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3 .'(./). Prefazione. Introduzione. Dalle Onde ai Byte. Contenuti ed obiettivi V VII XI Capitolo 1 - Elementi di informatica di base. L informazione automatica. L informazione automatica. Una rivoluzione di trasformazione. Informatica musicale e discipline elettroacustiche: organizzazione della materia. Informatica. Definizioni. Concetto di algoritmo. Linguaggi di programmazione. Linguaggi di programmazione per la musica. Il computer come sistema. Dati e informazioni. Il calcolatore (computer system). Hardware. Software. Unità di misura dell informazione. Unità di misura periferiche di output. Sistemi numerici posizionali: decimale, binario, esadecimale. Numeri binari e bit. Il trattamento delle informazioni nei computer. Concetto di segnale. Segnale digitali, segnali analogici. Le informazioni musicali: segnali audio, modalità di controllo, segni grafici. La musica nell informatica Capitolo 2 Elementi di acustica fisica. La sinusoide semplice. Moto armonico semplice, moto circolare uniforme. La forma d onda (sinusoide) e il timbro. La lunghezza d onda e il periodo. L ampiezza. La frequenza. La fase I

4 II. Propagazione di un onda sonora. Misure e parametri fisici. Ricapitolazione Capitolo 3 - Elementi di audio digitale. Il concetto di segnale. Segnale analogico e segnale digitale. Il segnale audio: la frequenza. La rappresentazione nel dominio del tempo: l ampiezza. La rappresentazione nel dominio della frequenza: lo spettro. La fase. La catena elettroacustica. La rappresentazione analogica del segnale. La rappresentazione digitale del segnale. La rappresentazione digitale e il bit. La conversione analogico-digitale digitale-analogia. Il campionamento. Teorema del campionamento. Aliasing (Fold-over). La quantizzazione. Elementi di Psicoacustica: forma d onda e timbro. Onde complesse, rappresentazione nel dominio del tempo e della frequenza. Cenni sul Teorema di Fourier. Lo spettro di un segnale. Procedimenti per l analisi dello spettro: sonogrammi e spettrogrammi. L inviluppo di un segnale Capitolo 4 - Elementi di protocollo MIDI. La rappresentazione del suono. La musica e il MIDI.. Informazione, comunicazione, linguaggio: la rappresentazione dell audio e della musica. I livelli di rappresentazione della musica. I livelli di rappresentazione: differenze fra l audio e la musica. Operare con l audio, operare con la musica. Il protocollo MIDI. MIDI il protocollo ed il collegamento. Collegamenti MIDI e ricapitolazioni di audio digitale

5 . Collegamenti MIDI e sistemi numerici posizionali (decimale, binario, esadecimale). La rappresentazione delle informazioni con i numeri: word digitale. Il protocollo e il sistema di comunicazione MIDI: master e slave, ricapitoliamo. Le tipologie di informazioni MIDI (canali, song, tracce, patch, nota, tempo, altezza, sincronizzazione, modi). La codifica e la struttura generale dei messaggi MIDI. La classificazione dei messaggi. Channel Message, il messaggio di canale. Channel Message, esempio di messaggi: Note on e Note Off. Channel Message, analisi di un messaggio: Note On. I canali MIDI. Channel Voice Message e Channel Mode Message. Channel Voice Message analisi di un messaggio: Channel pressure (After Touch di canale). Channel Voice Message: Note On, Note Off, After Touch Polifonico, ecc.). Cenni sul General MIDI. Alcune specifiche di compatibilità per dispositivi MIDI. Channel Voice Message: Control Change. Modi e Channel Mode Message. System Message: i messaggi di sistema. System Real Time Message. Conclusioni Appendice I Laboratorio di tecnologie informatiche per la elaborazione della musica e del suono con software libero Audacity. L elaborazione digitale del segnale audio 136. Audacity La creazione di un file di progetto 139. L interfaccia utente di Audacity 140. La creazione di una traccia e la generazione di un segnale 141. Le informazioni sulla traccia 142. Le visualizzazioni della forma d onda 143. La esportazione di un segnale 144. La saturazione di un segnale 145. La modificazione della forma d onda 146. La lettura e la rappresentazione dello spettro 148. Creare i battimenti 150. Utilizzare gli effetti, cambiare la velocità 151 III

