11. Computergestützte Komposition
- Standard-Sequenzer LOGIC
- die syntagmatische Software MAX
- die paradigmatische Software PRESTO
In dieser Vorlesung werden wir drei Konzepte von Kompositionssoftware diskutieren. Dabei ist es weniger wichtig, wie neu oder aktuell die Programme sind, die wir uns vornehmen, als wie ihr Konzept generell funktioniert. Denn die existierenden Konzepte bleiben, im Gegensatz zu den Versionen, relativ lange bestehen.
Wir diskutieren zuerst das, was man als ganz normale Sequenzer-Software kennt, am Beispiel des LOGIC-Progamms der Hamburger Firma e-magic (vormals C-Lab), dann das auf dem syntagmatischen LEGO-Prinzip basierende MAX-Programm, und schliesslich das paradigmatisch konzipierte PRESTO-Programm.
Standard-Sequenzer LOGIC
Sequenzer-Programme sind heute sehr verbreitet und haben auch eine relativ stabile Funktionalität erreicht. Wir betrachten einen der am meisten verbreiteten und erprobten Sequenzer, das Programm LOGIC (vormals NOTATOR) von e-magic.
Ein Sequenzer ist eine vor allem an MIDI gekoppelte Software, die das Paradigma eines Tonbandgerätes als Software übernimmt und natürlich mit den entsprechenden Verbesserungen versieht. Das heisst, ein Sequenzer erlaubt dies:
- AUFNAHME: MIDI-Signale von Synthesizern, die durch Musiker bespielt werden, in den Arbeitsspeicher übernehmen und als MIDI-File speichern. Eingabe ist manchmal auch durch Maus-Eingabe (Zeichnen) möglich.
- WIEDERGABE: Im Arbeitsspeicher geladene Musikdaten, die man eben eingespielt hat oder oder aus MIDI-Files geladen hat, als MIDI-Daten an Synthesizer-Instrumente abzugeben.
- DARSTELLUNG: Die geladenen Musikdaten können in diversen Formaten visualisiert werden: als Partitur (SCORE), als Pianolabalken (MATRIX), als Texte (EVENTLIST).
- BEARBEITUNG: Die im Arbeitsspeicher befindlichen Daten können graphisch-interaktiv (Maus, Scrollbars etc.) verändert werden in allen Darstellungsmodalitäten. Und auch bis zu einem gewissen Grad für die Performance.
Das Paradigma des Tonbandes wird ganz prominent auch in der Aufteilung in Tracks oder Spuren übernommen, also Teilen des gesamten Musikstücks, die aus Gründen der Stimmenverteilung oder einfach organisatorisch in getrennten Bereichen verarbeitet werden.
Bild 118: Sequenzer-Software I
Bild 118 zeigt drei Fenster von LOGIC: das grosse Fenster ist die Score-Darstellung der Musikdaten. Wir sehen einen Ausschnitt aus der Kunst der Fuge. Links im Bild sind die Partitursymbole angebracht, welche man zur Veränderung der Score anklicken und einsetzen kann. Links oben sieht man (ganz klein) die in allen Texteditoren bekannte Auswahl des Cursors zwischen Pfeil, Bleistift und Radiergummi. Ausdruck der Partitur ist natürlich möglich und auch eine der von den Benutzern am meisten geschätzte Funktionen.
Das mittlere Fenster zeigt dieselbe Komposition als Schichtug von vier Spuren, die je noch Namen tragen, hier einfach "String Quartet" in der ersten Spur etc. bis "The Art of Fugue - BWV 1080" in der vierten Spur.
Man kann Spuren einzeln bearbeiten, sie zusammenmischen (mergen), kopieren, etc. Das Konzept der Spuren ist eine typische globale Technik der Überdeckung des Musikstücks mit quasi-geographischen Karten, über die wir in Abschnitt unten über die Software presto noch ausführlicher sprechen werden.
