Computer Und Musik: Eine Einführung in Die Digitale Klang- Und Musikverarbeitung

ISBN-13: 9783211822913 / Niemiecki / Miękka / 1991 / 346 str.

Philipp Ackermann

Opis

Die Verbindung digitaler Audio- und Computertechnik ermoglicht eine Vielzahl von Anwendungen im Multimedia- und Musikbereich. Die akustischen Aspekte solcher Computerprogramme basieren auf Verfahren der digitalen Klanganalyse, -synthese, -bearbeitung und Tonaufzeichnung. Selbst komplexe Musikapplikationen sind aufgrund graphischer Benutzeroberflachen moderner Arbeitsstationen komfortabel zu verwenden. Das Buch bietet einen Uberblick uber Musik-Hardware und -Software, zeigt prozedurale und objektorientierte Beispielroutinen zu Klangbearbeitung und MIDI-Programmierung fur Apple Macintosh und NeXT-Workstationen, erlautert die Funktionsweise digitaler Musikinstrumente, Klangsyntheseverfahren, MIDI und moderner Tonstudiotechnik. Eine Ubersicht uber die Moglichkeiten von Unterrichtsprogrammen und Multimedia-Anwendungen zum Thema Musik runden die Darstellung ab.

Spis treści

0. Einleitung.- 0.1. Motivation.- 0.2. Zielsetzung.- 0.3. Aufbau.- 1. Physikalische Grundlagen der Akustik.- 1.1. Klangwahrnehmung.- 1.1.1. Das Ohr.- 1.1.2. Tonhöhe, Lautstärke, Klangfarbe.- 1.2. Schallwellen und Klang.- 1.2.1. Schallwellen.- Longitudinalwellen.- Transversalwellen.- 1.2.2. Frequenz, Schallintensität, Wellenform.- 1.2.3. Addition von Schwingungen.- Überlagerung bei gleichen Eigenfrequenzen.- Überlagerung bei verschiedenen Eigenfrequenzen.- 1.2.4. Obertöne.- 1.2.5. Klangspektrum.- 1.2.6. Ohmsches Gesetz.- 1.3. Analyse komplexer Schwingungen.- 1.3.1. Fourieranalyse.- 1.3.2. Resonanzkurve.- 2. Synthetische Klangerzeugung.- 2.1. Kurzer geschichtlicher Abriss.- 2.2. Subtraktive Synthese.- 2.2.1. Analoge Synthesizer.- Oszillatoren.- Filter.- Verstärker.- Steuerspannungen.- 2.3. Additive Synthese.- 2.3.1. Überlagerung, Addition.- 2.3.2. Modulation.- Amplitudenmodulation.- Frequenzmodulation.- Phasenmodulation.- 2.3.3. Nachbearbeitung.- 3. Digitale Computertechnik.- 3.1. Funktionsweise des Computers.- 3.1.1. Eigenschaften.- 3.1.2. Aufbau.- 3.1.3. Programmierung.- 3.1.4. Datenspeicherung.- 3.1.5. Datenträger.- Magnetbänder.- Magnetplatten.- Optische Speicher.- 3.1.6. Betriebssystem.- 3.2. Interaktive Programme.- 3.2.1. Ein- und Ausgabegeräte.- Optische Ausgabegeräte.- Akustische Ausgabegeräte.- Manuelle Eingabegeräte.- Optische Eingabegeräte.- Akustische Eingabegeräte.- 3.2.2. Interaktionskonzepte.- Menüselektion.- Formulare/Masken ausfüllen.- Kommandosprachen.- Natürliche Sprache.- Direkte Manipulation.- 3.2.3. Benutzerschnittstelle.- Psychologische Aspekte.- Benutzermodelle und die Verwendung von Metaphern.