A ideia de se permitir que diversos músicos possam interagir remotamente utilizando-se de redes de computadores não é nova, mas nunca se popularizou. O que antes era limitado tecnologicamente devido às condições disponibilizadas por conexões de internet pela linha telefônica, hoje apresenta-se muito mais viável tecnicamente com a massicação da internet de banda larga, seja por cabo ou por tecnologias DSL. Apesar disso, encontrar um ambiente virtual em que a performance musical pareça completamente natural para o músico é uma das maiores diculdades nesta área. Embora a latência obtida na conexão entre computadores esteja vinculada principalmente à distância entre os usuários e à qualidade do serviço oferecido pelos provedores de internet, outros aspectos, como a largura de banda, podem ser controlados pelo software. Para lidar com as limitações de largura de banda no acesso à internet disponíveis comercialmente, um método de compactação de áudio eciente e que alie baixa latência algorítmica com alta qualidade sonora é imprescindível. Para evitar que atrasos muito grandes na transmissão do áudio impossibilitem uma interação musical entre os participantes, uma técnica em que a própria resposta sonora do instrumento seja atrasada localmente torna-se uma alternativa válida na busca de um ambiente para performances musicais via rede. Esta dissertação busca apresentar uma alternativa exível e de fácil utilização para que a realização de performances musicais distribuídas por usuários caseiros seja possível, mesmo que estes não tenham acesso a redes dedicadas para tal nalidade. / The idea of allowing several musicians to interact remotely using computer networks is not new but it never became popular. What was once technologically limited because of the conditions available through dial up internet connections is now much more technically feasible with the massication of the broadband internet, whether by cable or by DSL technologies. In spite of that, nding a place where the music performance feels completely natural to the musicians is still one of the biggest challenges in this area. Even though the latency obtained in the connection between computers is mainly linked to the distance between users and to the quality of the service oered by internet providers, others aspects, like the network bandwidth, can be controlled by software. To deal with the limitations on the internet bandwidth commercially available, an ecient audio coding method that has both low algorithmic latency and high sound quality becomes essential. To avoid letting large audio transmission delays make it impossible for players to have a real musical interaction, a technique where the musical instruments own feedback is locally delayed represents a viable alternative in search of a favorable environment for network music performances. This project aims to oer a exible and easy-to-use alternative so that it is possible for home users to be part of network music performances even if they do not have access to networks dedicated to this end.

A área de sistemas multiagentes é um promissor domínio tecnológico para uso em performances musicais interativas. Em trabalhos recentes, essa tecnologia vem sendo utilizada para resolver problemas musicais de escopo específico e alcance limitado, como a detecção de pulsação, a simulação de instrumentos e o acompanhamento musical automático. Neste trabalho, apresentamos uma taxonomia desses sistemas multiagentes musicais e uma arquitetura e implementação de um arcabouço computacional que generaliza os trabalhos anteriores e aborda problemas usuais como a sincronização em tempo real, a comunicação sonora e a mobilidade espacial dos agentes. Através do arcabouço, um usuário pode desenvolver um sistema multiagente musical focado em suas necessidades musicais, enquanto deixa grande parte dos problemas técnicos a cargo do arcabouço. Para validar o arcabouço, implementamos e discutimos dois estudos de caso que exploram diversos aspectos de um sistema multiagente musical, como a comunicação simbólica, a troca de áudio digital, o uso de trajetórias espaciais, a simulação acústica e conceitos de vida artificial, como códigos genéticos e reprodução, demonstrando a usabilidade do arcabouço em uma grande variedade de aplicações musicais. / Multiagent system technology is a promising new venue for interactive musical performance. In recent works, this technology has been tailored to solve specific, limited scope musical problems, such as pulse detection, instrument simulation or automatic accompaniment. In this work, we pre- sent a taxonomy of such musical multiagent systems, and an implementation of a computational framework that subsumes previous works and addresses general-interest low-level problems such as real-time synchronization, sound communication and spatial agent mobility. By using it, a user may develop a musical multiagent system focusing primarily in his/her musical needs, while leaving most of the technical problems to the framework. To validate this framework, we implemented and discussed two cases studies that explored several aspects of musical multiagent systems, such as symbolic and audio communication, spatial trajectories and acoustical simulation, and artificial life concepts, like genetic codes and reproduction, thus indicating the usefulness of this framework in a variety of musical applications.

