Dos Autómatos Celulares
à Geração Automática de Música
30403 - Tiago Reis
•Sumário
•1ª Parte:
–Introdução aos autómatos celulares
–Autómatos celulares elementares
–Mapeamentos gráficos de AC
–Padrões naturais
•2ª Parte:
–Introdução à geração automática de música
–Introdução ao protocolo MIDI
–Mapeamento musical de AC
•Autómatos Celulares
•O que é um autómato celular?
–Constituído por uma grelha regular (infinita)
–Com um número finito de dimensões
–Cada célula tem um número finito de estados
–Parte de um estado inicial predefinido
–Evolui segundo uma regra
–O estado de cada célula varia a cada iteração
consoante o estado da vizinhança na iteração
anterior.
•Autómatos Celulares
•Como representar um AC num computador?
– É impossível representar uma grelha infinita
– Considera-se um espaço Toroidal :
•Autómatos Celulares
•Os diferentes tipos de Autómatos Celulares:
–Point attractors: Atinge um ponto de equilíbrio.
–Limit cycles: Tem um comportamento cíclico.
–Chaotic: Tem um comportamento imprevisivel.
–Structured: Desenvolve-se segundo padrões mas
de forma instável/imprevisível.
•Autómatos Celulares
•A utilização de Autómatos Celulares:
–Criptografia
–Análise de reacções químicas
–Processadores
–Construção automática de imagens
–Construção automática de música
•AC’s Elementares
•O que é um Autómato Celular Elementar?
•Funcionamento das regras:
–Os nomes derivam de números decimais
•Ex: regra 110 :
•AC’s Elementares
•Mapeamento gráfico:
-Regra 250:
-Regra 188:
- Regra 90:
- Regra 150:
•AC’s de Duas e Três Dimensões
•Mapeamento gráfico:
–2D:
• Exemplo 1: Butterfly
• Exemplo 2: Knitting
–3D:
• Exemplo 1: Predador Presa
• Exemplo 2: 3D Game of Life
•AC’s : Padrões Naturais
•Natureza:
•Geração Automática de Música
•Várias Abordagens
– Algumas partem de Automatos Celulares
– Algumas geram ficheiros MIDI outras WAV’s ou
MP3
•Introdução ao Protocolo MIDI
•MIDI (Musical Instrument Digital Interface)
–É um protocolo de comunicação entre
instrumentos musicais e equipamentos electrónicos
–Possibilita que uma composição musical seja
executada, transmitida ou manipulada por um
dispositivo.
–É uma pauta digital, ao contrário do WAV e do MP3
•Introdução ao Protocolo MIDI
•Mensagem MIDI
–Conjunto de bytes que representam um comando e
os seus parâmetros.
–Dividem-se em dois tipos:
•Mensagens de Canal
•Mensagens de Sistema
•Introdução ao Protocolo MIDI
•Significado dos bytes da Mensagem MIDI
–O bit mais significativo de cada byte identifica o
tipo de informação que este contem:
•1 no caso de ser um comando
•0 no caso de ser um parametro
–Os restantes bits de cada byte identificam:
•O comando a efectuar caso o byte seja de comando
•Um valor de um parametro caso contrário
–O tamanho das mensagens MIDI varia entre 1 byte
e 3 bytes
•Mapeamento Sonoro de ACE’s
•Abordagem:
–Paul Reiners, IBM
–Automatous Monk
–2004
•Mapeamento Sonoro de ACE’s
•Como construir evoluções musicais apartir
de ACE’s ?
– Cada linha representa um tempo musical
– Cada célula da linha representa uma tecla do
piano (uma nota, uma mensagem MIDI)
– Ter em conta os tipos de escala e intervalos entre
as notas dos mesmos.
•Mapeamento Sonoro de ACE’s
•Problemas que surgiram nesta abordagem:
– Os acordes gerados tornam-se muito densos
– A experiência auditiva pode tornar-se
desagradável
•Mapeamento Sonoro de ACE’s
•Soluções adoptadas:
– KEEP IT SIMPLE!
– Utilizar mapeamentos simples que não usem
várias notas ao mesmo tempo.
– Manter a “inteligência musical” fora do
mapeamento.
•Mapeamento Sonoro de ACE’s
•Música:
– Regra 150 :
- Regra 150 (SUM) :
– Regra 225 :
- Regra 110:
•Mapeamento Sonoro de AC’s
•Outras Abordagens:
– Camus
•Eduardo Miranda
•Mapeamento de AC’s bidimensionais
– Music Sketcher
•IBM
•Abordagem Top Down
– O utilizador constrói os diferentes ritmos e melodias
– O programa aplica as transformações necessárias à
consonância dos ritmos e das melodias
•Conclusão
•Os progressos feitos no mapeamento musical
da evolução de um AC são apenas um pequeno
passo na criação automática de musica.
•A música gerada automaticamente até à
data é muito pobre.
•O papel do protocolo MIDI é e continuará a
ser fundamental neste processo.