Musik Programmieren. Vernetzungstag 2018 Präsentation Sonic Pi Andreas Schreier

Transkript

1 Musik Programmieren Musik und Computerprogramme haben eines gemeinsam: Sie benötigen Zeit, um ausgeführt zu werden. Ein Notentext gibt dem Spieler vor, wann er was machen soll. Ein Computerprogramm gibt dem Computer vor, wann er was machen soll. Unter diesem Gesichtspunkt bietet die Musik einen dankbaren Einstieg, um die Funktionsweise eines Computerprogramms zu veranschaulichen. Es gibt viele Programme um dies umzusetzen, in diesem Workshop werden wir Sonic Pi kennenlernen. Sonic Pi kann unter folger Adresse heruntergeladen werden: sonic-pi.net Es läuft unter Linux, Mac und Windows. Sonic Pi nutzt den Computer als Musikinstrument. Ein Programmquelltext bildet die Grundlage für die Klangerzeugung. Im Folgen möchte ich aufzeigen, wie das vonstattengehen kann: Zuerst möchte ich etwas musikalisches Basiswissen erläutern: Tonhöhen: Musikalische Tonhöhen sind in Sonic Pi mit Midi-Zahlen hinterlegt. Der Kammerton a mit 440Hz entspricht dabei der Zahl 69. Mit dem Befehl play kann ich nun einen Ton spielen. Ich kann den Ton entweder mit einer MIDI- Zahl, oder aber mit dem Ton-Namen gemäss Liste aufrufen. Wenn ich mit Ton-Namen arbeite, muss ich vor den Ton-Namen einen Doppelpunkt setzen. Beispiel: MIDI-Zahl: play 69 Ton-Namen: play :a Wenn ich den play -Befehl zweimal hintereinander einsetze, so erklingen zwei Töne gleichzeitig. Beispiel: play 69 play 72

2 Wenn ich die Töne nacheinander hören möchte, so muss ich sie mit dem Befehl sleep voneinander trennen. Dem Befehl sleep muss ich eine Dauer zuorden, Standardmässig ist 1 eine Sekunde. Eine Tonleiter: play :c play :d play :e play :f play :g play :a play :b play :c Synthesizer (Klangfarbe): Wenn nichts anderes erwähnt ist, benutzt Sonic Pi als Standard den Synthesizer beep. Mit dem Befehl use_synth : kann man aus einer Reihe von Synthesizern auswählen, um verschiedenartige Klänge zu bekommen. Der Befehl muss, um wirksam zu werden, vor den Befehl play geschrieben werden. Jetzt kann ich zum Beispiel vor meine Tonleiter use_synth :pretty_bell einfügen, und die Klangfarbe verändert sich. Alle Synthesizer sind in der Help -Datei unter Synths beschrieben. Tondauer (Rhythmus): Musik benötigt zum Erklingen Zeit, und diese Zeit wird strukturiert. Indem man dem Befehl sleep verschiedene Dauern zuordnet, können verschiedene Notenwerte erzeugt werden. Es gibt mehrere zeitliche Strukturebenen, die tiefste ist der Puls, oder Englisch beat. In der Programmstruktur von Sonic Pi kann die Dauer des Pulses als beats per minute, abgekürzt bpm mit dem Befehl use_bpm definiert werden. Damit wird also die Anzahl Impulse pro Minute angegeben. Auf diese Weise können alle zeitlichen Abläufe, die Standardmässig auf 1 Sekunde gesetzt sind, verändert werden. Der Befehl muss, um wirksam zu werden, vor den Befehl sleep geschrieben werden. Jetzt kann ich vor meine Tonleiter use_bpm 200 einfügen, und sie wird viel schneller abgespielt.