Rechts unten sieht man das "Transportfenster" (schlechter Name!). Hier kann man die elementaren Tonband-Abspielfunktionen aufrufen: Play, Stop, Fast Forward, Fast Back, Interrupt, etc. Hier ist es auch möglich, das momentane Tempo neu zu setzen, typisch mit Doppelklick auf die Tempozahl.
Bild 119: Sequenzer-Software II
Bild 119 zeigt links oben die bekannte Pianola-Darstellung im Matrix-Fenster des Musikmaterials. Die Balken können verschoben werden, gestreckt oder gestaucht und an allen Parametern (vornehmlich graphisch-interaktiv) editiert werden. Die Farben der Balken stehen für veränderte Objekte oder für Klangfarben (MIDI-Instrumente).
Unten links sieht man die entsprechende Information als textuelle Darstellung (entsprechend hässlich) aufgeführt in einer Liste, wo jede Zeile ein Event darstellt. Links kommt zuerst die Position der Einsatzzeit im Taktgefüge, dann die Objektsorte (Note), dann die MIDI-Kanalnummer, der Programmchange, die Velocity, die Dauer, alles in Vierteln, Achteln, etc., also klassisch musikalischen Grössen.
Oben rechts sieht man einen Ausschnitt der Tempo-Treppen-Struktur. Wir wissen, dass MIDI keine Tempokurven, sondern nur diskrete Tempo-Ereignisse hat, zwischen denen das Tempo konstant bleibt.
Diese Folge von Tempoereignissen wird in der rechts unten sichtbaren Liste dargestellt. Während man diese Liste als Text editieren kann, ist das natürlich in der obigen graphischen Tempo-Graphik auch graphisch möglich.
| Dies ist auch wieder ein Gegenbeispiel zu Datenfriedhöfen. Die Musikdaten sind zwar sichtbar und erkennbar in allen Formaten, wie man es aus klassischen Papier-Dateien kennt. Man kann alles aber auch stets verändern. Es sind Zeichen, die ihre Bedeutung weitgehend "verinnerlicht" haben. Wir müssen sie nicht exklusiv selber wiederherstellen. Wissen liegt also viel mehr als früher vor uns und ist operationalisiert. |
Die beiden Kompositionsprinzipien
Die Standardsequenzer sind alle nicht besonders geeignet, das Komponieren im engeren Sinne und auf intelligente Weise zu unterstützen. Das heisst, man spielt entweder über MIDI ein oder man schreibt halt Note für Note wie früher die Komposition in die entsprechenden Fenster. In diesem Sinne ist der Sequenzer ein altertümliches Werkzeug, etwas zwischen Tonbandgerät und Notenschreibmaschine.
Komposition im engeren Sinne wird durch andere Software unterstützt. Es gibt dazu zwei grundsätzliche verschiedene Ansätze. Diese orientieren sich an den grundlegenden Saussureschen Achsen aller Zeichensysteme: der Syntagmatik und der Paradigmatik.
- Komponieren unter dem Prinzip der Syntagmatik bedeutet, dass man die Musikzeichen als Syntagma nebeneinander setzt, also ihre Position in präsentia setzt. Man komponiert, wie man spricht: Wort für Wort!
- Komponieren unter dem Prinzip der Paradigmatik bedeutet, dass man die Musikzeichen nicht primär als Syntagma aussetzt, sondern auf paradigmatische Verwandtschaft achtet, also auf Position in absentia.
Es ist offenkundig, dass das syntagmatische Komponieren viell leichter und "automatischer" geht als das paradigmatische Verfahren. Wir werden das nun genauer diskutieren anhand zweier typischer Vertreter dieser Ansätze.
Syntagmatische Software MAX
MAX steht für Max Mathews, dem Pionier, welchem wir schon in der Klangsynthese begegnet waren. Die Software MAX, welche seit 1985 von Miller Puckette und Dave Zicarelli entwickelt wurde und nun von der Firma Opcode vertrieben wird, ist ein typisches syntagmatisches Kompositions-Werkzeug.