6 IV. Utilizzare gli effetti, cambiare il tempo. Utilizzare gli effetti, cambiare l intonazione. L equalizzazione. I filtri passa-alto e passa-basso. La rimozione dei disturbi. Aliasing ed effetto di foldover. Utilizzare gli effetti, le operazioni sulla dinamica, amplificazione statica e dinamica. La normalizzazione. Hard Limiter. Compressione della gamma dinamica. Utilizzare gli effetti, Wah-wah. Utilizzare gli effetti, i ritardi, Phaser. Utilizzare gli effetti, Eco. Utilizzare gli effetti, Delay. Utilizzare gli effetti, Riverbero. Utilizzare gli effetti, Inverti (Invert) e Rovescia (Reverse). Utilizzare gli effetti, Ripeti e Tremolo. La qualità dell audio digitale. Il formato dei progetti Audacity. I formati di esportazione Appendice II Esempi di composizione elettroacustica.. Il comporre musicale nell età dell informatica. Francesco Maria Paradiso, Mediterraneo 36.2, per clarinetto e live electronics, analisi dell opera. Francesco Maria Paradiso, Profili d onda, per vibrafono preparato e computer tape (sound file digitale), analisi dell opera

7 01)234.&') L attività d insegnamento, la sperimentazione di amici docenti, i giudizi di quanti hanno utilizzato questo mio manuale per l orientamento e lo studio dell informatica applicata al sonoro-musicale, sono stati di forte sostegno per questo lavoro destinato agli studenti di tecnologie musicali, nei licei musicali istituiti con la riforma della scuola secondaria superiore, ed a quelli della formazione di base ed accademica dei conservatori di musica. Negli spazi illimitati delle musiche s aprono di continuo nuove prassi da esplorare, nuovissime o antichissime, forme, stili, tecnologie che possono cambiare sia la nostra immagine della [in] formazione musicale che quella del mondo. All interno delle prassi e delle musiche dette contemporanee si rinvengono infatti non solo le applicazion i digitali, vale a dire i software per la comunicazione musicale, ma la stessa musica informatica una realtà che sembra essere stata generata da due differenti discipline: l informatica, una scienza adeguata a risolvere domande di carattere logico, e la musica, un arte concentrata a risolvere quesiti di carattere estetico. si presenta come la prima con immagini schiaccianti quali presse di laminatoi o colate d acciaio, ma come i bits d un flusso d informazione che corre sui circuiti sotto forma d impulsi elettronici. Nelle sue Lezioni americane. Sei proposte per il nuovo millennio, Italo Calvino scrive: Oggi ogni ramo della scienza sembra ci voglia dimostrare che il mondo si regge su entità sottilissime come i messaggi del DNA, gli impulsi dei neuroni, i quarks [ ]. Poi l informatica. È vero che il software non potrebbe esercitare i poteri della sua leggerezza senza l hardware, ma è il software che comanda, che agisce su l mondo esterno e sulle macchine, le quali esistono solo in funzione del software, si evolvono in modo d elaborare programmi sempre più complessi. La seconda rivoluzione industriale non Musicisti che, contrariamente a quanto Edgard Varèse poteva solo desiderare e fissare ne i suoi Écrits (nella traduzione italiana Il suono organizzato), pratichino e realizzino strumenti docili al pensiero che, rendendo possibili timbri finora insospettati, si aprano a qualsiasi combinazione io proponga loro e soddisfino le richieste che provengono dal mio ritmo interiore. Queste lezioni di informatica legate al suono e alla musica, intendono essere una guida esatta e sintetica che ha lo scopo di porre in chiaro il passaggio dalla informazione acustica alla informazione numerica, dalle onde sonore ai bits, attraverso lo studio di elementi di informatica di base, di audio digitale, di comunicazione MIDI, di tecnologie informatiche orientate alla composizione con il media informatico. Mi auguro, fin da questa prima edizione, di essermi posto al servizio di quanti desiderano apprendere, cercando di semplificare al massimo una materia non certo facile, verificando passo a passo se veramente la quarta o quinta o l ennesima generazione di musicisti è una nuova generazione non solo per età ma per statuto. Vale a dire persone che possiedono una doppia competenza: musicale e tecnologica. Francesco Maria Paradiso Milano, settembre 2014 V