Sistemas de acompanhamento musical automatizado são de grande utilidade como ferramentas didáticas. Com eles, um aluno de música consegue ensaiar uma peça musical sendo acompanhado pelo computador, com a liberdade de tocar na velocidade em que desejar e, além disso, de cometer erros acidentais ou desvios intencionais em relação ao esperado (definido em partitura). Um sistema de acompanhamento musical deve ter as habilidades de analisar a execução ao vivo de um músico (pré-processador da entrada), comparar os eventos recebidos com os de uma partitura pré-carregada (rastreador), gerar o acompanhamento conforme o andamento inferido (acompanhador) e sintetizar os sons relativos a esse acompanhamento (sintetizador). O trabalho apresentado neste texto consistiu em estudar diversas técnicas relativas ao problema de acompanhamento musical, implementar alguns algoritmos baseados na literatura abordada, validar a qualidade obtida com tais algoritmos e disponibilizar um sistema de código aberto modular com mais de uma alternativa de algoritmo para cada módulo. Além disso, foi desenvolvido um elemento adicional para o sistema - o MetaRastreador - que combina todas as técnicas de rastreamento implementadas, executando-as em paralelo e obtendo uma maior confiabilidade nas informações extraídas da entrada, considerando diversas opiniões diferentes sobre a posição do músico na partitura. / Automated musical accompaniment systems are very useful as didactic tools. With them, a music student can rehearse a musical piece being accompanied by the computer, with the freedom to play at the desired speed and, moreover, to perform accidental errors or intentional deviations from the expected (defined by a musical score). A musical accompaniment system should have the skills to analyze the live performance of a musician (input preprocessor), compare the events received with those of a preloaded score (matcher), generate the accompaniment according to the inferred tempo (accompaniment), and synthesize the sounds related to this accompaniment (synthesizer). The work presented in this text consisted of studying several techniques related to the musical accompaniment problem, implementing some algorithms based on the literature, validating the quality obtained with such algorithms, and providing a modular open source system with more than one alternative algorithm for each module. Furthermore, an additional element was developed for the system - the MetaMatcher - that combines all the tracking techniques implemented by running them in parallel and obtaining a greater reliability in the information extracted from the input, considering several different opinions about the position of the musician in the musical score.

O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma revisão bibliográfica de alguns dos principais conceitos acústicos e psicoacústicos associados à audição humana já desenvolvidos na literatura, de Helmholtz aos dias atuais, com foco no órgão da cóclea, relacionando as áreas de física, neurociências e computação musical, bem como aplicações diretamente derivadas de tal revisão. A partir dos cálculos realizados por Couto (COUTO, 2000) de distribuição da pressão sonora no meato acústico externo, foi calculada a pressão sonora relativa e a impedância acústica ao longo do órgão coclear. Também é apresentado um algoritmo de minimização da dissonância sensorial baseado nos modelos de bandas críticas de Cambridge e de Munique. / The present work presents a literature review on some of the most important acoustical and psychoacoustical concepts associated to human hearing, from Helmholtz to the present day, focusing on the cochlea and connecting concepts of physics, neurosciences and computer music, as well as applications directly derived from such concepts. From the sound pressure distribution model developed by Couto (COUTO, 2000), the relative sound pressure and the acoustic impedance along the cochlea were calculated. An algorithm for minimizing sensory dissonance based on Cambridge and Munich models of critical bandwidths is also presented.

