Сучасні комп’ютерні технології у дослідженні музичної культури

Сучасні (впродовж ХХ століття) експерименти по створенню електронних музичних інструментів, що своєрідно продовжили попередні спроби “механічної” доби, проілюстрували історично безперервний процес пошуків нових тембрів та звукосполучень, увага до яких у музикознавчих дослідженнях стає на сучасному етапі пріоритетною. Залучення комп'ютерних технологій в електроакустичному синтезуванні звуків значно розширило дослідницький діапазон музикознавчих розвідок у галузі тембрової, ладо-гармонічної, фактурно-тематичної драматургії музичних творів, унаочнило логіко-конструктивні засади музичного мислення. Застосування електроакустичних та комп'ютерних технологій в композиторській практиці - ще один напрямок у дослідженні ролі нових технологій в розвитку сучасної музичної культури.

Розділ 3. - “структура та функції музичних комп'ютерних програм” - складається з п'яти підрозділів, зміст яких послідовно розкриває та аналізує етапи та засоби роботи над музичною комп'ютерною композицією. Підрозділ 3.1 - “Ретроспективний огляд історії розвитку музичних комп'ютерних програм” є інформативним з послідовним розглядом тенденцій розвитку програмних комп'ютерних технологій від початкового етапу, пов'язаного з ігровими розробками, які передбачали одночасне використання одноголосної мелодії, і які з часом змінилися подібністю музичних редакторів (програма БК-0010) без якісної тембральної складової. Поява професійних та напівпрофесійних звукових карт, цифрових інтерфейсів надала можливість записувати і відтворювати звукові фрагменти, працювати з MIDI-послідовностями, комп'ютер перетворився в індивідуальний музичний центр, точніше - звукову студію з різноманітними можливостями “конструювання” музичних творів, здійсненням цифрової обробки звуку, аранжуванням, управлінням партитурою у режимі реального часу. В якості віртуальної студії сучасні системи звукозапису використовуються на завершальному етапі створення музичного “продукту” (тут включаються винятково технічні засоби самого комп'ютера). Відзначене зростання числа програмних засобів, запропонованих для “включення” в музичну практику, потребувало їх класифікації, яка здійснювалася за чотирма групами, аналіз яких репрезентовано в наступних підрозділах:

програми-редактори, що містять секвенсери та засоби для роботи з аудіо-, MIDI-, управління синтезаторами;

програми-аудіоредактори (для роботи з аудіоінформацією, відмінність, яких полягає в алгоритмах обробки звуку, а саме запису “живого” звуку та здійсненні всіляких його перетворень;

plug-ins модулі - вставні модулі до основної програми, які розширюють її функції, інструментальний склад тощо;

програмні емулятори (функціональні імітатори спеціальних музичних пристроїв).

У підрозділі 3.2 - “Програми-секвенсери” - наведено основні етапи створення музичної композиції: генерація музичної партитури (створення гармонії та мелодії, створення ритму (програмування групи ударних інструментів), вибір звучання синтезаторів, запис аудіо-треків з партіями акустичних інструментів, попереднє мікшування (балансування треків)); мікшування (переклад MIDI в Audio, обробка аудіо-треків ефектами, головне мікшування - зведення багатоканальної фонограми у стереопару (мастер-трек), премастеринг - обробка мастер-трека в межах роботи над окремим номером); мастеринг (об'єднання окремих номерів в альбом, компонування, спектральне балансування, балансування гучності, фінальна обробка проекту, копіювання на транспортний носій). Функціональний та структурний аналіз програм першої групи (Cakewalk Pro Audio, Cakewalk Express Gold, Cubase, Logic Audio Рlatinum, Digital Orchestrator Pro та Fruity Loops Pro) спричинив визначення ряду інтегративних факторів у процесі їх застосування. Для проведення багатодоріжкового запису музичних партій в системі MIDI є спеціальний пристрій - секвенсер, який здійснює: запис, редагування та відтворення MIDI інформації, вважається основним інструментом у композиційному процесі, може вмонтовуватися в інструмент, бути окремим пристроєм або комп'ютерною програмою. Процес запису інформації в секвенсер проводиться методом програвання партій або їх частин з MIDI-клавіатури, будь-якого інструменту, що містить MIDI-вихід.

Секвенсери опрацьовують композицію, як правило, декількома редакторами, у кожному з яких записаний матеріал, репрезентований в різних видах для вибору найбільш зручного при редагуванні тих чи інших MIDI-подій. Вибір редактора залежить як від типу подій, передбачених для редагування, так і від персональних переваг.

Підрозділ 3.3 - “Програми для запису та цифрової обробки звуку” - репрезентує аналіз програм другої групи - Sound Forge 4.5, WaveLab, Cool Edit Pro, Samplitude, призначених для роботи з аудіоінформацією (звуком). Їх функціональні можливості спрямовані на запис звуку в режимі реального часу та його перетворення, змінювання тембральних характеристик, відпрацювання якості звучання, додавання різних оригінальних ефектів. Базовими інтелектуальними алгоритмами в кожній програмі були виявлені наступні: обробка, компонування (монтаж), звукові ефекти цифрованого звуку, реставрація фонограм тощо, наявність засобів для ліквідації недоліків запису, що спричиняються різними факторами (програма Sound Forge); одночасне опрацювання кількох звукових фрагментів (файлів), об'єднання їх у групу та зберігання як проект, інтеграція значного масиву звукових фрагментів (файлів) у базу даних (database) (звуковий редактор WaveLab); різноманітні можливості редагування та цифрової обробки звуку, багатоканальне зведення звукового матеріалу (програма-аудіостудія Cool Edit Pro); опрацювання як аудіо-, так і MIDI-файлів (навіть у послідовному режимі на одній доріжці), недеструктивне редагування звукового матеріалу, орієнтація на роботу з віртуальними аудіопроектами (Virtual Project - VIP) (програма Samplitude Studio 2496).

