Orientador: Adolfo Maia Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-08-23T23:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Rimoldi_Gabriel_M.pdf: 4111537 bytes, checksum: c97c96d2f2a3272f97c2895b3b82e914 (MD5) Lima_GabrielRimoldiDe_M_Anexo.zip: 71564485 bytes, checksum: a7fc3171d3e3a698be2ed561f33b8675 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre modelos interativos aplicados à síntese e espacialização sonora em tempo real. Mais especificamente, aborda sobre o desenvolvimento de métodos matemáticos e algorítmicos para geração e controle espacial de fluxos granulares através de parâmetros sonoros extraídos do sinal sonoro dos grãos. Abordamos inicialmente aspectos teóricos que fundamentam o campo da pesquisa proposta e, em seguida, apresentamos um modelo computacional desenvolvido para controle espacial de fluxos granulares. Discutimos primariamente acerca de elementos conceituais sobre a espacialização sonora, relacionados à escuta espacial, contextos históricos da espacialização na música, técnicas de auralização e sistemas de espacialização em tempo real e, em seguida, apresentamos um estudo sobre o domínio microtemporal como modelo de representação musical, abordando aspectos referentes à análise, síntese sonora e composição musical. Com base nestes estudos, desenvolvemos um software em Pure Data (PD) para espacialização de sons granulares em tempo real que denominamos GTSpat - Granular Timbre Spatialization. No modelo elaborado, um vetor de características extraído através de descritores acústicos é atribuído a cada grão, que por sua vez é virtualmente localizado na espacialização sonora em função do mesmo. Através de três distintas propostas interativas, criamos módulos interativos em que o usuário pode manipular diferentes propriedades da espacialização e da síntese sonora. Propomos ainda dois modelos de distribuição espacial automática dos grãos sonoros, baseando-se em estratégias adaptativas do sistema em função da interação proposta pelo usuário. Por último, apresentamos algumas aplicações artísticas que utilizam o sistema GTSpat como suporte para criação e que, deste modo, servem como mecanismo de avaliação das ferramentas desenvolvidas / Abstract: This dissertation presents a study on interactive models applied to the real time synthesis and sound spatialization. More specifically addresses on the development of mathematical and algorithmic methods for generation and spatial control of granular flows through similarities measures between the grains. Initially approached theoretical aspects underlying the field of proposed research and then present a computational model developed for spatial control of granular flows. We discuss primarily about conceptual elements on the sound spatialization, related to spatial hearing, historical contexts of spatial music, techniques and systems for real time auralization, and then present a study of microtemporal representation as support for analysis, sound synthesis and music composition. Based on these studies, we developed a software in Pure Data (PD) for real time granular spatialization called GTSpat - Granular Timbre spatialization. In this model, one feature vector extracted by audio features are assigned to each grain, which is virtually located in the spatialization as a function thereof. Via three distinct interactive proposals, we create modules that the user can manipulate the different properties of sound synthesis and spatialization. We also propose two models of the automatic spatial distribution of the grains, based on adaptive strategies of the system depending on the proposed user interaction. Finally, we present some artistic applications using the system for creating GTSpat as support and, thus, serve as a mechanism for assessing the developed tools / Mestrado / Fundamentos Teoricos / Mestre em Música

A tablatura é um formato de notação musical alternativo para instrumentos de corda. Ela contém a posição exata (corda e casa) que necessita ser tocada para produzir um som desejado. A conversão da notação musical padrão (partitura) para uma tablatura de violão, também conhecida como transcrição, não é um processo simplificado. A razão é que cada nota da notação musical padrão pode ser tocada em diferentes posições no braço do violão. Desta forma este problema pode ser classificada como um problema de otimização combinatório. Neste trabalho, foi empregado um estudo comparativo de diferentes algoritmos: A*, algoritmos genéticos (AG), algoritmos genéticos com uso de subpopulações (AG-SP), otimização por colônia de formigas (ACO), e evolução diferencial (ED). Heurísticas baseadas nas buscas locais 2-opt e 3-opt para as abordagens AG, AG-SP e ED também foram inclusas. Os resultados experimentais com um conjunto de dados de 87 músicas monofônicas demonstraram que os algoritmos ACO, AG-SP 2-opt e AG 2-opt apresentaram os melhores resultados. Por fim, cada abordagem foi estatisticamente comparada utilizando o teste ANOVA em conjunto com o pós-teste de Tukey (Tukey post hoc), onde as análises demonstraram que há diferenças significativas entre os algoritmos avaliados. / A tablature is an alternative music notation format for string instruments. It contains the exact position (string and fret) witch needs to be played to produce the desired sound. The conversion of the musical staff notation (sheet music) to a guitar tablature, also known as transcription, is not a straightforward process. The reason is that each note on the music notation format can be played in different positions of the guitar fretboard. So this problem can be classified as a combinatorial optimization problem. In this work, we have employed a comparative study of different algorithms: A*, genetic algorithms (AG), genetic algorithms with use of subpopulations (AG-SP), ant colony optimization (ACO) and differential evolution (ED). I was also included heuristics based on local search 2-opt and 3-opt in the aproaches AG, AG-SP and ED. The experimental results with a dataset of 87 monophonic musics indicated that the approaches ACO, AG-SP 2-opt and AG 2-opt obtained the best results. Finally, each approach were statistically compared using the ANOVA with the Tukey post hoc, where the analysis indicated that there are significant differences between the evaluated algorithms.