Mobile music applications are becoming commonplace around the world, and mobile devices are used as digital instruments everywhere. Controlling, performing, or composing music in real time with these devices encourages collaboration and interaction, as telecommunication improvements allow many people to cooperate through local networks or the Internet. In this context, the aim of this thesis is to evaluate mobile technologies that might be suitable for mobile musicians and their audiences while performing or composing. Specifically, the main goal is to explore technologies for collaborative mobile music and to obtain quantitative and qualitative data regarding these technologies and their settings, so that composers might take full advantage of the available options for mobile applications. This evaluation focuses on message exchange using Multicast, Unicast, and Cloud Services, using academic networks as the main pathway. With these services, messages are organized as packet streams, characterized by different sizes and time intervals. Evaluation also includes the development of several applications that make use of these technologies running on Android devices and web browsers. These applications were used in actual performances, serving as both evaluation tools and experimental music instruments. The results were analyzed in terms of round trip time and data loss under very different configuration scenarios, demonstrating that although some obvious impediments are unavoidable (e.g. significant delays in international settings), it is possible to choose the specific technology and achieve interesting results under most music application scenarios. I argue that although in theory Multicast appears to be the best technology to use by far, it is the most difficult to implement due to the burden of configuring every step of the network pathway. On the other hand, Cloud Services are certainly slower than direct connections, but are the most compatible and easiest technology to set up, and are definitely suitable for many collaborative music experiences. To conclude, there is a discussion of how mobile music practitioners can take advantage of these results for composition and performance by considering specific technological advantages or drawbacks that are inherent to each technology and setting. / Aplicações de Música Móvel estão se tornando populares ao redor do mundo e dispositivos móveis estão sendo utilizados como instrumentos musicais em diversos lugares. Controlar, apresentar ou compor música em tempo real com estes dispositivos estimula a colaboração e a interação, e os avanços nas telecomunicações permitem a um grande número de pessoas cooperar musicalmente através de redes locais ou da Internet. Neste contexto, o objetivo desta tese é avaliar as tecnologias móveis que podem ser úteis para músicos e público na performance ou na composição. De maneira mais específica, o objetivo principal é explorar as tecnologias para Música Móvel colaborativa e obter resultados quantitativos e qualitativos referentes a estas tecnologias e suas configurações, de modo que compositores possam usufruir de todas as vantagens das opções para aplicações móveis. Esta avaliação enfoca a troca de mensagens através de Multicast, Unicast e Serviços em Nuvem utilizando redes de computadores acadêmicas como principal caminho. Através destes serviços as mensagens foram organizadas como fluxos de pacotes caracterizados por diversos tamanhos e intervalos entre envios. A avaliação também inclui o desenvolvimento de diversas aplicações fazendo uso destas tecnologias para dispositivos Android e navegadores Web, que foram utilizados em performa música móvel, computação musical, redes de computadores, serviços de nuvens

Esse estudo examina criticamente uma série de práticas sonoras e musicais que tiram proveito das redes de informação para elaborar contextos de colaboração. Essas praticas dão lugar a um repertório de obras (composições, performances, sites, instalações entre outros), denominado durante o trabalho como Network Music. Os trabalhos podem ser localizados entre a segunda metade da década de 1990 e o final da década de 2000, no entanto uma série de antecedentes musicais são também discutidos. O repertório não se distingue por obedecer a um estilo ou linguagem musical particular, mas por fortalecer e reformular os vínculos tradicionais entre compositores, intérpretes, ouvintes através de conexões eletrônicas. O objeto de estudo é abordado de quatro perspectivas diferentes. O primeiro capítulo aborda aspectos teóricos confrontando conceitos vigentes na música do século XX com modalidades de comunicação em Internet. O imediatismo é proposto como elemento de coesão de conceitos como ao vivo e comunicação online. O segundo capítulo examina o repertório de trabalhos musicais em Internet, enfatizando aspectos incorporados da produção da Arte das Telecomunicações. São identificadas duas vertentes na produção de Network Music, segundo a acentuação de aspectos comunicacionais e composicionais. O levantamento apresentado discute estratégias e metodologias de criação musical dentro de configurações de interação remota enfatizando o tema da distância. O terceiro capítulo cobre aspectos de performance e se concentra no tema da colaboração. Conceitos, recursos e metodologias de trabalho musical com as redes digitais são sugeridos ao intérprete que pretende realizar performances com parceiros remotos através da Internet. No quarto capítulo é discutido o projeto NetConcert, realizado ao longo da pesquisa no seio do grupo Mobile da ECA/USP / This survey critically looks at a series of sound and musical practices that take advantage of information networks to create collaborative contexts. These practices give rise to a repertoire of works (compositions, performances, websites, installations among others) called Network Music. These works can be located between the late 1990s and the late 2000s; however, a number of musical antecedents are also discussed. The repertoire is distinguished by not following a particular style or musical language, but by strengthening and reshaping the traditional links among composers, performers and listeners through electronic connections. Network Music practices are covered in four different parts. The first chapter deals with theoretical aspects confronting current concepts in twentieth-century music with modes of communication on the Internet. Immediacy is proposed as a cohesive element that gathers concepts such as live and online. The second chapter part examines the repertoire of musical works on the Internet, highlighting some aspects incorporated from Art-Telecom productions. Two strands are identified in producing Network Music, according to the emphasis on communication or compositional aspects. The text discusses strategies and methods for music creation within remote interaction settings enphasizing the subject of distance. The third chapter covers musical performance aspects and focuses on the topic of collaboration. Concepts, resources and methodologies are suggested to the musician who intends to accomplish performances with remote partners via the Internet. The final chapter discusses the NetConcert project carried out during the research period as a member of the ECA/USP Mobile group.