У підрозділі 3.4 - “Додаткові plug-ins модулі обробки звуку” - розглядаються основні алгоритми програмних модулів Cakewalk Audio FX та VST, спрямування яких пов'язано з реалізацією різноманітних способів обробки звуку та призначено для розширення функцій або інструментів основної програми. Вони диференціюються за двома напрямками використання: це модулі підключення до MIDI-програм (секвенсерів, автоаранжувальників, арпеджіаторів тощо) та модулі підключення до програм редагування звуку та звукових студій (аудіо) для цифрової обробки звуку.

У підрозділі 3.5 - “Програмні емулятори синтезаторів та звукових модулів” - наведено аналіз останньої групи програм: GigaSampler, ReBirth RB338, Audio Architect, Reaktor - Classic 2 - VCO.ens, віртуальний семплер SAW Pro - програмних емуляторів синтезаторів звуку, які відтворюють роботу реального фізичного пристрою. Найбільш відомою та функціональною в даній групі виявилася програма GigaSampler, що обумовлено її можливістю “читати” компакт-диски від професійних синтезаторів AKAI, а також програмна версія синтезатора/секвенсера компанії Roland ReBirth RB338. Практичними у використанні для процесу компонування та запису композицій були визначені віртуальні синтезатори Audio Architect, Reaktor - Classic 2 - VCO.ens. Віртуальний семплер SAW Pro опрацьовує аудіоінформацію у режимі реального часу, здійснює поєднання, прослуховування та мікшування музичного матеріалу. Включення за наведеною диференціацією програм (Auto Tune, Reason v1.0, Acid, Nuendo v1.5, GigaStudio) проілюстровано на прикладі студії звукозапису “Alliance Records Studio” піаніста-імпровізатора Т. Полянського. Ці програми завдяки своїй багатофункціональності, наявності додаткових утиліт та алгоритмів обробки звукової інформації надають необхідний “інструментарій” для створення якісного звучання композиції і значно розширюють наші уявлення про акустичні властивості і можливості звуку і психофізіології його сприйняття.

Розділ 4.- “структура та функції навчальних музичних комп'ютерних програм” - включає два підрозділи, які присвячені аналізу програм із запропонованою та введеною нами класифікацією на основі використання принципу експертних систем з відповідним поділом на експертні та неекспертні. У підрозділі 4.1 - “Програми експертного типу” - наведено визначення поняття “експертні системи” та принципи їх функціонування у контексті програмного матеріалу, що аналізується. Технологія експертних систем є одним з напрямків дослідницької бази штучного інтелекту, яка концентрується на розробці та впровадженні комп'ютерних програм, здатних відтворювати, імітувати ті сфери діяльності людини, які потребують мислення, певної майстерності та набутого досвіду.

Музичні навчальні комп'ютерні програми експертного типу Singing Tutor v.4.0, Key Note Music Drills та програма колективу вітчизняних програмістів фірми Vimas Technologies “Carry-А-Tune” проаналізовано в проекції прояву евристичної складової. Це передбачає здатність до навчання на своїх помилках з перевагами “штучної” експертизи (на відміну від людської), яка полягає у сталості, відсутності протиріч, внесенні уточнень, документуванні та передаванні знань (інформації); включення різноманітних фактів з предметної галузі, взаємозв'язки між ними, правила дій. Перспективність музичних експертних систем виявляється як у теоретичному музикознавстві - в дослідженні музичної мови композитора, в процесі створення композиції (із сформованої бази знань (даних) програмуються мелодія, акордові послідовності та отримуються необхідні варіанти гармонізації, поліфонізації музичної тканини для подальшого інкрустування в структуру твору), у реставрації відсутніх фрагментів твору, так і в курсах теоретичних дисциплін - гармонія, поліфонія, аналіз музичних форм, імпровізація (О. Летичевський). Питома вага інтелектуальної складової збільшується в керуючих алгоритмах навчальних музичних комп'ютерних програмах експертного типу, база знань яких зберігає безліч фактів та набір правил, які отримані від експертів та із спеціальної літератури. На відміну від бази даних, де одиниці інформації не взаємопов'язані, у базі знань вони утворюють певні логічні ланцюги як між собою, так і з поняттями зовнішнього середовища. Спрямованість експертних систем полягає в здійсненні допомоги для прийняття самостійного рішення з конкретного питанні. Допущення помилок не виключаються в роботі комп'ютера-експерта, але при цьому системи здатні самонавчатися, ”удосконалюватися”, використовуючи отриманий досвід.

Підрозділ 4.2 - “Програми неексперного типу” - містить аналіз групи навчальних музичних програм Guitar Teacher, Chord Wizard та Super Guitar Chord Finder (version 5.0), які класифікувалися як програми неекспертного типу. Процес аналізу виявив ряд важливих функцій. Зокрема, це інформація теоретичного та практичного призначення для початкового періоду навчання на гітарі з диференціацією завдань, функцією прослуховування твору та озвучення виконаних завдань, а також інформаційними матеріалами та завданнями з історико-теоретичних дисциплін.

Аналіз алгоритмів програми Cakewalk In Concert, крім загальних функцій, сфокусованих на роботі зі звуком у режимі реального часу на концертному виступі, визначив також ряд інших, призначених для навчального процесу створення динамічного плану фрагментів або цілого твору, опрацювання індивідуальних особливостей партій солістів, акомпанементу, виконавських деталей, темпових характеристик тощо. Отже, у музичних навчальних комп'ютерних програмах, переважно експертного типу, відбувається інтеграція комп'ютерної системи із досвідом людини, що дозволило надати їм визначення “інтелектуальних навчальних систем”, які в змозі заповнити недостатність власних знань, інтуїції та навичок, при наявності програм інформативного (неексперного) типу. Проведений аналіз музичних навчальних комп'ютерних програм свідчить про достатньо широкий діапазон знань. При цьому переваги комп'ютерного навчання виявилися в репрезентації матеріалу на якісно новому рівні його розуміння та сприйняття; використання мультимедійних засобів вплинуло на розширення методів вивчення музики.