MAX verfolgt ein graphisches Konzept, welches dem der visuellen Programmierung entlehnt ist. Man setzt wie damals in der Music-N die Unit Generatoren nun Kästchen auf dem Bildschirm aus und verbindet sie mit "Kabeln", so dass sie aufeinander einwirken und Befehle austauschen, Zahlen weitergeben, und so schliesslich Klänge und Klanggestaltungsregeln ausgeben. Das kann als MIDI oder als Audio-Signal geschehen, es spielt keine Rolle.
Die Funktionsgruppen von MAX heissen Patcher Object und sind Agglomerate, die aus drei Objekt-Sorten zusammengesetzt sind (siehe Bild 120):
- Message Box
- Control Object
- Signal-processing Object
Die Konfiguration eines Patcher-Objekts kann man im Edit-Mode verändern und im Run-Mode laufenlassen, d.h. drauf klicken etc., wir haben unten ein Beispiel bereit.
Die Message Boxes senden Botschaften quasi "drahtlos" an sogenannte receiver objects (controller), die dann diese Botschaften weiterleiten. In unserem Beispiel werden unter Nummer 1 die Message Boxes für den Start und die Beendigung einer Klang-Generierung benutzt.
Die start-Botschaft geht an das [receive dac] object unter Nummer 2 (dac =digital to audio converter). Dies sagt dem Signalprocessing-object [dac~], es soll den Oszillator [osc1~] laufen lassen. Die Frequenz des Oszillators wird durch das Objekt [receive freq] definiert, welche dem Controller [sig~440], welcher grundsätzlich 440 Hz sendet, eingegeben wird. Das Multiplikator-Objekt [*~] macht dann die richtige Frequenz aus den 440 Hz.
Die Frequenz ihrerseits wird durch das Control-Objekt [send freq] definiert, welche aus dem MIDI-Noteneingang [notein] die MIDI-Botschaft aus der Hardware des Systems bekommt. Das Controller-Objekt [stripnote] nimmt von der MIDI-Botschaft alles weg bis auf die Note-ON-Botschaft und sendet die MIDI-Key weiter, aus der eine Frequenz erzeugt wird, da ja die MIDI-Sprache keine direkte Frequenz angibt, wie wir wissen.
Dei Hüllkurve des Klanges schliesslich wird durch das Objekt [line~] definiert, welches so die Botschaft der Amplitude (der Lautstärke) überträgt, welche von der Message Box oben links mit der Amplitudenmeldung "amp 0.1 1000" kommt. Das bedeutet: Für eine Dauer von 1000 ms Amplitude vom Ausgangswert 0 am Anfang auf 0.1 gehen soll. Dort bleibt die Amplitude bis wir eine nächste Anweisung geben. Die anderen Boxen bei Nummer 3 sagen, dass die Amplitude während der Dauer von 2000 ms auf 0.1 gehen soll, das ist frei instellbar während des Ablaufs. Wir erkennen hier die radikal syntagmatische Situation: Realtime Composition, es passiert alles dem syntagmatischen Faden der realen physikalischen Zeit entlang!
Wir erkennen die gleichen Strukturen wie früher in unserem Klangmodell aus Wave, Envelope und Support (Bild 27).
Bild 120: Ein Patch von MAX
Wie MAX funktioniert in einer künstlerischen Anwendung, zeigt Bild 121.