Criação musical é considerada uma atividade individual realizada por músicos. Desde que a música tem servido como motivação natural para formação de comunidades, novas modalidades tem sido criadas por meio do uso da tecnologia e uma potencial convergência de atividades sociais e a criação musical é campo denominado Networked Music (música em rede), que permite que pessoas explorem as implicações da interconexão de seus computadores e compartilhem experiências musicais como atividades sociais através da música. Esta tese assume que um ambiente de música em rede, se projetado especificamente para isso, pode estimular formas sociais de criação musical, mesmo para usuários leigos em música - pessoas que não possuem conhecimento musical. O objetivo desta tese é investigar como a tecnologia musical pode proporcionar suporte adequado para criação musical e discutir como é possível eliminar obstáculos naturais para esta atividade, bem como definir requisitos orientados especificamente para leigos em música. Como resultado principal e ambiente para teste desta pesquisa, apresentar CODES (Cooperative Music Prototypes Design - Projeto de Protótipos Musicais Cooperativos) - um ambiente baseado na Web, direcionado e projetado para suportar criação musical cooperativa por leigos em música. A natureza prototípica de CODES está projetada e contruída sob uma perspectiva orientada a leigos, para proporcionar-lhes condições para experimentação com música combinando, ouvindo e rearranjando padrões sonoros para criar peças musicais simples - chamadas Protótipos Musicais. Ainda, os usuários de CODES podem cooperar com parceiros num processo de criação de protótipos musicais cíclico e colaborativo (chamado Prototipação Musical Cooperativa ), usando mecanismos de percepção, argumentação e negociação personalizados para permitir que um estágio consensual final seja atingido. Ao longo deste volume, os principais conceitos, princípios, requisitos e características de CODES são apresentados e os detalhes do projeto, implementação e avaliação com usuários reais são descritos. / Music creation is considered as mostly a solitary activity performed by musicians. Since music has traditionally served as a natural motivation for community formation, new modalities have been created by means of use of technology, and one potential convergency of social activities and music making is the field of "Networked Music". It allows people to explore the implications of interconnecting their computers, and share musical experience as a social activity through music. This thesis assumes that a networked music environment - if specifically designed for that - can stimulate social ways of music creation, even by novices in music - people assumed to have no previous knowledge of music. The goal of this thesis is to investigate how networked music technology can provide adequate support for music creation, to discuss how it is possible to overcome a set of natural barriers, and to define requirements specifically oriented to users novices in music, and, as the main result and testbed of this research, to introduce CODES (Cooperative Music Prototypes Design) - a Web-based novice-oriented environment designed to support cooperative music creation. The prototypical nature of CODES is designed and built in order to provide a novice-oriented perspective, as a novice may experiment with music by combining, listening and rearranging pre-defined sound patterns to create simple musical pieces - called Music Prototypes. Furthermore, CODES users may cooperate with partners in a cyclical and collaborative process of music prototypes creation - called Cooperative Music Prototyping, using customized awareness, argumentation, and negotiation mechanisms until a final consensual music prototype stage is reached. Throughout this volume, the main concepts, principles, requirements and characteristics of CODES are presented, and the details of design, implementation of CODES and its evaluation by actual users are described.