Розділ 5. - “методи штучного інтелекту в аналізі музичних творів” - включає два підрозділи, які панорамно репрезентують сфери застосування методів штучного інтелекту у контексті дослідження музичної творчості. Висвітлюються питання, пов'язані з виникненням ідей штучного інтелекту та аналізом сучасних тенденцій розвитку напрямку, оглядом проблематики дослідницької бази штучного інтелекту, зокрема, з пошуком форм відображення знань у формалізованому вигляді з фокусуванням на фреймовій моделі. Підрозділ 5.1 - “Історіографічний огляд тенденцій розвитку штучного інтелекту” - присвячений викладу історичних передумов та сучасних напрямків досліджень штучного інтелекту, які віднаходяться ще за часів розвитку стародавніх цивілізацій в ідеї моделювання функцій мозку людини - у стародавньому Єгипті була створена “оживаюча” механічна статуя бога Амона, в “Іліаді” Гомера бог Гефест виковував людиноподібних істот-автоматів, літературні джерела також містять зразки аналогічного моделювання (Галатея Пігмаліона, казковий персонаж Буратіно).

Науковий підхід у розвитку ідей штучного інтелекту спостерігається в одержанні інтелектуальної та нової інформації, передбаченої Раймундом Луллієм у ХІІІ ст.; в аналізі процесів ізоморфності в машинах і живих організмах (праця “Міркування про метод” Р. Декарта, ХУІІст.); у технічній реалізації проявів інтелекту імовірнісними методами (Б. Паскаль); у теоретико-ймовірнісних та логіко-математичних принципах (І. Ньютон та Г. Лейбніц, ХУІІ-ХУІІІст.); у застосуванні алгебраїчних методів до логічних перетворювань (Дж. Буль, ХІХ ст.); у наукових засадах математичної статистики (ХХ ст.). Таким чином, вченими, незалежно одним від одного, були запропоновані універсальні мови класифікації всіх наук, які “кореспондуються” з принципом “двійковості”, започаткованим в найдавніших ученнях Китаю. Їх праці можна вважати першими теоретичними “розробками” в галузі штучного інтелекту. Сучасні дослідження з проблем штучного інтелекту сфокусовані на даних, репрезентованих специфічно організованою інформаційною мережею, яка оперує не даними, а знаннями, не числами, а символами, і до якої відносять теорію фреймів.

У підрозділі 5.2 - “Фреймові структури в аналізі музичних творів” - наведено аналіз функціонування даних логічних структур, запропонованих М. Мінським у дослідженні “Музика, Розум та Значення”. Воно присвячено виявленню логічних взаємозв'язків розумових процедур у поєднанні зі структурою музичного твору, як зазначається автором. Музика не тільки стосується емоційної сфери, вона має безпосереднє відношення до розумових процедур. “Інструментом” пізнання цих процедур виявляється штучний інтелект, який розробляє структури для репрезентації знань. Культура є універсальним міфом, в якому емоція наділена більш глибоким корінням, виявляється більш “пізнаною” у порівнянні з її причиною.

Кожній музичній епосі притаманні універсальні розумові процедури для аналізу психологічних механізмів виникнення, функціонування та сприйняття творів музичної культури. Для проведення такого аналізу виявляються задіяними інші принципи. Так, наприклад, протягом століть принципи знаходження коренів рівнянь у межах множини дійсних чисел були неповними, незавершеними. Математиком К. Ф. Гаусом за допомогою введення комплексних чисел ця проблема була вирішена. Аналогічно математичним законам зміст музики може розкриватися у сприйнятті слухача за допомогою психологічних структур. Наведений М. Мінським аналіз розумових процедур відповідає процесу навчання, в якому сонатна форма ототожнюється з функцією викладача, процесом навчання. Дослідження містить наступні розділи: соната як засіб викладання; що використовує музика; синтаксис теорії музики; простір та мелодія; компонування та керівництво; ритм та надмірність; представлення значення; тема та предмет; примітки (підтвердження).

Автор розглядає музичний твір, в процесі багаторазового програвання та прослуховування якого у сприйнятті слухача відбувається його запам'ятовування та впізнавання. Це є свідченням існування певних логічних структур, які за необхідності можна задіяти та “активізувати” як для аналізу музичних творів, так і для навчального процесу. У результаті, дані логічні структури не будуть являтися безпосередньо музичним твором, а скоріше способом його існування (розділ “Соната як засіб викладання”). Логічні структури утворюються з “атомів”, зв'язків близького та далекого порядків, які можуть протиставлятися, поглинатися або об'єднуватися. У цьому процесі важливі зв'язки в структурі форми, в мережах знань про кожну тему. Процес запам'ятовування, базуючись на одному прослуховуванні, не може відтворити будь-яку тему твору з точки зору її точного повторення. Твір - це в якомусь сенсі музичні блоки з системою внутрішніх зв'язків, це певна система кодів, яка суттєво впливає на інші агенти для різних способів вираження. На прикладі перших чотирьох звуків головної теми першої частини П'ятої симфонії Л. Бетховена М. Мінським вводяться фрейми - метричний та гармонічний.

