التكوين الخوارزمي

📅 آخر تحديث: ٧ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٧ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

التكوين الخوارزمي هو تقنية استخدام الخوارزميات لإنشاء الموسيقى .

لقد تم استخدام الخوارزميات (أو على الأقل مجموعات القواعد الرسمية) لتأليف الموسيقى لعدة قرون؛ يمكن غالبًا تقليص الإجراءات المستخدمة لرسم مخطط قيادة الصوت في الكونتربوينت الغربي ، على سبيل المثال، إلى التحديد الخوارزمي. يمكن استخدام المصطلح لوصف تقنيات توليد الموسيقى التي تعمل دون تدخل بشري مستمر، على سبيل المثال من خلال إدخال إجراءات الصدفة . ومع ذلك، من خلال الترميز المباشر والواجهات التفاعلية الأخرى، يمكن اتباع نهج يركز على الإنسان بالكامل في التأليف الخوارزمي. [1]

يستخدم الملحنون بعض الخوارزميات أو البيانات التي ليس لها صلة موسيقية مباشرة [2] كمصدر إلهام إبداعي لموسيقاهم. وقد تم استخدام خوارزميات مثل الكسيريات ، وأنظمة L ، والنماذج الإحصائية ، وحتى البيانات التعسفية (مثل أرقام التعداد السكاني ، أو إحداثيات نظم المعلومات الجغرافية ، أو قياسات المجال المغناطيسي ) كمواد مصدرية.

نماذج للتكوين الخوارزمي

تُصنف خوارزميات التأليف عادةً حسب تقنيات البرمجة المحددة التي تستخدمها. ومن ثم يمكن تقسيم نتائج العملية إلى 1) موسيقى مؤلفة بواسطة الكمبيوتر و2) موسيقى مؤلفة بمساعدة الكمبيوتر. ويمكن اعتبار الموسيقى مؤلفة بواسطة الكمبيوتر عندما تتمكن الخوارزمية من اتخاذ خيارات خاصة بها أثناء عملية التأليف.

هناك طريقة أخرى لفرز خوارزميات التأليف وهي فحص نتائج عمليات التأليف الخاصة بها. يمكن للخوارزميات إما 1) توفير معلومات تدوينية ( نوتة موسيقية أو MIDI ) لآلات أخرى أو 2) توفير طريقة مستقلة لتوليف الصوت (عزف المقطوعة الموسيقية بمفردها). هناك أيضًا خوارزميات تنشئ كلًا من البيانات التدوينية وتوليف الصوت.

إحدى الطرق لتصنيف الخوارزميات التركيبية هي من خلال بنيتها وطريقة معالجة البيانات، كما هو موضح في هذا النموذج المكون من ستة أنواع متداخلة جزئيًا: [3]

  • النماذج الرياضية
  • الأنظمة القائمة على المعرفة
  • قواعد النحو
  • الأساليب التطورية
  • الأنظمة التي تتعلم
  • الانظمة الهجينة

نماذج ترجمية

هذا هو نهج لتوليف الموسيقى يتضمن "ترجمة" المعلومات من وسيط غير موسيقي موجود إلى صوت جديد. يمكن أن تكون الترجمة إما قائمة على القواعد أو عشوائية . على سبيل المثال، عند ترجمة صورة إلى صوت، يمكن تفسير صورة JPEG لخط أفقي في الصوت على أنها درجة ثابتة، بينما قد يكون الخط المائل للأعلى مقياسًا تصاعديًا. في كثير من الأحيان، يسعى البرنامج إلى استخراج المفاهيم أو الاستعارات من الوسيط (مثل الارتفاع أو المشاعر) وتطبيق المعلومات المستخرجة لتوليد الأغاني باستخدام الطرق التي تمثل بها نظرية الموسيقى عادةً تلك المفاهيم. مثال آخر هو ترجمة النص إلى موسيقى، [4] [5] والتي يمكن أن تقترب من التكوين عن طريق استخراج المشاعر (إيجابية أو سلبية) من النص باستخدام أساليب التعلم الآلي مثل تحليل المشاعر وتمثل تلك المشاعر من حيث جودة الوتر مثل الأوتار الثانوية (الحزينة) أو الرئيسية (السعيدة) في الناتج الموسيقي الناتج.

النماذج الرياضية

تعتمد النماذج الرياضية على المعادلات الرياضية والأحداث العشوائية. الطريقة الأكثر شيوعًا لإنشاء التراكيب من خلال الرياضيات هي العمليات العشوائية . في النماذج العشوائية، يتم تأليف قطعة موسيقية نتيجة لطرق غير حتمية . لا يتم التحكم في عملية التأليف إلا جزئيًا من قبل الملحن من خلال ترجيح احتمالات الأحداث العشوائية. ومن الأمثلة البارزة على الخوارزميات العشوائية سلاسل ماركوف والاستخدامات المختلفة للتوزيعات الغاوسية . غالبًا ما تُستخدم الخوارزميات العشوائية جنبًا إلى جنب مع خوارزميات أخرى في عمليات صنع القرار المختلفة.