Mobile music applications are becoming commonplace around the world, and mobile devices are used as digital instruments everywhere. Controlling, performing, or composing music in real time with these devices encourages collaboration and interaction, as telecommunication improvements allow many people to cooperate through local networks or the Internet. In this context, the aim of this thesis is to evaluate mobile technologies that might be suitable for mobile musicians and their audiences while performing or composing. Specifically, the main goal is to explore technologies for collaborative mobile music and to obtain quantitative and qualitative data regarding these technologies and their settings, so that composers might take full advantage of the available options for mobile applications. This evaluation focuses on message exchange using Multicast, Unicast, and Cloud Services, using academic networks as the main pathway. With these services, messages are organized as packet streams, characterized by different sizes and time intervals. Evaluation also includes the development of several applications that make use of these technologies running on Android devices and web browsers. These applications were used in actual performances, serving as both evaluation tools and experimental music instruments. The results were analyzed in terms of round trip time and data loss under very different configuration scenarios, demonstrating that although some obvious impediments are unavoidable (e.g. significant delays in international settings), it is possible to choose the specific technology and achieve interesting results under most music application scenarios. I argue that although in theory Multicast appears to be the best technology to use by far, it is the most difficult to implement due to the burden of configuring every step of the network pathway. On the other hand, Cloud Services are certainly slower than direct connections, but are the most compatible and easiest technology to set up, and are definitely suitable for many collaborative music experiences. To conclude, there is a discussion of how mobile music practitioners can take advantage of these results for composition and performance by considering specific technological advantages or drawbacks that are inherent to each technology and setting. / Aplicações de Música Móvel estão se tornando populares ao redor do mundo e dispositivos móveis estão sendo utilizados como instrumentos musicais em diversos lugares. Controlar, apresentar ou compor música em tempo real com estes dispositivos estimula a colaboração e a interação, e os avanços nas telecomunicações permitem a um grande número de pessoas cooperar musicalmente através de redes locais ou da Internet. Neste contexto, o objetivo desta tese é avaliar as tecnologias móveis que podem ser úteis para músicos e público na performance ou na composição. De maneira mais específica, o objetivo principal é explorar as tecnologias para Música Móvel colaborativa e obter resultados quantitativos e qualitativos referentes a estas tecnologias e suas configurações, de modo que compositores possam usufruir de todas as vantagens das opções para aplicações móveis. Esta avaliação enfoca a troca de mensagens através de Multicast, Unicast e Serviços em Nuvem utilizando redes de computadores acadêmicas como principal caminho. Através destes serviços as mensagens foram organizadas como fluxos de pacotes caracterizados por diversos tamanhos e intervalos entre envios. A avaliação também inclui o desenvolvimento de diversas aplicações fazendo uso destas tecnologias para dispositivos Android e navegadores Web, que foram utilizados em performances reais, servindo tanto como ferramentas de avaliação quanto como instrumentos para música experimental. Os dados são analisados com relação ao tempo de ida-e-volta e perda de pacotes em diferentes configurações de cenário, demonstrando que apesar de alguns impedimentos óbvios serem incontornáveis (como o longo atraso em configurações internacionais, por exemplo), é possível escolher tecnologias adequadamente e alcançar resultados interessantes em muitos cenários de aplicações musicais. Argumento que apesar de em teoria o Multicast se apresentar de longe como a melhor tecnologia para estes cenários, ele é o mais difícil de ser implementado devido à grande complexidade na configuração de cada parte da rede para seu uso. Por outro lado, Serviços em Nuvem são certamente mais lentos, porém se apresentam como os mais compatíveis e fáceis de configurar, sendo definitivamente os mais adequados para muitas experiências de música colaborativa. Em conclusão, discuto como profissionais de Música Móvel podem se aproveitar dos resultados apresentados, considerando as vantagens e desvantagens tecnológicas específicas que são inerentes a cada tecnologia ou configuração quando utilizada em performances e composições musicais.