Принципи ототожнення слуху та віртуального бачення, яке дозволяє побудувати музичне “зображення”, репрезентовані двома видами “зображення“ музики з диференціацією на метричні та ритмічні фрейми (розділ “Ритм та надмірність”). Метричні фрейми в музиці - це швидкоплинні шаблони, які використовуються для миттєвої відповідності. Їх ритмічний компонент представлений у вигляді “імпульсів синхронізації” та використовується для здійснення відповідності між попередніми та новими фразами. По завершенню процесу слухової фіксації відмінностей та змін ритмічні фрейми в пам'яті не зберігаються, їх функція вважається виконаною і на наступному рівні структурного розвитку (маються на увазі метричні фрейми) не використовується. Для репрезентації музичних ідей, за М. Мінським, доречно використовувати декілька прототипів, пов'язаних між собою реляційними зв'язками подібностей та відмінностей. Крім того, абстрактна залежність результативніше виявляється у фреймових системах та семантичних мережах. За методикою М. Мінського І. Пясковським розроблялася алгоритмічна база структурних послідовностей в експозиціях фуг ДТК Й. С. Баха, що стала основою фреймової моделі.

Ще один напрямок використання фреймових вербалізованих структур запропонований І. Пясковським в аналітичних описах музичних творів В. Сильвестрова, які характеризуються поняттями “сюжет”, “сюжетні мотиви”, “сюжетні функції”. Фреймові структури в музиці В. Сильвестрова пов'язані з багатозначністю звукових символів, спонтанністю звукових процесів, “загадковістю”, “таємничістю”, “містеріальністю” звукових подій. Таким чином, узагальнюючи, зазначимо, що системи фреймів є ієрархічно організованими структурами, в яких реалізується принцип успадкування інформації для опису деякого об'єкту (події, ситуації) із сукупністю його (її) властивостей в певній предметній галузі. Накопичені блоки знань активізуються для отримання певної інформації та її використання у процесі дослідження. Функціонування фреймових систем значною мірою пов'язано з рядом припущень, які стосуються механізмів психологічної діяльності людини.

РОЗДІЛ 6. - “евристичні процеси в музичних комп'ютерних програмах” - складається з двох підрозділів, зміст яких репрезентує огляд даного напрямку в історичному контексті та аналіз комп'ютерних програм евристичної спрямованості, пов'язаних з моделюванням окремих сторін процесу творчого мислення для рішення творчих задач. Підрозділ 6.1 - “Методи евристичного аналізу в дослідженні творчих процесів” - містить історичний екскурс тенденцій розвитку евристичного напрямку у програмуванні. Перші спроби формалізації творчої діяльності відзначені ще у стародавні часи - за трактатами грецького математика Паппа Олександрійського (ІІІ ст. н.е.). Розробками формалізованих методів рішення математичних задач та принципів аналізу та синтезу займалися Евклід у праці “Начала”, Аполлоній з Перги та Арістей Старший, ряд евристичних прийомів з достатнім ступенем ймовірності належали Платону. Спроби створення системи евристичних методів робив Р. Декарт у незавершеній роботі “Правила для спрямування розуму” та Г. Лейбніц у пошуках універсальної мови. До питань формалізації творчої діяльності зверталися Б. Больцано, Г. Гельмгольц, А. Пуанкаре та ін. Проте складність проблематики, що виявилася у взаємозв'язках між точними та гуманітарними науками, відсутність достатніх експериментальних можливостей не дозволила наведеній плеяді вчених представити логічну систему функціонування евристичних методів. Активне впровадження комп'ютерів у наукові та творчі види діяльності здійснило суттєвий прорив у цьому напрямку (видатні представники цього напрямку - В. Глушков (напрямок дедуктивного виведення), М. Амосов (модель особистості). З появою ЕОМ вивчення творчості як процесу одержало новий імпульс. Завдяки їм стало можливим представляти складні завдання у вигляді програм для обчислювальних машин та моделювати творчий процес.

Початковий етап розвитку евристичного програмування відзначений програмами “Логік-теоретик” А. Ньюелла, Дж. Шоу, Г. Саймона (доведення теорем числення висловлювань А. Уайтхеда та Б. Рассела), і “Загальний вирішувач задач” (General Problem Solver-GPS - дослідження складних інформаційних процесів, пов'язаних з розумовою, адаптивною та творчою діяльністю).

Відтворення психологічних механізмів творчого процесу проілюстровано в евристичній програмі “Аргус” У. Рейтмана. На основі методу протоколювання процесу написання фуги відбувається інтеграція у визначенні певної послідовності дій композитора з вмотивуванням змін при виборі можливих композиційних рішень. Комп'ютерна реалізація ідей В. Проппа, які стосуються побудови чарівної казки, запропонована М. Гаазе-Рапопортом, Д. Поспєловим та О. Семеновою. Розробками евристичних комп'ютерних програм у галузі музикознавства, зокрема, синтаксичного рівня функціонування музичного твору займався М. Каслер.

Найбільш продуктивним напрямком комп'ютерного моделювання творчих процесів виявилися розробки для аналізу та синтезу музичних творів. У напрямку створення програм евристичного спрямування проводилися дослідження Р. Заріпова, зокрема, програмні розробки з моделювання функцій композитора та музикознавця, принципів та закономірностей гармонізації, а саме способів побудови акордів у відповідності заданій мелодії, відтворення функцій екзаменатора, а також моделювання творчих процесів з використанням глобальної процедури - процедури варіювання або трансформації. Експерименти з моделювання стрето-імітаційної поліфонії строгого стилю проводив О. Степанов. Послідовності мелодичних інтервалів та метроритмічне узгодження фактурних голосів у певних інтервально-гармонічних співвідношеннях “формуються” за правилами строгого контрапункту ймовірнісно-статистичним методом. Фокусування на моделюванні виконавських нюансів, аналізі стилю виконання, індивідуальній обробці кожної ноти, визначенні необхідних виконавських прийомів, створенні певних стильових характеристик або модифікацій стилю відзначено в евристичній комп'ютерній програмі Style Enhancer v 1.2.