Orientador: Aci Taveira Meyer / Tese (doutorado) Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_AdrianadoNascimentoAraujo_D.pdf: 7251581 bytes, checksum: fefc48319de35d5863240f47e7fc4a21 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O presente trabalho apresenta a pesquisa de Doutorado que foi desenvolvida no Instituto de Artes da Unicamp pela doutoranda Adriana N. A. Mendes, sob a orientação da Profa. Dra. Aci Taveira Meyer. Teve por finalidade investigar a efetividade de módulos de educação musical, desenvolvidos dentro do Projeto Conexão do Saber da Unicamp, para o ensino musical em escolas brasileiras. Através da confecção de um módulo teste, centrado no parâmetro rítmico e métrico do som, e aplicação do mesmo em alunos de escolas da cidade de Pedreira no estado de São Paulo, foram feitas considerações sobre o impacto de utilização da ferramenta do Conexão do Saber. O teste foi aplicado em laboratórios de informática de escolas públicas. Para a obtenção desses dados, a abordagem metodológica utilizada foi a pesquisa experimental, por meio do delineamento quase-experimental com grupos experimentais e de controle e aplicação de um pré-teste e pós-teste. Investigou-se a eficácia de um módulo educacional mediante comparação de grupos que receberam o tratamento (aula virtual) ou não. Para a confecção do módulo e viabilização da coleta de dados, trabalhou-se com a situação de exploração auto-dirigida, não sendo levada em consideração a presença do professor ou monitor ao lado do aluno. O processo de organização, tratamento e interpretação das informações foi fundamentado em Campbell e Stanley (1979), além de Hosmer e Lemeshow (2000), de modo que foi feita uma análise heurística e um tratamento estatístico das respostas de 130 sujeitos. Neste estudo, percentuais e tabelas caminham lado a lado com reflexões sobre os resultados obtidos. Inicialmente, foi feita uma revisão bibliográfica sobre educação mediada por computador (EMC) na área de Educação Musical brasileira, identificando-se de que maneira o assunto está sendo abordado no país. Em seguida, apresenta-se o Projeto Conexão do Saber, seus módulos educacionais e especificamente as concepções de Educação Musical que permeiam a confecção desses módulos sob a ótica da pesquisadora. Depois, são apresentados os procedimentos metodológicos e a ferramenta do módulo teste. Há então um relato do processo de coleta de dados, expondo-se em seguida os resultados e a discussão das informações reunidas. Ao final, são feitas considerações sobre a eficácia da ferramenta do módulo teste e sobre o impacto pedagógico do Conexão do Saber para o desempenho dos alunos em relação à aprendizagem e, mais especificamente, em relação à aprendizagem musical. / Abstract: The following paper presents the doctoral research which was developed in the Art Institute of Unicamp by Adriana N. A. Mendes, under the guidance of Professor Dr. Aci Taveira Meyer. It aimed to investigate the effectiveness of music education modules, developed at the Conexão do Saber project of Unicamp, for the teaching of music at Brazilian schools. By setting up a test module, focused on the rhythmic and metric parameter of sound, and applying it to students of schools in the city of Pedreira in the state of São Paulo, considerations about the impact of using the Conexão do Saber tool are made. The test was conducted at IT labs of public schools. To obtain this data, the methodological approach used was experimental research, through quasi-experimental delineation with experimental and control groups, having pre-tests and post-tests. The paper investigates the efficiency of an educational module by means of comparisons of groups which received the treatment (virtual class) or not. To set up the module and gather the data, a self-induced exploration scenario was used, not taking into consideration the presence of the teacher beside the student. The process of organization, treatment and interpretation of data is grounded in Campbell and Stanley (1979), as well as Hosmer and Lemeshow (2000), such that a heuristic evaluation and a statistical treatment of the answers of 130 subjects are done. In this study, percentages and tables go hand in hand with reflections on the results obtained. Initially, a bibliographical review on education mediated by computers (EMC) in Brazilian music education was done, identifying the way in which the subject is being approached in the country. Then, the Conexão do Saber project is presented, its educational modules and specifically music education conception which permeate the making of these modules under the researchers view. Later, the methodological procedures and the module test tool are presented. The data collecting process is reported, followed by the exposure of results and discussion of the information gathered. The results are exposed and the data collected is discussed. Finally, considerations about the efficiency of the module test tool and about the pedagogical impact of Conexão do Saber for the students' performance in relation to learning and, more specifically, in relation to music learning are made. / Doutorado / Fundamentos Teoricos / Doutor em Música