Criação musical é considerada uma atividade individual realizada por músicos. Desde que a música tem servido como motivação natural para formação de comunidades, novas modalidades tem sido criadas por meio do uso da tecnologia e uma potencial convergência de atividades sociais e a criação musical é campo denominado Networked Music (música em rede), que permite que pessoas explorem as implicações da interconexão de seus computadores e compartilhem experiências musicais como atividades sociais através da música. Esta tese assume que um ambiente de música em rede, se projetado especificamente para isso, pode estimular formas sociais de criação musical, mesmo para usuários leigos em música - pessoas que não possuem conhecimento musical. O objetivo desta tese é investigar como a tecnologia musical pode proporcionar suporte adequado para criação musical e discutir como é possível eliminar obstáculos naturais para esta atividade, bem como definir requisitos orientados especificamente para leigos em música. Como resultado principal e ambiente para teste desta pesquisa, apresentar CODES (Cooperative Music Prototypes Design - Projeto de Protótipos Musicais Cooperativos) - um ambiente baseado na Web, direcionado e projetado para suportar criação musical cooperativa por leigos em música. A natureza prototípica de CODES está projetada e contruída sob uma perspectiva orientada a leigos, para proporcionar-lhes condições para experimentação com música combinando, ouvindo e rearranjando padrões sonoros para criar peças musicais simples - chamadas Protótipos Musicais. Ainda, os usuários de CODES podem cooperar com parceiros num processo de criação de protótipos musicais cíclico e colaborativo (chamado Prototipação Musical Cooperativa ), usando mecanismos de percepção, argumentação e negociação personalizados para permitir que um estágio consensual final seja atingido. Ao longo deste volume, os principais conceitos, princípios, requisitos e características de CODES são apresentados e os detalhes do projeto, implementação e avaliação com usuários reais são descritos. / Music creation is considered as mostly a solitary activity performed by musicians. Since music has traditionally served as a natural motivation for community formation, new modalities have been created by means of use of technology, and one potential convergency of social activities and music making is the field of "Networked Music". It allows people to explore the implications of interconnecting their computers, and share musical experience as a social activity through music. This thesis assumes that a networked music environment - if specifically designed for that - can stimulate social ways of music creation, even by novices in music - people assumed to have no previous knowledge of music. The goal of this thesis is to investigate how networked music technology can provide adequate support for music creation, to discuss how it is possible to overcome a set of natural barriers, and to define requirements specifically oriented to users novices in music, and, as the main result and testbed of this research, to introduce CODES (Cooperative Music Prototypes Design) - a Web-based novice-oriented environment designed to support cooperative music creation. The prototypical nature of CODES is designed and built in order to provide a novice-oriented perspective, as a novice may experiment with music by combining, listening and rearranging pre-defined sound patterns to create simple musical pieces - called Music Prototypes. Furthermore, CODES users may cooperate with partners in a cyclical and collaborative process of music prototypes creation - called Cooperative Music Prototyping, using customized awareness, argumentation, and negotiation mechanisms until a final consensual music prototype stage is reached. Throughout this volume, the main concepts, principles, requirements and characteristics of CODES are presented, and the details of design, implementation of CODES and its evaluation by actual users are described.

Esta tese de doutorado apresenta o MEPSOM - Método de Ensino de Programação Sônica de Computadores para Músicos. O MEPSOM consiste em um sistema de computação que disponibiliza um conjunto de atividades para programação de software musical composto de exemplos e exercícios. O método foi idealizado para ser uma ferramenta de auxílio ao professor em cursos de Computação Musical, disponibilizando recursos didáticos para o ensino de programação nas áreas de composição e educação musical. O MEPSOM foi implementado sob a forma de programas de computador e utilizado em cursos de Computação Musical na UFRGS. Nesta Tese de Doutorado apresentamos o projeto e a organização do MESPCM, a implementação do método, relatos de sua aplicação e os resultados obtidos. Também expomos a utilização do método em laboratório, através de estudo de caso, e os resultados da sua avaliação por estudantes que participaram de pesquisas de levantamento. Por fim, a partir da análise dos dados obtidos, sugerimos um conjunto de aspectos considerados relevantes para futuras aplicações do MEPSOM.