Bild 121: Lexicon-Sonate von Karlheinz-Essl
Essls Komposition Lexikon-Sonate ist auf dem Netz zu haben und kann bedient werden (siehe http://www.essl.at/works/Lexikon-Sonate.html). Sie ist aus modernen Klavierstilen hervorgegangen und soll den Hypertext-Roman Lexikon-Roman als variable Musikspur begleiten. Hier Essls Text im Internet:
Lexikon-Sonate is a work-in-progress which was started in 1992. Instead of being a composition in which the structure is fixed by notation, it manifests itself as a computer program that composes the piece - or, more precisely: an excerpt of a virtually endless piano piece - in real time. Lexikon-Sonate lacks two characteristics of a traditional piano piece:
- there is no pre-composed text to be interpreted, and
- there is no need for a pianist or an interpreter.
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Audio 21: Lexikon-Sonate: interaktiv
Paradigmatische Software PRESTO
Wir verfolgten am mathematischen Institut der Universität Zürich anfangs der achziger Jahre analytische Aufgabenstellungen und wir wollten vor allem graphische Konfigurationen auch transformieren im Sinne der Geometrie:
Bild 122: Erster Musik-Computer (30'000.- CHF) von 1980
Nach Entwürfen auf der Basis von Magnetstift-Zeichnungen und Lämpchen etc. kamen damals die ersten Mikro-Computer und Synthesizer auf dem Markt. Wir konnten unsere Vorstellungen erstmals realisieren (Bild 122). Auf Bild 123 sehen Sie die "Tonmartrix", eine Ebene, worauf man Tonhöhe und Einsatzzeit von Tönen angeordnet hatte.
Bild 123+123a: Tonmatrix und Herbert von Karajan vor dem Musikcomputer 1984
Frühling 1984 wurde dieser Computer dann im Rahmen des Oster-Symposium zum Thema "Musik und Mathematik" in Salzburg Herbert von Karajan vorgestellt. Das Wesentliche an unserem Ansatz war nicht die graphische Darstellung, sondern die Transformation und Kombination von Musikmaterial. Darin geht der Ansatz wesentlich über den von Xenakis hinaus.
Video 2: Video von erstem Musik-Computer 1985
1987-1988 Entwicklung des ersten Prototypen von presto ("Music Designer Z71") in Zusammenarbeit mit der FhG/AGD von Prof. Encarnaçao in Darmstadt und auf Empfehlung von Herbert von Karajan.
In den Jahren 1989-1994 folgten Implementierung und Upgrading von presto bis Version 2.02 (Bild 124). Heute steht davon eine Version auf einem Atari-PC im Computermuseum von Siemens-Nixdorf in Paderborn...
Bild 124: presto-Übersicht
Beispiele von presto-Kompositionen:
Audio 22: Kinderszene 1 (Argerich) Von fremden Ländern und Menschen
Audio 23: Kinderszene 1 verfremdet: Mystery Child (CD: Jan Beran/Guerno Mazzola: Immaculate Concept, STOA 71.1002, #10)
Audio 24: Charles Baudelaire: Les Fleurs du mal/La mort des artistes: Prosodie und poetische Funktion im Sinne Roman Jakobsons. (CD: Guerno Mazzola: Synthesis, STOA 71.1001, 3. Satz)
Globale Strukturen in Musik und Mathematik
Es gibt also etwas in der Musikstruktur, welches man aus der Geographie kennt: Karten und Atlanten!
Mathematiker haben dies mit Bernhard Riemann (Habilitation 1854) als Mannigfaltigkeiten formal eingeführt. Gleichzeitig (1854: Vom Musikalisch Schönen) hat auch Eduard Hanslick musikalische Struktur als zusammengesetzt (Kaleidoskop aus Teilen) verstanden (Bild 125).
Bild 125: Riemann und Hanslick (1854)
Bild 126: Mannigfaltigkeit in Musik und Mathematik
Wolfgang Graeser hat in seiner Arbeit
Bachs Kunst der Fuge (1924, da war Graeser erst 18 Jahre alt. Selbstmord mit 24 Jahren!) folgendes geschrieben (ZITAT : Siehe auch
Guerino Mazzola: Geometrie der Töne), damals noch vollkommen avantgardistisch, da die Mengenlehre noch nicht Allgemeingut war:
| Bezeichnen wir die Zusammenfassung irgendwelcher Dinge zu einem Ganzen als eine Menge dieser Dinge und die Dinge selber als Elemente der Menge, so bekommen wir etwa das folgende Bild einer kontrapunktischen Form: eine kontrapunktische Form ist eine Menge von Mengen von Mengen.
