno číst na terminálu nebo přímo převádět na plotter do notového zápisu.
V programu pro vznik elektronických skladeb je použito tónových výšek, daných ve frekvencích v okrajových polohách od 50 do 5000 Hz. Dvojice náhodně vybraných čísel, omezená intervalem od velké sekundy do tří oktáv se stala 1. a 10. tónem zamýšleného bloku elektronicky vyrobených tónů. Zbylých 8 tónů je vloženo pravidelně nebo náhodně podle předem stanoveného rozložení.Na závěr uvádíme několik vysvětlujících postřehů k práci brněnských tvůrců počítačové hudby, které byly nebo budou publikován v knihách a článcích, vydaných v ČSSR i v zahraničí:
R.RŮŽIČKA [11]: "... Vlastní 'tvůrčí' činnost samočinného počítače v pozdějších kompozicích spočívala ve využití náhodných nebo pseudonáhodných čísel, daných počítačem pro přesné určení tónových výšek a délek, dynamiky, vytváření hudební barvy, formového uspořádání skladby, prostorového řešení atd. U většiny takto vzniklých skladeb dochází pouze ke zpracování základního kompozičního materiálu počítačem; využití materiálu, tj. především jeho logický výběr je zcela součástí autorské kompoziční práce. Výsledkem bylo nejen nezanedbatelné zrychlení pracovního skladatelského procesu, ale především jednotné kompoziční řešení celé skladby, precizní racionální stavba všech skladebných prvků a v neposlední řadě i 'inspirace' výsledky z počítače ..."
doc. RNDr. J.KOPŘIVA, CSc.: "... Čím více je počítač 'nucen' k samostatné 'tvůrčí' činnosti, tj. čím zdánlivě 'samostatněji' pracuje bez dialogu s člověkem, tím více je závislý na tom, co do něj programátor předem uložil a tím více má výsledek mechanický a málo tvůrčí charakter. Naopak, čím lépe zná skladatel možnosti počítače a dovede jich vhodně využít a podřídí je vlastním tvůrčím schopnostem, tím vyšší úroveň má kooperace skladatel - počítač a tím lepší je její výsledek ..."
RNDr. J.GERBRICH: "... Rozhodně zastávám názor, že programátor computer music musí mít určité hudební vzdělání. Čím hlubší jsou jeho znalosti, tím lépe se nejen domluví se skladatelem o jeho záměrech, ale může mu ukázat možnosti, s nimiž lze efektivně a snadno dosáhnout lepších výsledků. Může a měl by ovlivnit skladatele zejména ve způsobu komunikace s počítačem (vstup dat, tvar výsledků) ..."
R.RŮŽIČKA [9]: "... Při kompozici počítačové hudby je třeba mít hudební nápady alespoň na takové úrovni, jako v kompozici 'nepočítačové' hudby. Co však je nejdůležitější pro skladatele počítačové hudby, je nutnost mít představivost předběžného výsledku, který na základě skladatelových požadavků vydá počítač. Skladatel tedy musí perfektně vědět jak bude výsledný počítačový materiál vypadat, k čemu se bude moci použít, předem v programu zamezit postupům, které budou ve skladbě nezužitkovatelné ..."
Literatura[1] Herbert W.FRANKE: Počítače a vizuální umění. Praha 1980
[2] Wilhelm FUKS: Po vsem pravilam iskusstva (Muzyka od Palestriny do Schönberga). Iskusstvo i EVM. Moskva 1975, str. 302-309, 515-516
[3] Sborníky: Lidová píseň a samočinný počítač I. Brno 1972, III. Praha 1976
[4] Jan RYCHLÍK: Od hrací kostky k tabulce náhodných čísel. Sborník: Nové cesty hudby. Praha 1964, str. 67-68
[5] Hans Heinz STUCKENSCHMIDT: Musik des 20. Jahrhunderts. Wien 1979, str.194-204
[6] Rudolf Ch. ZARIPOV: Kibernětika i muzyka. Moskva 1971 str. 51-53
[7] Luba BALLOVÁ: Totožnost' a podobnosť melódií. Bratislava 1982, str. 107
[8] Stefan M. KOSTKA: A Bibliography of Computer Application in Music. New Jersey 1974
[9] Josef GERBRICH, Rudolf RŮŽIČKA, Jiří STEHLĺK: The Computer Musical Compositions in Czechoslovakia. Proceedings of the 1984 ICMC. CSRI University of Toronto 1985
[10] Luba BALLovÁ: Totožnost' a podobnosť melódií. Str. 71-87
[11] Rudolf RŮŽIČKA: Využití sarmočinných počitačů při vzniku uměleckých děl se zvláštním zaměřením na hudbu a soudobou hudební kompozici. Ediční středisko JAMU. Brno 1980
[12] Josef GERBRICH, Rudolf RŮŽIČKA: Počítačový program pro vznik elektroakustických skladeb. Matematické obzory 34, ALFA Bratislava 1990, str. 75-82