Для евристичного програмування характерним є розчленування процесу перероблення інформації на елементарні інформаційні процеси. При цьому відмінність віднаходження евристичних рішень полягає у пошуку взаємопов'язаних компонентів, включення стохастичного елементу та використання методів кількісного скорочення комбінаторних варіантів. Підрозділ 6.2 - “Марковські процеси” в комп'ютерному синтезі та аналізі музичних текстів” - репрезентує аналіз дослідження проблеми використання “марковських ланцюгів” у комп'ютерному синтезі та аналізі музичних текстів, у процесі якого були охарактеризовані, визначені та диференційовані ряд напрямків. Перший напрямок пов'язаний із синтезуванням пісенних мелодій (методика американських математиків Ф. Брукса, А. Гопкінса, П. Неймана та У. Райта); машинними експериментами Г. Олсона та Г. Белара на основі 11 пісень Стефана Фостера); моделюванням одноголосних пісенних мелодій за власними програмами (методика математиків Казанського університету Р. Бухарєва та М. Ритвинської).

Другий напрямок пов'язаний із застосуванням властивостей “марковських ланцюгів” при створенні музичної композиції. Це машинні експерименти - моделювання нотних та акордових послідовностей за математичними правилами - “марковськими стохастичними процесами” - Л. Хіллер та Л. Ісааксон (четверта частина сюїти, запрограмована на машині ІЛЛІАК); організація звукового процесу у музичній композиції визначається закономірностями “марковських ланцюгів”, які аналогічно руху частинок у газі згруповуються у “звукові хмари”, детермінізм зв'язків між “хмарами” визначається принципами “марковських процесів” (Я. Ксенакіс, “Пітопракта”); імітація композиторських пошуків на рівні мікропроцесу при конструюванні мелодії для заданого ритму (Р. Заріпов).

Третій напрямок пов'язаний з використанням принципів “марковських ланцюгів” в аналізі музичних творів. У контексті даного дисертаційного дослідження закономірності “марковських ланцюгових залежностей” та “розгалужених процесів” застосовувалися в процесі аналізу пізньої гармонії О. Скрябіна, що дозволило виявити тісну взаємодію гармонії та фактури. Аналіз проводився за допомогою авторської евристичної комп'ютерної програми “MyAccord.exe.”, написаної мовою програмування “C++” та представляє елітарний напрямок у теоретичному музикознавстві. У результаті аналізу визначено, що неперервна мінливість звукової тканини, яка простежується на мікрорівні гармонічних процесів, є за своїм характером “марковською”. Формується найтісніша взаємодія гармонії та фактури, при якій кожний мікропроцес руху гранично індивідуалізований конкретними фактурно-конфігураційними умовами. Така властивість фактурно-гармонічної системи О. Скрябіна була визначена як “дифузна”. Застосування сучасного комп'ютерного програмування у діяльності музикознавця, окрім спрощення трудомісткого аналізу, сприяє віднаходженню важливих механізмів у творчому мисленні композитора.

Розділ 7. - “системи алгоритмічної музики” - присвячений аналізу комп'ютерних програмних розробок для композиторів академічного напрямку, утворених синтезом математичних базових принципів та різноманітними прикладними дослідженнями. Кібернетичні підходи виявилися акумулюючим центром, який забезпечує складність і багатоаспектність проблем, що виникають на стиках наукових галузей, таких як електроніка і телемеханіка, фізика твердого тіла і математика, некласична логіка і теорія інформації, семантика і моделювання. Розділ складається з двох підрозділів, зміст яких обумовлений структурним і функціональним аналізом систем фрактальної та алгоритмічної комп'ютерної композиції.

У підрозділі 7.1 - “Структура та функції програми FractMus” - розглядається математичний принцип фрактальності, екстрапольований на процеси створення музичної композиції. Відзначений рисами різновекторності, даний принцип використовується у прогресивних наукових дослідженнях. Введений у науковий обіг Бенуа Мандельбротом як універсалія для відображення структури багатовимірного світу та як інструмент опису цілісної світобудови, у гуманітарних дисциплінах фрактальна множина використовується у вигляді самоподібної структури для встановлення внутрішнього кореляційного зв'язку між раціональним науковим пізнанням та емоційно-естетичним сприйняттям, а також як спосіб створення музичної композиції (за математичною формулою на основі фрактальних алгоритмів). Принцип написання музики обчислюється за математичною формулою, зокрема, параметри висоти та тривалості звуків визначаються з використанням фрактальних алгоритмів у програмі FractMus, написану мовою програмування “C++” (автор Г. Діаз-Жерез). Це обумовило інтеграцію принципів теорії чисел, фракталів, клітинних автоматів, дванадцять алгоритмів генерації послідовності нот із константним параметричним контролем алгоритмів, що створює та надає різнопланові можливості для варіювання мелодичного матеріалу. Композиція також трансформується у графічний формат шляхом імітації інтерференції між параметрами. У результаті утворюються мереживоподібні візерунки з фрактальною структурою.

Підрозділ 7.2 - “Структура та функції програм PatchWork та Open Music” - присвячений розгляду алгоритмічного методу створення композиції - САС*, який розроблявся та набув специфічного значення в інституті досліджень координації музики та акустики (IRCAM). На відміну від технології цифрової обробки звукових сигналів ця технологія сфокусована на формальній структурі музики. Це пов'язано з використанням символічних методів обчислення за допомогою структур, подібних до дерев, графів, наборів символів асоціативної пам'яті та алгоритмів, які використовуються в дискретній математиці. Застосований програмний апарат адаптований для репрезентації та управління комплексом складних структур у процесі моделювання музичних фрагментів.