3 Zur Erinnerung: Unsere Notenwerte sind für eine geradwertige Unterteilung vorgesehen, es gibt also ganze, halbe, viertel, achtel und sechzehntel Notenwerte. Andere Dauern erhalten wir unter anderem, indem wir die Notenwerte mit einem Punkt verlängern. Weil der gebräuchlichste Pulswert die Viertelnote ist, und der Pulswert in Sonic Pi mit der Zahl 1 definiert ist, ordnen wir die 1 dem Viertel-Notenwert zu. Das ergibt dann folges Bild: w = 4; hk = 3; h = 2 q = 1; ek = 0.75 e = 0.5; x = 0.25 Beispiel (Kuckuck ruft s aus dem Wald): play :g play :e sleep 2 play :g play :e sleep 2 play :f play :e play :d play :c Datenstrukturen: Weil es mühsam ist, immer play und sleep zu schreiben, kann man diese Befehle auch mit einer Liste kombinieren. Wenn man anschliess an play eine Liste öffnet, können man darin alle Tonhöhen untergebracht werden, die benötigt werden. Beispiel (Kuckuck ruft s aus dem Wald): play [:g, :e, :g, :e, :f, :e, :d, :c] Hier tönen nun alle Töne gleichzeitig. Anstatt des play -Befehls verwe ich nun den Befehl play_patterned_time und ergänze eine zweite Liste, von der ersten Liste durch ein Komma abgetrennt. Mit dieser zweiten Liste kann ich die Dauer der einzelnen Töne steuern: play_pattern_timed [:g, :e, :g, :e, :f, :e, :d, :c], [1, 2, 1, 2, 1, 1, 1, 1] Den Befehl sleep benötige ich nun nur noch für echte Pausen. Mit diesem Wissen kann ich mich nun daran machen, ein ganzes Lied aufzuschreiben, zum Beispiel Rock my Soul. Eine Raute ermöglicht es mir, meinen Programmcode zu kommentieren. Was hinter der Raute steht, wird vom Programm ignoriert.

4 use_bpm 100 # 1. Einsatz Takt 1-8 play_pattern_timed [65,65,65,65,65],[1,1,1,0.5,0.5] play_pattern_timed [65,65,65,69,67,65],[0.5,0.5,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [60,60,60,60,60],[1,1,1,0.5,0.5] play_pattern_timed [60,60,60,60,62,64],[0.5,0.5,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [65,65,65,65,65],[1,1,1,0.5,0.5] play_pattern_timed [65,65,65,69,67,65],[0.5,0.5,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [60,60,62,64],[1,1.5,0.5,1] # 2. Einsatz Takt 9-16 play_pattern_timed [69,65,65],[2,1.5,0.5] play_pattern_timed [69,69,72,70,69],[1,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [70,67,67],[2,1.5,0.5] play_pattern_timed [70,70,74,72,70],[1,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [69,65,65],[2,1.5,0.5] play_pattern_timed [69,69,72,70,69],[1,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [72,72,72,70],[2,0.5,0.5,1] play_pattern_timed [69],[1] # 3. Einsatz Takt play_pattern_timed [69, 69, 69,67],[1,0.5,0.5,1]

5 Programmstrukturen: Block: Eine in Sonic Pi verwete Struktur ist der Block. Ein Block wird immer mit dem Befehl do eingeführt und mit dem Befehl abgeschlossen. Mit Hilfe des Befehls define : kann ich jetzt den 1. Teil des Liedes als Funktion definieren. Ich gebe diesem Teil den Namen und mache dasselbe mit dem zweiten und dritten Teil des Liedes und benenne sie und. Die Funktion kann ich definieren, indem ich einfach den Namen vor und nach dem entsprechen Einsatz die folgen Befehle schreibe: define : do define : do define : do Die Einrückungen nimmt das Programm automatisch vor. Nun muss ich anschliess an meinen Code folges schreiben, damit das Lied abgespielt wird: Wenn zwei Blocks gleichzeitig abgerufen werden sollen, kann ich das mit dem Befehl in_thread tun. Mit diesem neuen Befehl ist es mir nun möglich, obiges Lied als Kanon zu spielen. Ich definiere die drei Liedteile als Blöcke, die gleichzeitig gespielt werden sollen. Damit sie sich klanglich voneinander abheben, ordne ich zudem jedem Liedteil einen anderen Synthesizer zu. Ich erreiche das, indem ich,, durch folge Programmzeilen ersetze:

6 use_synth :pretty_bell use_synth :piano use_synth :pluck Als letztes fehlt mir noch die Akkordbegleitung. Auch die kann ich als Funktion definieren und anschliess an die Definition des ins Programm aufnehmen. define :begleitung do # 8 Takte Begleitung, 3 Mal wiederholt play_pattern_timed [53, 57, 60], [1, 1, 2] #F-Dur-Dreiklang, Töne f, a, c play_pattern_timed chord(:f3, :major), [1, 1, 2] #F-Dur-Dreiklang, dasselbe wie oben play_pattern_timed chord(:c3, :major), [1, 1, 2] # C-Dur-Dreiklang, Töne c, e, g; play_pattern_timed chord(:c3, :dom7), [1] # C-Dur-Dominant-Sept-Akkord; Töne c, e, g, b; play_pattern_timed [53,57,60], [1, 1, 2] play_pattern_timed chord(:f3, :major), [1, 1, 2] play_pattern_timed chord(:c3, :major), [1, 1, 2] play_pattern_timed [53,57,60], [1, 1, 2] Damit es auch ausgeführt wird, füge ich folge Programmzeilen am Ende des Programms an, ergänzt um einen neuen Synthisizer: use_synth :blade begleitung

7 Nun möchte ich dieses Lied noch mit einer fetzigen Schlagzeugbegleitung aufpeppen. Das kann ich wiederum machen, indem ich definiere, was das Schlagzeug machen soll. Dazu benutze ich Samples. Samples sind Klangereignisse, die vorher schon aufgenommen und als Klangdatei abgespeichert wurden. Sonic Pi enthält schon 130 solcher Samples. Meine Schlagzeugbegleitung sieht nun folgermassen aus: define :schlagzeug do #8 Takte Schlagzeug (7 Takte plus 1 Takt Break) 3.times do # 3 Mal wiederholen 7.times do sample :drum_snare_hard sleep 0.5 sleep 0.5 sample :drum_snare_hard sample :drum_tom_hi_hard sample :drum_tom_hi_soft sample :drum_tom_mid_soft sample :drum_tom_mid_hard Das schreibe ich nun bei meinem Programm anschliess an die Definition von Einsatz 3 hinein. Damit es abgespielt wird, muss ich an den Ende des Programms folgen Programmcode setzen: schlagzeug

8 Die ganze Programstruktur sieht nun wie folgt aus: use_bpm 200 # 1. Einsatz Takt 1-8 define : do play_pattern_timed [65,65,65,65,65],[1,1,1,0.5,0.5] play_pattern_timed [65,65,65,69,67,65],[0.5,0.5,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [60,60,60,60,60],[1,1,1,0.5,0.5] play_pattern_timed [60,60,60,60,62,64],[0.5,0.5,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [65,65,65,65,65],[1,1,1,0.5,0.5] play_pattern_timed [65,65,65,69,67,65],[0.5,0.5,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [60,60,62,64],[1,1.5,0.5,1] # 2. Einsatz Takt 9-16 define : do play_pattern_timed [69,65,65],[2,1.5,0.5] play_pattern_timed [69,69,72,70,69],[1,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [70,67,67],[2,1.5,0.5] play_pattern_timed [70,70,74,72,70],[1,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [69,65,65],[2,1.5,0.5] play_pattern_timed [69,69,72,70,69],[1,0.5,1,0.5,1] play_pattern_timed [72,72,72,70],[2,0.5,0.5,1] play_pattern_timed [69],[1] # 3. Einsatz Takt define : do play_pattern_timed [69, 69, 69,67],[1,0.5,0.5,1] define :begleitung do # 8 Takte Begleitung, 3 Mal wiederholt 3.times do play_pattern_timed [53, 57, 60], [1, 1, 2] #F-Dur-Dreiklang, Töne f, a, c play_pattern_timed chord(:f3, :major), [1, 1, 2] #F-Dur-Dreiklang, dasselbe wie oben play_pattern_timed chord(:c3, :major), [1, 1, 2] # C-Dur-Dreiklang, Töne c, e, g; play_pattern_timed chord(:c3, :dom7), [1] # C-Dur-Dominant-Sept-Akkord; Töne c, e, g, b; play_pattern_timed [53,57,60], [1, 1, 2] play_pattern_timed chord(:f3, :major), [1, 1, 2] play_pattern_timed chord(:c3, :major), [1, 1, 2] play_pattern_timed [53,57,60], [1, 1, 2] define :schlagzeug do #8 Takte Schlagzeug (7 Takte plus 1 Takt Break)

9 3.times do # 3 Mal wiederholen 7.times do sample :drum_snare_hard sleep 0.5 sleep 0.5 sample :drum_snare_hard sample :drum_tom_hi_hard sample :drum_tom_hi_soft sample :drum_tom_mid_soft sample :drum_tom_mid_hard use_synth :pretty_bell use_synth :piano use_synth :pluck use_synth :blade begleitung schlagzeug

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