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9 *5678!9:*85$ D alle Onde ai Byte è un manuale continuamente in-formazione frutto della pratica compositiva e dell attività didattica dell autore, docente di Composizione all Istituto Superiore di Studi Musicali G. Verdi di Ravenna, e già docente di Tecnologie musicali, nei licei musicali avviati con la riforma della secondaria superiore, di Acustica musicale ed Informatica musicale nella formazione accademica dei conservatori. L interesse per le discipline elettroacustiche sia di base (acustica e informatica musicale) che caratterizzanti (tecnologie musicali, composizione assistita dal calcolatore, composizione elettroacustica, composizione elettroacustica mista, composizione informatica, ecc.) deriva dalla definitiva consapevolezza che con lo sviluppo delle tecnologie multimediali la musica è diventata allo stesso modo dei numeri, dei testi, della grafica e della visione, uno dei princìpi d informazione oggetto dell informatica. Con lo sviluppo di fondamentali applicazioni in campo musicale, i sistemi informatici si sono trasformati in uno strumento musicale. Uno strumento di riferimento che è parte di quella nuova liuteria multifunzione, fra il digitale e l elettrico, concepita a modello della comunicazione e della creatività musicale e sonora sia professionale sia amatoriale del nostro tempo. Tuttavia, a differenza degli strumenti musicali della tradizione, il pianoforte d Ottocento, il calcolatore non genera unicamente frequenze o note, ma elabora l inte- ra informazione musicale, dal materiale grezzo, il suono, a quello più raffinato, la forma. Generare e trasformare i suoni, così come elaborare le forme, comporta un sostanziale cambiamento nei metodi di fare e nei modi di pensare la musica. Di conseguenza, fra il polo della creazione e quello della produzione musicale, sorgono oggi nuovi profili professionali e specializzazioni. Dagli anni 10 infatti, le conquiste formali e ritmico-timbriche delle avanguardie, dei movimenti, delle tendenze artistiche, il perfezionamento costruttivo degli strumenti musicali e le invenzioni degli elettrofoni portano a considerare la musica non soltanto come un arte della ragione, bensì un arte di ragione e di scienza (E. Varèse). Nella seconda metà degli anni 50 il nuovo strumento della musica è la macchina elettronica. I mezzi elettronici si prestano, per i suoni che sono in grado di produrre, registrare, manipolare e per l estensione che supera i limiti dell udibile, alle nuove e numerose necessità di compositori e musicisti. Fin dalla prima metà del 900, la ricchezza dei suoni industriali, dei rumori delle strade, dei porti e di quelli nell aria attrae e trasforma la percezione e la sensibilità uditiva di artisti, compositori, musicisti ed anche del pubblico, e le esigenze sonoro-musicali di tutto lo scorso Secolo breve ( ) (E. J. Hobsbawn) divengono pressoché innumerevoli. VII