Прообразом алгоритмічного підходу став підхід, який виник у другій половині ХІХ століття, а також деяких коментарях леді Ади Лавлейс відносно диференціального маніпулятора Ч. Беббіджа та полягав у маніпулюванні символами, відношеннями між символами, аналогічно цифрам у комп'ютері, який мав бути створений в майбутньому. Проаналізувавши можливості машини Беббіджа, леді Лавлейс розробила перші алгоритми для аналогічної машини. Це було певним передбаченням появи програми для обчислювальної машини як моделі пізнавальних здібностей. Таким чином, передбачений “символьний” комп'ютер у подальшому призначенні спрямований на аналіз мистецьких дисциплін (зокрема музики). Еволюція мов програмування, технологій програмного забезпечення (наприклад, об'єктноорієнтовані мови), графічних інтерфейсів користувача і розробки індивідуальних алгоритмів обчислень, справила вплив на активний розвиток у 80-х роках минулого століття підходу CAC. Істотна робота в цьому напрямку здійснювалася у спеціалізованих центрах, таких, як, Ircam, Стенфорд. З винаходом комп'ютера перші розробки в цьому напрямі визначалися комбінаторними та формальними принципами (Л. Хіллер, Я. Ксенакіс); з появою спеціальних об'єктноорієнтованих мов інтерес до комп'ютерної музики змістився в напрямку методів синтезу звука (З. Метьюз); першою спробою у наданні композитору управління музичними абстракціями стала програма Crime, написана мовою Le_Lisp. У проекті PatchWork акумульовано величезну кількість знань та досвіду, дане програмне середовище забезпечує графічний інтерфейс до мови Lisp (твір А. Загайкевич “Повітряна механіка”); програма OpenMusic містить набір нових засобів, що функціонально забезпечують візуальний інтерфейс мови програмування Lisp.

Отже, сучасний стан розвитку новітніх електронних технологій, вінцем яких виявився комп'ютер, “переформатував” кібернетичне поняття “машини” як самочинної (без участі людини) системи автоматичної дії з теоретичної площини в практичне технічне втілення. У галузі музичного мистецтва це знайшло відображення в практичній реалізації засобами електронної техніки із самого початку її застосування пошуків новітніх засобів звукового синтезу (що історично продовжувало багатовіковий процес удосконалення і розвитку музичного інструментарію) і композиторської техніки (що значно розширило і розвинуло теоретичну базу досліджень в галузі штучного інтелекту).

Висновки

Висновки обґрунтовують системний виклад функціонування евристичних процесів у музичних комп'ютерних програмах. Зазначена тема дисертаційного дослідження спонукає усвідомити якісно новий етап формування художньої (зокрема музичної) культури в умовах застосування новітніх комп'ютерних технологій. В історії суспільства подібними віхами були:

винайдення писемності;

книгодрукування;

розвиток систем масових комунікацій;

новітні комп'ютерні технології, які тісно пов'язані з останніми.

Кожна з цих віх відіграла визначальну роль у якісному реформуванні всієї культури. Достатньо згадати те значення, яке мав перехід до нотної фіксації в музичному мистецтві, що не тільки сприяло розвитку багатоголосних форм, але й закріпило феномен музичного твору як зафіксованого результату авторської індивідуальної композиторської свідомості. Вищезазначені фактори призвели до кардинальних змін як у системі музичного мислення, так і в його жанровій соціально-детермінованій структурі. Виходячи за межі музичного мистецтва подібні реформи часів формування писемності, розвитку національних мов в їх структурному (граматичному) усвідомленні докорінно змінювали суспільні інституції, формували новітню історію. Так само на сучасному етапі застосування новітніх комп'ютерних технологій призвело до корінних змін всієї людської культури, що відбилося і в художній (і, зокрема, музичній) культурі.

На підставі запропонованої концепції віртуального взаємозв'язку між принципами мислення культурних феноменів та принципами дії комп'ютерних систем доведено, що зовнішня аналогія принципу “двійковості” відображає глибинний механізм регуляції процесів, які формують розвиток культури, процеси природні (фізичні, біологічні, технічні, соціальні тощо), процеси художнього мислення та композиційних засад окремого мистецького твору. Принцип “двійковості”, започаткований в найдавніших ученнях Китаю, відтворювався в часи ренесансу (Р. Луллій в одержанні інтелектуальної та нової інформації) та бароко (Г. Лейбніц у пошуках універсальної мови), а також і в новітні часи (алгебра Буля, сучасні мови машинного програмування). Якісно новий погляд у дослідженні художньої (зокрема музичної) культури виявився саме в тому, що вона стала розглядатись як текст, певним чином організована і структурована інформація, яка складає алфавіт “опорних” елементів, комбінаторно представлених у метамовних структурах кодів культури, її “породжуючої граматики”. Цей новий погляд на культуру об'єднав теоретико-інформаційні, кібернетичні, семіотичні, структурно-лінгвістичні, теоретико-множинні та символьно-математичні підходи в її дослідженні. Координаційним центром тут виявились кібернетичні підходи, специфіка яких відображена у формуванні якісно нової єдності науково-теоретичних та технічних рішень. Теоретична площина “дії” комп'ютера змінилась його практичним технічним втіленням. Цьому процесу передували:

розширення уявлень про різні системи темперації, відмінні від європейської; акустичні дослідження професійного і народного інструментарію (імітування електронними засобами тембрів та прийомів гри на цих інструментах); нове тлумачення сонорних явищ як у старовинній, так і сучасній музиці; акцентування в історичних музикознавчих дослідженнях способів акустичного експериментування в доелектронний та докомп'ютерний періоди (твори для механічних інструментів, експериментування у формуванні незвичайних акордових сполучень і своєрідних тембрів тощо) суттєво вплинуло на діапазон досліджень музичної культури;

сучасні (впродовж ХХ століття) експерименти по створенню електронних музичних інструментів, що своєрідно продовжили попередні спроби “механічної” доби, проілюстрували історично безперервний процес пошуків нових тембрів та звукосполучень, увага до яких у музикознавчих дослідженнях стає на сучасному етапі пріоритетною. Залучення комп'ютерних технологій в електроакустичному синтезуванні звуків значно розширило дослідницький діапазон музикознавчих досліджень у галузі тембрової, ладо-гармонічної, фактурно-тематичної драматургії музичних творів, унаочнило логіко-конструктивні засади музичного мислення. “Включення” електроакустичних та комп'ютерних технологій в композиторську практику - ще один напрямок у дослідженні ролі нових технологій в розвитку сучасної музичної культури.