- Fenstertechnik.- Die „goldenen Regeln“ des Dialog-Designs.- 3.2.4. Implementation interaktiver Programme.- Abfrageschleife.- Interrupts.- Polling-Task.- Event-Queue.- Ereignis-Abhandlung.- 3.3. Arbeitsstationen.- 3.3.1. Apple Macintosh.- Human-Interface-Guidelines.- Prozedurale Programmierung.- Toolbox.- 3.3.2. NeXT-Workstation.- MACH Betriebssystem.- NextStep.- Window-Server und Display-PostScript.- Objektorientierte Programmierung.- Application-Kit.- Interface-Builder.- 3.4. AD/DA-Wandler.- 3.4.1. Digital/Analog-Wandler.- 3.4.2. Analog/Digital-Wandler.- 3.4.3. Fehlerquellen.- Aliasing.- Filterung.- Quantisierungsrauschen.- 3.4.4. Codierung.- Pulscodemodulation (PCM).- Delta-Pulscodemodulation (DPCM).- Delta-Modulation (DM).- Adaptive Verfahren.- 3.5. Signalprozessoren.- 3.5.1. Architektur.- 3.5.2. Programmierung.- 3.5.3. Algorithmen.- 3.5.4. Anwendungen von digitalen Signalprozessoren.- 4. Digitale Klanganalyse.- 4.1. Diskrete Fouriertransformation.- 4.1.1. Mathematische Betrachtung der DFT.- 4.1.2. Rechteckfenster.- 4.1.3. Fensterfunktion.- 4.2. Fast-Fourier-Transformation.- 4.2.1. FFT-Algorithmus.- 4.2.2. Implementation.- 4.2.3. Anwendungen.- 5. Digitale Klangerzeugung.- 5.1. Wellenform-Synthese.- 5.2. Additive Synthese.- 5.2.1. Vollständige Fouriersynthese.- 5.2.2. Additive Synthese mit subtraktiver Nachbearbeitung.- 5.2.3. Time-Slice-Verfahren.- 5.3. Frequenzmodulations-Synthese.- 5.3.1. Einfache FM-Synthese.- 5.3.2. Komplexe FM-Synthese in der Praxis.- 5.4. Phase-Distortion-Synthese.- 5.5. Waveshaping (Nonlinear-Distortion).- 5.6. Granular-Synthese.- 5.7. Karplus-Strong-Synthese.- 5.8. Sampling.- 5.8.1. Aufbau eines Samplers.- 5.8.2. Aufnahme von Klängen.- 5.8.3. Organisation der Samples.- Trim.- Loops.- Reverse.- Multisamples.- Positional-Crossfading.- Velocity-Crossfading.- 5.8.4. Nachbearbeitung.- Modulation.- Filterung.- Lautstärke-Hüllkurven.- 5.8.5. Speicherung.- 5.8.6. ROM-Sample-Synthese.- 5.9. Resynthese.- 5.10. Sprachsynthese.- 5.10.1. Formant-Synthese.- 5.10.2. Linear-Predictive-Coding (LPC).- 6. Digitale Klangbearbeitung.- 6.1. Digitales Mischpult.- 6.2. Verstärker (Amplifier).- 6.2.1. Regelverstärker.- Pegelregler.- Panorama.- Summenverstärker.- 6.2.2. Kompressor und Expander.- 6.2.3. Begrenzer.- 6.2.4. Noisegate.- 6.3. Verzögerer (Delay).- 6.3.1. Echo.- 6.3.2. Chorus.- 6.3.3. Flanging.- 6.3.4. Phasing.- 6.4. Hall (Reverb).- 6.4.1. Hall.- 6.4.2. Gated-Reverb.- 6.4.3. Reverse-Reverb.- 6.5. Digitale Filter.- 6.5.1. FIR-Filter.- 6.5.2. IIR-Filter.- 6.6. Phase-Vocoder.- 6.6.1. Time-Scaling.- 6.6.2. Pitch-Transposition.- 6.6.3. Zeitvariable Filter.- 6.7. Pitch-Shifter.- 7. Klangsynthese-Systeme.- 7.1. Softwaresysteme.