Das klingt etwas abstrus, wir wollen aber gleich sehen, was wir uns darunter vorzustellen haben. Bauen wir einmal ein kontrapunktisches Werk auf. Da haben wir zunächst ein Thema. Dies ist eine Zusammenfassung gewisser Töne, also eine Menge, deren Elemente Töne sind. Aus diesem Thema bilden wir eine Durchführung in irgendeiner Form. Immer wird dies Durchführung die Zusammenfassung gewisser Themaeinsätze zu eine Ganzen sein, also eine Menge, deren Elemente Themen sind. Da die Themen selber Mengen von Tönen sind, so ist die Durchführung eine Menge von Mengen. Und eine kontrapunktische Form, ein kontrapunktisches Musikstück ist die Zusammenfassung gewisser Durchführungen zu einem Ganzen, also ein Menge, deren Elemente Mengen von Mengen sind, wir können also sagen: eine Menge von Mengen von Mengen
|
Es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen Mannigfaltigkeiten in der Mathematik und Geographie einerseits, und der Musik andererseits:
Die Wahl der Karten! Sie in der Musik ist sie nicht beliebig, in der Mathematik aber kann man alles wählen, solange sich die Karten untereinander vertragen.
Man kann dies in zwei Bildern veranschaulichen (Bild 127).
Bild 127: Escher: Konvex-Konkav
Illustration: 3D-OBJEKT SCHWARZ/WEISS (Naef-Spielzeug "Ellipso")
Die Verteilung der Karten ist ganz zentral für das Verständnis der musikalischen Struktur. Wir machen ein kleines Beispiel (Bild 128).
Bild 128: Die sieben Karten der Dreiklang-Interpretation der Dur-Tonleiter
Diese Struktur ist zentral für die Modulationstheorie in der Harmonielehre und erklärt auch gewisse Probleme in der Riemannschen Funktionstheorie: Orientierungslosigkeit auf dem Möbiusband. Wir gehen darauf hier aber nicht weiter ein.
Lokal-Globale Perspektiven in der presto-Software
Die presto-Software hat diese Erkenntnis übernommen und erlaubt es, Musik aus lokalen Teilen zusammenzukleben, welche man vorher für sich gestaltet hat. Der paradigmatische Zugang entsteht daraus, dass man die Karten untereinander als paradigmatisch verwandt auswählen kann.
Bild 130 zeigt die Hauptwerkzeuge, um die lokalen Perspektiven zu wählen und damit zu arbeiten.
Bild 130: Hauptbild (11'360 Ticks = Global Score, 568 Ticks = Score = 1/20 Global Score, 71 Ticks = Local Score = 1/8 Score)
Auf der Score kann man neben der horizontalen Achse der Einsatzzeit vertikal die Tonhöhe, die Lautstärke und die Dauer einstellen.
Die Local Score Bild 131 zeigt den lokalen Arbeitsbereich, in welchem man auch noch kleine, und beliebig geformte "Färbepolygone", also Bereiche, definieren kann. Dies ist viel allgemeiner als in den normalen Sequenzern, wo man nur mit Tracks oder darin dann mit Rechtecken arbeiten kann.
Bild 131: Local Score, inklusive Parameterebenen-Wahl. Ferner die Definitionsmöglichkeit eines Färbepolygons
In der lokalen Score kann man alle möglichen Kombinationen von 2 Parametern wählen EH, ED, EL, HL, HD, LD (Bild 132). In jeder Ebene kann man alles tun, keine Ebene ist bevorzugt für die möglichen Operationen. Dies ist natürlich eine ideale Spielwiese für die serielle Musik.