У проведеному дисертаційному дослідженні це знайшло відображення:

у динаміці історичного розвитку музичних комп'ютерних технологій - практичній реалізації засобами електронної техніки пошуків новітніх засобів звукового синтезу (що історично продовжувало багатовіковий процес удосконалення і розвитку музичного інструментарію) і композиторської техніки (що значно розширило і розвинуло теоретичну базу досліджень в галузі “штучного інтелекту”);

в аналізі зразків основних напрямків музичних комп'ютерних програм (їх структурних і функціональних особливостей);

у класифікації навчальних музичних комп'ютерних програм на основі принципу експертних систем з відповідним поділом на експертні та неекспертні;

у панорамному висвітленні сфер застосування методів штучного інтелекту у контексті дослідження музичної творчості;

в особливостях застосування фреймових структур в аналітичному дослідженні музичних творів;

у специфіці використання “марковських процесів” у комп'ютерному синтезі та аналізі музичних текстів (з використанням авторської евристичної комп'ютерної програми “MyAccord.exe.”).

Новітні комп'ютерні технології змінили не тільки дослідницьку базу музикознавства, але й суттєво вплинули на психологічні механізми і передумови формування соціальних функцій музичного мистецтва, якісно змінили його жанрову структуру в умовах розвитку систем масової комунікації та застосування новітніх комп'ютерних технологій, що також стає спеціальним предметом у дослідженні музичної культури. Саме ці теоретичні установки стали базовими в даному дисертаційному дослідженні.

Список праць за темою дисертації

1. Фадєєва К.В. Музичні комп'ютерні технології ХХ століття: монографія / Катерина Фадєєва. - К.: Парламент. вид-во, 2006. - 399 с.

2. Фадєєва К.В. Деякі аспекти використання музичних комп'ютерних технологій / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство: зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2001. - Вип. 5. - С. 128-133.

3. Фадєєва К.В. Деякі аспекти розвитку евристичних музичних комп'ютерних технологій / Катерина Фадєєва // Наукові записки: Мистецтвознавство / Тернопільський держ. пед. ун-т ім. В. Гнатюка. - Т., 2001. - № 2 (7). - С. 52-57.

4. Фадєєва К.В. До питання про використання комп'ютерних програм у сучасній академічній музиці / Фадєєва К.В. // Питання культурології: міжвідомчий зб. наук. статей / КНУКіМ. - К., 2001. - Вип. 17. - С. 161- 168.

5. Фадєєва К.В. До проблеми використання комп'ютерних технологій у сучасних музикознавчих дослідженнях / Фадєєва К.В.// Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство : зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2001. - Вип. 3. - С. 125-132.

6. Фадєєва К.В. До проблеми звукових можливостей музичних комп'ютерних програм / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство: зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2001. - Вип. 4. - С. 141-150.

7. Фадєєва К.В. “Інтелектуальні” алгоритми у навчальних музичних комп'ютерних програмах / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство. - К.: КНУКіМ, 2004. - Вип. 10. - С. 101-110.

8. Фадєєва К.В. Музична комп'ютерна композиція: специфіка використання фрактальних алгоритмів / Фадєєва К.В. // Мистецтвознавчі записки: зб. наук. праць / ДАКККіМ. - К., 2007. - Вип. 12. - С. 22-31.

9. Фадєєва К.В. Музичні комп'ютерні програми: напрями застосування / Фадєєва К.В. // Культура і мистецтво у сучасному світі: зб. наук. праць / КНУКіМ. - К., 2003. - Вип. 4. - С. 211-218.

10. Фадєєва К.В. Музичні комп'ютерні програми та методи звукового синтезу / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство: зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2004. - Вип. 11. - С. 127-132.

11. Фадєєва К.В. Про напрямки використання музичних комп'ютерних програм / Фадєєва К.В. // Культура і мистецтво у сучасному світі: зб. наук. праць / КНУКіМ. - К., 2004. - Вип. 5. - С. 268 - 273.

12. Фадєєва К.В. Структурна організація музичних навчальних комп'ютерних програм / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство: зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2002. - Вип. 7. - С. 106-113.

13. Фадєєва К.В. Структурний аналіз музичних комп'ютерних програм спеціального призначення / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство: зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2003. - Вип. 8. - С. 125-130.

14. Фадєєва К.В. Структурний аналіз фактури пізніх фортепіанних творів О.М.Скрябіна (з досвіду комп'ютерного програмування) / К.В. Фадєєва // Вісник ДАКККіМ: наук. журнал. - К., 2005. - № 3. - С. 61-66.

15. Фадєєва К.В. Структурний аналіз художніх текстів і комп'ютерні технології / Катерина Фадєєва // Наукові записки / Тернопільський держ. пед. ун-т ім. В. Гнатюка. Сер. Мистецтвознавство. - Т., 2000. - № 1 (6). - С. 38-42.

16. Фадєєва К.В. Структурний метод в аналізі сучасних культурологічних досліджень / Фадєєва К.В. // Питання культурології: міжвідомчий зб. наук. статей / КНУКіМ. - К., 2002. - Вип. 18. - С. 136-141.

17. Фадєєва К.В. Сучасна культура та комп'ютерні технології / Фадєєва К.В. // Актуальні проблеми історії, теорії та практики художньої культури: зб. наук. праць. - К.: ДАКККіМ, 2002. - Вип. VIII. - С. 301-310.