Orientadores: Fernando José Von Zuben, Jônatas Manzolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T09:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_CesarRenno_M.pdf: 8817422 bytes, checksum: f05c86a8d8717568f1afd9da373b6a55 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho sugere novos paradigmas de controle de mecanismos de síntese sonora. Utilizando conceitos das ciências cognitivas, o processo gerativo é modelado como um sistema de conversões entre representações, da atuação subjetiva do usuário, passando pela descritiva e culminando no material sonoro. A partir do estudo da analogia descritiva, engendra-se a analogia acústica, representação por amostras sonoras, e a analogia semântica, representação por linguagem. Aplicadas à arquitetura modelada, essas analogias permitem que o processo de síntese sonora tenha um caráter mais intuitivo. São apresentadas duas implementações práticas, sendo que técnicas de computação bio-inspirada fornecem o maquinário computacional para a realização do mapeamento entre representações e controle do processo de síntese / Abstract: This work suggests novel control paradigms of sound synthesis mechanisms. Applying cognitive science concepts, the generative process is modeled as a system of conversions throughout representations: from user's insight, through descriptive, to the sound material. From descriptive analogy studies, the acoustic analogy (representation through sound) and the semantic analogy (representation through language) are engendered. Applied to the modeled architecture, these analogies allow the synthesis process to have a more intuitive nature. Two practical implementations are presented. Bio-inspired computing provides the computational machinery used to map different representations and to control the synthesis process / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Fernando Jose Von Zuben, Jonatas Manzolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T18:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano_MarceloFreitas_M.pdf: 11758987 bytes, checksum: 2521dc99ef68d0b0a4e06b9ea4751fc5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Não há limitações teóricas para o uso do computador como fonte de sons musicais. O computador digital permite a produção de qualquer som concebivel dada a seqüência correta de números (amostras digitais). No entanto, produzir uma dada seqüência de números que corresponda a um som musical que possua determinadas características perceptivas desejadas é uma tarefa de difícil resolução. Grande parte dos métodos e sistemas de síntese sonora digital utiliza modelos e/ou incorpora técnicas que não levam em conta a natureza dinâmica dos sons musicais ou que não foram originalmente desenvolvidas para manipulação musical. Neste trabalho, é apresentada uma abordagem populacional para síntese sonora no domínio temporal. Foi estudado um espaço sonoro e um conjunto de atratores, isto é, um conjunto de formas de onda com qualidades sonoras desejadas e definidas a priori, e foi possível obter sons que possuem características associadas a um ou mais atratores, representando variantes dos mesmos. Este método de síntese de sons musicais pode ser interpretado como um processo de busca no espaço vetorial que contém todas as possibilidades sonoras decorrentes da representação adotada, e tem por objetivo a criação de formas de onda digítalizadas com características emergentes e potencial para serem utilizadas em diversas aplicações musicais. Os resultados representam variantes e/ou possuem íntersecções das características próprias dos atratores, responsáveis por indicar as regiões de interesse do espaço de busca. A proposta de pesquisa envolveu a utilização de algoritmos bioinspirados - os quais expressam propriedades de sistemas auto-organizados e adaptativos - como definidores de processos de geração e estruturação dos elementos sonoros, entendidos aqui como problemas de otimização. A auto-organização e os mecanismos de manutenção de diversidade e de adaptação, intrínsecos aos sistemas bio-inspirados, fundamentam a proposta no sentido de viabilizarem a emergência temporal de estruturas estáveis sem um elemento organizador externo / Abstract: There are no theoretical limitations to the use of the computer as