Bild 132: Alle sechs presto-Ebenen
Mengentheoretische Operationen auf Karten
Die Karten lassen sich nun auch mit mengentheoretischen Operationen kombinieren, also in ein Patchwork verwandeln. Dies ist eine der auch von Xenakis im UPIC anvisierten Kombinationsarten von "Partiturseiten", siehe Bild 133.
Bild 133: Boolesche Operationen in presto
Sie lassen sich natürlich auch auf den Färbepolygonen vornehmen, z.T. dadurch, dass man Färbepolygone als Register kopiert etc.
Transformationen
In der Score kann man alle Operationen des Kontrapunktes: Krebs, Umkehr, Krebsumkehr, Transposition, in der jeweiligen Ebene ausführen (also auch etwa in EL!)
In der Local Score kann man alle möglichen Verschiebungen plus alle möglichen Matrixtransformationen (=affine Transformationen) des 4D-Raumes EHLD durchführen (Bild 134).
Jede (affine) Transformation (mit ganzzahligen Koeffizienten) im n-dimensionalen Raum lässt sich als Verkettung auffassen von
- Transpositionum 1 nach oben
- Krebs-Spiegelung
- Parametertausch E mit jedem der anderen Parameter
- Arpeggio horizontal (Scherung)
- n-fache (positive) Augmentation in der E-Achse
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Auf der lokalen Score von presto sind das insgesamt
10' 445' 260' 466' 832' 483' 579' 436' 191' 905' 936' 640' 000 = 1.0445 10^37
Möglichkeiten (das ist die Kardinalität der allgemeinen affinen Gruppe über Z_71^4).....Demgegenüber ist die Zahl der Sterne in einer Galaxis "nur" rund 10^11.
Bild 134: Transformationen auf presto
Ich will das am zweiten Satz meiner Synthesis-Komposition für Klavier, Perkussion und E-Bass erläutern (auf CD STOA 71001, 1991).
Die Variationsstrategie des 2. Satzes: Messiaen-Raster als Ornamente
Wir starten hier mit Messiaen-Rastern, siehe Bild 135, links.
Bild 135: Messiaen-Raster und deren Drehungen
Dabei sind Messiaen-Skalen die üblichen Skalen mit beschränkter Transponierbarkeit, also Ganztonskala, verminderte Terz-Skala, übermässige Terz-Skala etc.
Die Transformation als "Symmetrisierung": Wir verdrehen die Messiaen-Raster, Bild 135 rechts.
(Bild 136: entfällt, = Bild 135 rechte Hälfte)
Für jeden der 9 Raster zu Messiaen M1x M1 bis M3 x M3 kann man nun die Grundmelodie G (Bild 137) der Synthesis-Komposition nehmen und in diese Raster verformen: Bild 138.
Bild 137: Grundmelodie von Synthesis: aus Dreiermotiven zusammengesetzt
Bild 138: Die Originalmelodie und 9 Variationen derselben; das ist typisch paradigmatisch! Die Verwandtschaften sind nicht nebeneinander gesetzte, sondern durch abstrakte Æhnlichkeit erzeugte
Audio 25: Die Variationen mit Klavier durchgespielt
Die globale syntagmatische Strategie des 2. Satzes ist diese: Die Variationen werden zusammen mit der Sonifizierung der strukturellen Ursachen gespielt, d.h. es wird nicht nur die Variation ausgeführt, sondern auch noch die Ursache und Struktur der Variation auskomponiert, bevor die Variation stattfindet; siehe Bild 139.
Bild 139: Präparation einer rhythmischen Struktur für eine Variations-Ursache (M3xM3)
Bild 140 zeigt die auskomponierte Struktur und den Übergang.
Bild 140: Die auskomponierte Struktur und der Übergang
Audio 26: Ganzer 2. Satz
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