18. Фадєєва К.В. Сучасні комп'ютерні технології та їх використання у музичній творчості / Катерина Фадєєва // Наукові записки / Тернопільський держ. пед. ун-т ім. В. Гнатюка. Сер. Мистецтвознавство. - Т., 2000. - № 1(4). - С. 74-80.

19. Фадєєва К.В. Сучасні структуралістичні концепції у дослідженні феномену культури / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство : зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2002. - Вип. 6. - С. 97-102.

20. Фадєєва К.В. Фреймові структури в аналітичному дослідженні музичних творів / Фадєєва К.В. // Культура і мистецтво у сучасному світі: наукові записки / КНУКіМ. - К., 2008. - Вип. 9. - С. 177- 185.

21. Фадєєва К.В. Функціональні можливості музичних навчальних комп'ютерних програм / Фадєєва К.В. // Вісник КНУКіМ. Сер. Мистецтвознавство : зб. наук. праць. - К.: КНУКіМ, 2003. - Вип. 9. - С. 169-175.

22. Фадєєва К.В. Використання комп'ютерних технологій у навчальному процесі / Фадєєва К.В. // Культурна політика в Україні у контексті світових трансформаційних процесів: зб. матеріалів міжнар. наук.-практ. конф., Київ, 12-13 груд. 2000 р. / ДАКККіМ. - К., 2001. - С. 276-278.

23. Фадєєва К.В. Використання комп'ютерних технологій у сучасних культурологічних дослідженнях / Фадєєва К.В. // Актуальні проблеми виховання та навчання студентів із особливими потребами : зб. наук. праць. - К.: Ун-т “Україна”, 2000. - С. 270-273.

24. Фадєєва К.В. До використання методів “інтелектуального” програмування в навчальних музичних комп'ютерних програмах / Фадєєва К.В. // Наука і освіта: зб. матеріалів VIII міжнар. наук.- практ. конф., Дніпропетровськ, 7-21 лютого 2005 р. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005. - Т. 29. - С. 48-49.

25. Фадєєва К.В. До проблеми застосування методів точних наук в дослідженні сучасних культурологічних процесів / Фадєєва К.В.; Міністерство освіти та науки // Відкриті еволюціонуючі системи: зб. матеріалів другої міжнар. наук.-практ. конф., Київ, 1-30 груд. 2004 р. / Міністерство освіти та науки України. - К., ВМУРоЛ, 2004. - Т. 2. - С. 7-12.

26. Фадєєва К.В. Евристичні процеси в музичних комп'ютерних програмах / Фадєєва К.В. // Трансформаційні процеси в сучасній українській культурі: зб. матеріалів всеукр. наук.-практ. конф., Київ, 19-20 квітня 2007 р. / КНУКіМ. - К., 2007. - С. 211-213.

27. Фадєєва К.В. Комп'ютерні технології у системі музичної освіти / Фадєєва К. // Професійна мистецька освіта: діалог традицій та інновацій: тези доповідей всеукр. наук.-практ. конф., 15-16 груд. 2000 р. / ДАКККіМ - К., 2000. - С. 51-53.

28. Фадєєва К.В. Логіко-конструктивні тенденції в композиторській творчості (з досвіду евристичного програмування) / Фадєєва К.В. // Духовна культура як домінанта українського життєтворення: зб. матеріалів всеукр. наук.-практ. конф., Київ, 22-23 груд. 2005 р. / ДАКККіМ. - К., 2005. - Ч. 2. - С. 163-165.

29. Фадєєва К.В. “Марковські процеси” у композиторській творчості / Фадєєва К.В. // Українська культура в контексті сучасних наукових досліджень та практичних реалій: зб. матеріалів міжнар. наук.- практ. конф., Київ, 21-22 груд. 2006 р. / ДАКККіМ. - К., 2006. - Ч. 2. - С. 337-338.

30. Фадєєва К.В. Методи “штучного інтелекту” в аналізі музичних творів / Фадєєва К.В. // Україна - Світ: від культурної своєрідності до спорідненості культур: зб. матеріалів міжнар. наук.-практ. конф., Київ, 25-26 трав. 2006 р. / ДАКККіМ. - К., 2006. - Ч. 2. - С. 92-96.

31. Фадєєва К.В. Музичні комп'ютерні програми: ретроспектива та сучасні напрямки застосування / Фадєєва К.В. // Питання культурології: зб. наук. статей / КНУКіМ. - К., 2004. - Вип. 20. - С. 292-298.

32. Фадєєва К.В. Принципи евристики в музичних комп'ютерних програмах / Фадєєва К.В. // Фундаментальні і прикладні дослідження рекреаційно-дозвіллєвої сфери в контексті євроінтеграційних процесів: зб. матеріалів міжнар. наук.-практ. конф., Київ, 12-13 трав. 2008 р. / КНУКіМ. - К., 2008. - Ч. 2. - С. 439- 441.

33. Фадеева Е.В. Принципы системного анализа в исследовании современных культурологических процессов / Фадеева Е.В // Відкриті еволюціонуючі системи: зб. матеріалів першої міжнар. наук.-практ. конф., Київ, 26-27 квіт. 2002 р. / ВМУРоЛ. - К., 2002. - С. 134-136.

34. Фадєєва К.В. Структурний аналіз в сучасних культурологічних дослідженнях / Фадєєва К.В. // Міфологічний простір і час у сучасній культурі: зб. матеріалів міжнар. наук. конф., Київ, 12-13 груд. 2003 р. / ДАКККіМ. - К., 2003. - С. 59-60.

35. Фадєєва К.В. Фреймові структури як інструмент музикознавчого дослідження / Фадєєва К.В. // Інформаційно-культурний простір: європейський вибір: зб. матеріалів міжнар. наук.-практ. конф., Київ, 7-8 груд. 2007 р. / ДАКККіМ. - К., 2007. - С. 191-193.

Размещено на Allbest.ru