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1 LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique 2 STMS - Sciences et Technologies de la Musique et du Son

Abstract : At a time when electro-acoustic music involves more and more signal processing during the composition process, the question of the musical interpretation of such pieces still remains open. Often, these pieces mainly consist in the recording, on a medium, of an in-time organization of -out of time- musical materials. During a performance, the piece is broadcasted while the performer may only modify some global parameters such as the volume, the balance or the spatialisation. But he cannot -interpret- the piece in the same sense that a performer interprets a classical score. We would like to be able to perform this kind of works within a -musical interpretation- framework. This involves some kind of -interactive score-, whose execution may adapt to the environment e.g. other performers or control interfaces. In such situtation, the score is performed by the machine, leading to a different problematics than the one adressed by score following algorithms. We aim at creating a system that comprises of : an environment of assisted composition allowing the composers to design interactive scores ; and an execution machine controlled by performers in order to interpret such scores. We assume that this environment needs a formal representation of ``interpretable- music. We base our work on a formalization of the interpretation in instrumental music, and try to generalize it to pieces of music that involve generic processes in place of the ``notes-. We limit our study to a particular side of the musical interpretation called the ``agogic modifications-, which means the possibility for the performer to interactively modify the occurrence time of some discrete events of the score during the performance. It is important to note that these events are associated with control points beginnings, ends, or pivot points of temporal processes, so by controlling these points in time, one may change the temporal deployment of music material. But these possibilities of -interpretation- are bounded by the composer at the time when the score is composed just as in instrumental music. Such constraints imposed by the composer may express a compositional strategy. They are also useful for preventing from a disorganization of the piece during the performance. We propose such a formal description of interactive scores, by using a 2D block representation as one can find in the ``Maquettes- of the OpenMusic software or the PD Data Structures . A score is constituted by a set of objects organized over a time-line. These objects are defined as sequences of discrete control points a beginning, an end and intermediate pivot points. The objects denote the execution of processes that bear the musical content whether it be signal or event processing or even complex logical computing. To define the limits of the interpretation frame, the composer can specify temporal constraints between the control points of the score : qualitative precedence constraints used to impose a partial order among the control points ; quantitative constraints used to specify ranges of possible values for the time intervals between control points. The score is thus both completely defined, and flexible in its internal temporal structure, which leaves room to interpretation. In addition the composer may set chosen control points in the score to be- interactive- i.e. linked to external events that are supposed to occur during the performance. These events may consist of control action on an interface or may result from the detection of something happening in the musical context. When a score is executed, the execution machine tells the processes when the execution time matches the logical time of a control point. This may happen for non-interactive control points just because time has passed, or, in the case of interactive points , because the associated external event has just occurred. Simultaneously, the execution machine checks for possible violations of the temporal constraints built into the score. In the case of a violation, the execution machine may change the future mapping between logical time and execution time in order to maintain score consistency. This may change the expected execution time for future points, and this may change the ordering as well. A constraint propagator is used for that purpose. Consistence checking may lead the machine to ignore external events in the case when they break the constraint system, or the machine can also -simulate- the occurrence of an external event that is awaited for too long and, for that reason, generates a violation in the constraint system. In addition to the interactive score formalism, we present an abstract machine for the execution that uses an internal representation of the score execution dynamics based on a Petri net associated to a constraints propagation algorithm. We also present an algorithm for compiling the interactive scores from the formal description to the representation used by the execution machine. We have developed a prototype mainly in OpenMusic that comprises : an extension of the OM maquettes for interactive score edition with an XML exchange format and a design constraints propagator; a compiler ; an execution machine that communicates with PureData through UDP. We present some applications, from the composition and interpretation of electro-acoustic scores to the interpretation of instrumental scores by technically limited musicians or impaired persons.