10 Con l utilizzo dei mezzi elettronici e delle tecniche di trattamento sonoro, ha inizio la terza epoca della storia della musica. Cominciata dopo le grandi ere della musica vocale e strumentale, nata proprio nel punto d intersezione fra progresso tecnologico e illuminismo estetico (H. H. Stuckenschmidt), essa riconsegna all acustica il ruolo di ancella e padrona della musica (C. J. Knutsen). Al principio sono due le linee di ricerca della musica informatica: una, orientata al trattamento simbolico dell informazione musicale, studia la codifica dei testi musicali, la generazione automatica di partiture per la composizione, le tecniche informatiche di analisi musicologica; l altra (computer music), più attenta all aspetto acustico e percettivo della musica, affronta la codifica numerica dei suoni, la progettazione dei convertitori per dotare l elaboratore di un interfaccia audio con l esterno e, quindi le tecniche di analisi, sintesi ed elaborazione dei suoni (A. Vidolin). Dalla metà degli anni 50 i suoni elaborati o generati con le tecniche di sintesi penetrano nell orizzonte sonoro della creazione musicale e la prassi elettroacustica si radica nel metabolismo sperimentale dei compositori per i quali non vi è alcuna distinzione fra musica e musica. Tuttavia, se alla fine degli anni 50 tutta la scena culturale, scrive Luciano Berio sente la vertigine provocata dall incontro della musica con le tecnologie elettroniche e la discussione si focalizza tanto sui mezzi quanto sull approccio compositivo, appena nel 1976, lo stesso Berio giunge lucidamente VIII ad affermare: la musica elettronica in un certo senso non esiste più perché è dappertutto e fa parte del pensare musicale di tutti i giorni. Mentre le principali produzioni e ricerche, prerogativa d università, centri scientifici di ricerca, emittenti radiofoniche, sono svolte utilizzando sin al finire degli anni 70, calcolatori collettivi (mainframe) che imponevano prolungati tempi di attesa fra la formalizzazione dell idea musicale e il suo ascolto, già dagli anni 60 si passa alla diffusione commerciale di macchine orientate al lavoro personale di ricerca, alla composizione e al trattamento del suono anche in senso esecutivo e interpretativo. Dai sintetizzatori analogici prende vita la liuteria elettronica la cui evoluzione, con l avvento dei calcolatori monoutenza, giunge sino a noi nel dominio digitale del suono. Per mezzo di tecnologie rese definitivamente digitali, due innovazioni degli anni 80 hanno contribuito alla diffusione dell informatica nel mondo musicale: l avvento del personal computer (pc) e la definizione del protocollo di comunicazione MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Il codice di comunicazione MIDI ha segnato l ingresso dell industria degli strumenti musicali elettronici nell universo della musica informatica. Sono nati i campionatori, i sintetizzatori digitali, assieme ad una vasta gamma di dispositivi accessori (sequencer, multiprocessori di effetti) di supporto all attività del compositore, del musicista, del progettista del suono (sound designer).

11 Tramite il MIDI queste apparecchiature possono essere collegate fra loro creando una rete di dispositivi digitali in cui il calcolatore è di frequente il centro del sistema. Con i risultati della ricerca scientifica degli anni Settanta si realizza nei diversi generi di musica una diffusione capillare del suono prodotto ed elaborato numericamente offrendo ad una vasta utenza musicale strumenti a basso costo. Nel corso degli anni Novanta si estende, sia fra i professionisti sia fra gli appassionati, il predominio della tecnologia digitale nella musica. Il personal computer (l elaboratore personale) sempre più amichevole, economico, potente è dotato di periferiche e programmi specifici e diviene il nuovo strumento musicale capace di assistere il compositore, il musicista e tutti i nuovi profili professionali nello svolgimento delle più svariate attività: dalla ricerca teorica alla produzione di consumo. Dagli anni Ottanta l espressione musica informatica perde gradualmente l identità di un genere che con precise caratteristiche tecniche e di stile giunge sino al finire degli anni Settanta. Nel nostro secolo, per la diffusione del media informatico in tutti i generi musicali, l espressione musica informatica assume ormai un significato di semplice connotazione tecnica. Francesco Maria Paradiso luglio 2014 IX