a source of musical sounds. The digital computer allows for the production of any conceivable sound given the carrect sequence af numbers (digital samples). Nevertheless, producing the correct sequence of numbers that correspond to a musical sound expressing predefined perceptual characteristics is a very difficult task. Most sound synthesis methods and systems utilize models and/or incorporate techniques which do not take into account the dynamic nature of musical sounds or were not originally developed for the manipulation of musical tones. In this work we are proposing a populational sound synthesis approach in the time domain. A soundspace and a set of attractors, i.e. waveforms containing a priari desired features or qualities, and a population of agents communicating by means of local interaction were studied, and it was possible to attain sounds which share some qualities from more than one of the attractors, resulting exclusively from low-Ievel rules followed by these agents. This sound synthesis method can be regarded as a search in the vector space that contains ali the possible sounds resulting from the adopted representation, and its objective is to synthesize digital waveforms that possess emergent properties and the potential to be used in musical applications. The resulting sounds are variants or hybrids that share some of the intrinsic features of the attractors, which are responsible for indicating the regions of interest in the search space. This proposal involved the use of bio-inspired algorithms, which express features of adaptive, self-organizing systems, as definers of generating and structuring processes of sound elements, regarded herein as optimization processes. Self-organization and diversity maintenance and adaptation mechanisms, intrinsic to bio-inspired systems, lay the foundations of this proposal so as to make viable the temporal emergence of stable structures without an externa I organizing element / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jônatas Manzolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-08-20T07:47:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_AdrianoClaro_M.pdf: 4807040 bytes, checksum: 3fdb8b9f91d66c6551c1e540e753d2ef (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre o computador como instrumento de performance musical. A partir deste estudo desenvolvemos processos de criação musical com base na representação algorítmica e no código computacional. Os dois principais recursos técnicos que utilizamos em nossos trabalhos foram: uma técnica de síntese sonora baseada na geração de forma de ondas por equações não-lineares; e métodos de recuperação de informação musical para prover análise e memória em tempo real dos parâmetros musicais de uma performance. O corpo da dissertação possui a seguinte estrutura: primeiramente, apresentamos as características dos instrumentos musicais digitais e as implicações de seu emprego na prática musical. Em seguida fazemos uma revisão do estado da arte da área de recuperação da informação musical e detalhamos os métodos específicos que utilizamos nesse trabalho, que incluem: a) a extração de parâmetros musicais de sinais de áudio monofônicos capturados de instrumentos acústicos; b) análises do comportamento dinâmico de medidas extraídas do sinal de áudio, através de mapas de Poincaré. Posteriormente, expomos o método de e síntese por equações não-lineares. E por fim, apresentamos os processos de criação musical que desenvolvemos com base nos estudos realizados / Abstract: This work presents a study about the computer as an instrument for musical performance. Based on this study we developed processes of music creation using the algorithmic representation and the computer code. The two main technical resources we applied in our works were: a sound synthesis method based on the generation of waveforms by non-linear equations; and methods for music information retrieval to provide a computer memory of the music parameters in real time. The dissertation has the following structure: first, we show the characteristics of the digital music instruments and the consequences of its using in the musical practice. Second, we review the state of the art of music information retrieval area and we detail the specific methods we used in our works, which include: a) the extraction of music parameters from monophonic audio signals captured from acustic instruments; b) analysis of the dynamic behavior of measurements extracted from audio signal, by means of Poincaré maps. Next, we present the sound synthesis method by non-linear equations. Finally, we show the musical creative process we developed based on our studies / Mestrado / Processos Criativos / Mestre em Música