Résumé : Alors que la composition de musique électro-acoustique mobilise de plus en plus d-outils numériques, la question de l-interprétation de telles pièces reste ouverte. La plus part du temps, ces pièces sont un enregistrement sur support, d-une organisation temporel d-un matériau sonore. Pendant l-exécution, l-oeuvre est simplement diffusée et l-interprète peut uniquement modifier des paramètres globaux tels que le volume, la balance ou la spatialisation sur le système d-écoute. Il ne peut pas interpréter la pièce au sens où il pourrait le faire pour une partition classique. Nous souhaiterions que ce type d-interprétation soit possible pour les pièces électro-acoustiques. Cette possibilité ne peut être posible que dans le cadre de ``partitions interactives- capables de s-adapter à leur environnement contrôles de l-interprète, autres musiciens. Dans ce contexte, la partition est exécutée par la machine, ce qui conduit à s-intéresser à un problème différent de celui du suivi de partition. Nous cherchons à élaborer un système constitué de deux parties : un environnement de composition assistée par ordinateur permettant au compositeur de créer de telles partitions interactives, et une machine d-exécution rendant possible leur interprétation. L-environnement de composition doit disposer d-une représentation formelle de la musique ``interprétable-. Nous nous appuyons donc sur une formalisation de l-interprétation de la musique instrumentale, et cherchons alors à la généraliser à des pièces impliquant des processus génériques à la place des notes. Nous focalisons notre étude sur un certain aspet de l-interprétation : les variations agogiques, c-est à dire la possibilité pour l-interprète de modifier les date d-occurrence d-événements discrets de la pièces pendant l-exécution. Ces modifications de dates sont accessibles grace à des ``point d-interactions- débuts, fins, ou points intermédiaires des processus, dont la position temporelle permet de contrôler la temporalité de la pièce. Mais ces possibilités sont encadrées par le compositeur à la création de la partition comme dans le cas de musique instrumentale. Ces contraintes sont le résultats d-une démarche de composition, elles permettent également d-éviter une désorganisation totale de la pièce pendant l-exécution. Nous proposons une représentation formelle des partitions interactives, basées sur des blocs 2D, telle celle des Maquettes d-OpenMusic ou des Data Structures de Pure Data. Les partitions sont des ensembles d-objets organisés sur une ligne de temps ; ces objets sont eux-mêmes représentés comme des séquences de points de contrôle discrets début, fin et points intermédiares. Ils représentent l-exécution de processus responsables du rendu sonore de la pièce synthèse et traintement de signal ou de symboles ou même opérations algorithmiques complexes. Pour définir les limites imposées à l-interprétation, le compositeur peut poser des contraintes temporelles entre les points de contrôle de la pièce ; il peut ainsi imposer un ordre partiel entre les événements à l-aide de contraintes qualitatives, ou utiliser des contraintes quantitatives pour limiter les valeurs possibles des intervalles de temps séparant les points de contrôle. La partition est alors à la fois complètement spécifiée, mais sa temporalité reste flexible, laissant ainsi la place à l-interprétation. De plus, le compositeur peut définir certains points de contrôle comme ``interactifs-, les rendre ainsi dynamiquement déclenchables à l-arrivée d-événements extérieurs, supposés se produire pendant l-exécution de la pièce. Ces événements peuvent être produits par des interfaces de contrôle, ou par la détection de situations particulières dans le contexte musical. Lorsqu-une partition est interprétée, la machine d-exécution envoie un message aux processus lorsqu-un point de contrôle doit se produire. Ceci peut être le fait de l-écoulement du temps pour les points non dynamiques, ou de l-arrivée de événement extérieur correspondant pour les points dynamiques. Le système s-assure que les contraintes temporelles définies par le compositeur ne sont pas violées. Si l-arrivée d-un événement extérieur remet en cause la validité de contraintes, le système recalcule les dates de points de contrôle futurs pour assurer la validité des contraintes. L-ordre entre les points peut alors être modifié. Ces calculs sont effectués par un algorithme de propagation de contraintes. Le maintien des contraintes temporelles, peut amener le système à ignorer des événements extérieurs lorsque ceci risque de contredire des contraintes, tout comme il devra simuler l-arrivée d-un événement dans cas où l-absence de ce dernier conduirait à violer une contrainte. Nous proposons une struture de machine abstraite capable d-exécuter dynamiquemenr les partitions interactives. Celle-ci est basée sur les réseaux de Petri et la propagation de contraintes. Nous donnons un algorithme pour compiler les partitions depuis leur descritption formelle vers une représentation exécutable par la machine. Nous avons également développé un prototype dans OpenMusic, sous la forme d-une extension des Maquettes pour l-édition des partitions utilisant un système de propagation de contraintes. Elle contient également un compilateur de partition et une machine d-exécution envoyant des messages UDP vers des applications tierces. Les partitions sont sauvergardées grace à un format XML d-échange. Nous présentons plusieurs applications du système à la musique électro-acoustique la musique instrumentale et le théâtre.

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Keywords : Computer Music Temporal Relations Constraints Programming

Mots-clés : Informatique Musicale Relations Temporelles Programmation par Contraintes Interaction





Autor: Antoine Allombert -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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