- 7.1.1. Akustische Compiler: Music N.- Geschichte.- Übersicht.- Beispiel.- Nachfolger.- 7.1.2. Prozedurale Programmierung.- System-Beep.- Note-Synthesizer.- Wave-Table-Synthesizer.- Sampled-Sound-Synthesizer.- Sound-Ressourcen.- Sound-Manager-Routinen.- Sound-Manager-Kommandos.- Beispielprogramm SoundApp.- 7.1.3. Objektorientierte Programmierung.- Sound-Hardware.- Sound-Kit.- Music-Kit.- Beispielprogramm Ensemble.- 7.1.4. Visuelle Programmierung.- Sound-Module.- Additive Synthese.- Time-Slice-Synthese.- 7.2. Echtzeitsysteme.- 7.2.1. Sound-Chip.- 7.2.2. Synthesizer: Yamaha DX-7 bis SY-77.- 7.2.3. Sampler.- 7.2.4. Digital-Piano.- 7.3. Integrierte Systeme.- 7.3.1. Synclavier.- 7.3.2. Fairlight.- 7.3.3. AudioFrame.- 8. Digitale Steuerung.- 8.1. Musical-Instrument-Digital-Interface (MIDI).- 8.1.1. MIDI-Hardware.- MIDI-Anschlüsse.- Serielles Interface.- MIDI-Netzwerke.- 8.1.2. MIDI-Datenformat.- Statusbyte.- Datenbyte.- 8.1.3. MIDI-Modes.- Omni-Mode.- Poly-Mode.- Mono-Mode.- Multi-Mode.- 8.1.4. MIDI-Nachrichten.- Channel-Voice-Messages.- Channel-Mode-Messages.- System-Common-Messages.- System-Realtime-Messages.- System-Exclusive-Messages.- 8.1.5. MIDI-Datenfluss.- 8.1.6. Synchronisation.- Control-Voltage.- Tape-Sync.- SMPTE.- MIDI-Time-Code.- 8.1.7. MIDI-Programmierung.- MidiPascal.- Macintosh MIDI-Manager.- Visuelle MIDI-Programmierung.- 8.2. Mensch-Maschine-Schnittstelle.- 8.2.1. Computerinteraktion.- Kommandoeingabe über die Tastatur.- Mausmanipulation.- 8.2.2. Klaviertastaturen.- Parameter.- Beispiele.- 8.2.3. Saitenwandler.- MIDI-Bass.- MIDI-Gitarre.- MIDI-Streicher.- 8.2.4. Blaswandler.- MIDI-Saxophon, MIDI-Trompete.- 8.2.5. Schlagwandler.- Drum-Pads.- Drum-to-MIDI.- Berührungsempfindliche Flächen.- 8.2.6. Pitch-to-MIDI.- 8.2.7. Diverse MIDI-Controller.- 9. Digitale Aufzeichnung.- 9.1. Tonaufzeichnung.- 9.1.1. Analoge Schallaufzeichnung.- 9.1.2. Eigenschaften der digitalen Tonaufzeichnung.- 9.1.3. Signalcodierung.- 9.1.4. Fehlerschutzcodierung.- Redundanz.- Codespreizung.- Parität.- 9.1.5. Kanalcodierung.- 9.1.6. Fehlererkennung und -korrektur.- 9.2. Compact-Disc.- 9.2.1. Laserabtastung.- 9.2.2. Speicherformat.- EFM-Codierung.- Frame- und Blockstruktur.- CIRC.- CD-Herstellung.- 9.2.3. Anwendungen.- CD-Audio.- CD-ROM.- CD-Interactive.- CD-ROM XA.- CD-Video.- 9.3. Digitale Bandmaschinen.- 9.3.1. Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren.- Servo-Steuerung.- Schrägspur-Aufzeichnung.- Longitudinalspur-Aufzeichnung.- Mehrkanal-Aufzeichnung.- 9.3.2. Anwendungen.- Videorecorder mit PCM-Adapter.- Video8.- R-DAT.- DASH- und PD-Mehrkanalmaschinen.- 9.4. Direct-to-Disc-Recording.- 9.4.1. Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren.- Klangbearbeitung.- Abspiellisten.- 9.4.2. Beispiele.- Workstation-Systeme.- Stand-alone-Systeme.- 9.5. Digitale Übertragungssysteme.- 9.5.1. Signal-Bus-Systeme.- S/PDEF-Bus.- AES/EBU-Studiobus.- SDIF.- MADI.- 9.5.2. Digitale Telephonübertragung.- 9.5.3. Digitale Funkübertragung.- 10. Kompositions- und Aufführungshilfen.- 10.1. Instrumentensteuerung.- 10.1.1. Synthesizer-Programmierung.- 10.1.2. Editor-Software.- 10.1.3. Klangbibliothekenverwalter.- 10.1.4. MIDI-Netzwerk-Konfiguration.- 10.2. MIDI-Sequenzer.- 10.2.1. Funktionsweise.- 10.2.2. Eingabemodi.- Step.- Realtime.- Overdub.- Punch-in/Punch-out.- 10.2.3. Editoren.- Event-Editor.- Matrix-Editor.- Noten-Editor.- Controller-Editor.- 10.3. Notensatz-Programme.- 10.4. Algorithmische Kompositionen.- 10.4.1. Begleitautomaten.- 10.4.2. Interaktive Kompositionen.- 10.4.3. Mathematische Kompositionen.- 10.5. Künstliche Intelligenz.- 10.6. Unterrichtsprogramme.- 10.6.1. MIDI-Sequenzer als Lehrhilfsmittel.- 10.6.2. Lernprogramme.- Drill-and-Practice.- Entdeckendes Lernen.- 11. Multimedia-Systeme.- 11.1. Konzepte.- 11.1.1. Multimedia.- 11.1.2. Hypertext.- 11.1.3. Hypermedia.- 11.2. Multimedia-Werkzeuge.- 11.2.1. Hardware.- MIDI-Netzwerk.- Synthesizer.- AD/DA-Wandler und Signalprozessoren.- Compact-Disc-Laufwerk.- Bildplattenspieler.- 11.2.2. Software.- Autorensystem: HyperCard.- Audio-Input: MacRecorder.- Professionelle Audioverarbeitung: Audiomedia.- Sprachsynthese: HyperAnimator.- MIDI-Steuerung: HyperMIDI.- Compact-Disc-Steuerung: CD-Audio-Toolkit.- Animationen: Macromind Director.- 11.3. Anwendungsbeispiele.- 11.3.1. Digitale Lexika und Literatur-Hypertexte.- 11.3.2. Musikalische Werkanalyse.- 11.3.3. Instrumenten-Lehrgang.- 11.3.4. Lehrgang zur FM-Synthese.- 11.3.5. Choreographie-Entwurf.- 12. Nachwort.- 12.1. Veränderte Musikproduktionen.- 12.2. Computermusik als Forschungsgebiet.- 13. Anhang.- 13.1. Tabellen.- 13.1.1. Binär-Hexadezimal-Dezimal-Umrechnung.- 13.1.2. ASCII-Code.- 13.1.3. Produkte.- Arbeitsstationen.- Kommerzielle Musik-Software.- Public-Domain-Software.- 13.2. Computermusik-Zentren.- 13.2.1. Szene Schweiz.- Schweizerisches Zentrum für Computermusik.- Studio für elektronische Musik.- Multimedia-Laboratorium der Universität Zürich.- Schweizerische Gesellschaft für Computermusik.- Veranstaltung „Computer and Art“ in Lugano.- 13.2.2. Szene International.- Media-Laboratory, MIT.- IRCAM, Paris.- CME & CARL, San Diego.- Laboratorio di Informatica Musicale, Milano.- Ars Electronica, Linz.- Vereinigungen.- 13.3. Glossar.- 13.4. Personen- und Sachverzeichnis.- 13.5. Discographie.- 13.6. Literaturverzeichnis.- 13.6.1. Bücher & Artikel.- 13.6.2. Zeitschriften & Periodica.