كما تم تأليف الموسيقى من خلال الظواهر الطبيعية. حيث تخلق هذه النماذج الفوضوية مقطوعات موسيقية من الظواهر الطبيعية المتناغمة وغير المتناغمة. على سبيل المثال، منذ سبعينيات القرن العشرين، تمت دراسة الكسيريات أيضًا كنماذج للتأليف الخوارزمي.

كمثال على التراكيب الحتمية من خلال النماذج الرياضية، توفر الموسوعة الإلكترونية لتسلسلات الأعداد الصحيحة خيارًا لتشغيل تسلسل عدد صحيح كموسيقى ذات مزاج متساوٍ من 12 نغمة . (يتم ضبطه في البداية لتحويل كل عدد صحيح إلى نغمة على لوحة مفاتيح موسيقية ذات 88 مفتاحًا عن طريق حساب العدد الصحيح modulo 88، بإيقاع ثابت. وبالتالي فإن 123456، الأعداد الطبيعية، تساوي نصف المقياس اللوني.) كمثال آخر، تم استخدام سلسلة الفواصل الزمنية الكاملة للتأليف بمساعدة الكمبيوتر. [6]

الأنظمة القائمة على المعرفة

إحدى الطرق لإنشاء المقطوعات الموسيقية هي عزل الكود الجمالي لنوع موسيقي معين واستخدام هذا الكود لإنشاء مقطوعات موسيقية مماثلة جديدة. تعتمد الأنظمة القائمة على المعرفة على مجموعة مسبقة الصنع من الحجج التي يمكن استخدامها لتأليف أعمال جديدة من نفس الأسلوب أو النوع. وعادة ما يتم تحقيق ذلك من خلال مجموعة من الاختبارات أو القواعد التي تتطلب الوفاء بها حتى تكتمل المقطوعة الموسيقية. [7]

القواعد النحوية

يمكن أيضًا فحص الموسيقى باعتبارها لغة ذات قواعد نحوية مميزة. يتم إنشاء المؤلفات الموسيقية من خلال إنشاء قواعد نحوية موسيقية أولاً، والتي تُستخدم بعد ذلك لإنشاء قطع موسيقية مفهومة. غالبًا ما تتضمن القواعد النحوية قواعد للتأليف على المستوى الكلي، على سبيل المثال التناغم والإيقاع ، بدلاً من النوتات الفردية.

طرق التحسين

عند إنشاء أنماط محددة جيدًا، يمكن اعتبار الموسيقى مشكلة تحسين تركيبية، حيث يكون الهدف هو العثور على المجموعة الصحيحة من النوتات بحيث يتم تقليل دالة الهدف. تحتوي دالة الهدف هذه عادةً على قواعد لأسلوب معين، ولكن يمكن تعلمها باستخدام طرق التعلم الآلي مثل نماذج ماركوف. [8] أنشأ الباحثون الموسيقى باستخدام عدد لا يحصى من طرق التحسين المختلفة، بما في ذلك البرمجة الصحيحة، [9] والبحث عن الجوار المتغير، [10] والطرق التطورية كما هو مذكور في القسم الفرعي التالي.

الأساليب التطورية

تعتمد الطرق التطورية لتأليف الموسيقى على الخوارزميات الجينية . [11] يتم بناء التكوين من خلال عملية تطورية . من خلال الطفرة والانتقاء الطبيعي ، تتطور حلول مختلفة نحو قطعة موسيقية مناسبة. يعمل العمل التكراري للخوارزمية على قطع الحلول السيئة وإنشاء حلول جديدة من تلك التي نجت من العملية. يتم الإشراف على نتائج العملية من قبل الناقد، وهو جزء حيوي من الخوارزمية يتحكم في جودة المؤلفات الموسيقية التي تم إنشاؤها.

نهج إيفو ديفو

تشكل الأساليب التطورية ، جنبًا إلى جنب مع العمليات التنموية، نهجًا تطوريًا لتطوير وتحسين الهياكل المعقدة. وقد تم تطبيق هذه الأساليب أيضًا على تأليف الموسيقى، حيث يتم الحصول على البنية الموسيقية من خلال عملية تكرارية تحول مقطوعة بسيطة للغاية (مكونة من بضع نغمات) إلى قطعة معقدة كاملة (سواء كانت مقطوعة موسيقية أو ملف MIDI). [12] [13]

الأنظمة التي تتعلم

أنظمة التعلم هي برامج ليس لديها معرفة معينة بنوع الموسيقى التي تعمل بها. بدلاً من ذلك، تجمع هذه البرامج مواد التعلم من تلقاء نفسها من المواد النموذجية التي يوفرها المستخدم أو المبرمج. تتم معالجة المواد بعد ذلك في قطعة موسيقية مشابهة للمواد النموذجية. ترتبط طريقة التكوين الخوارزمي هذه ارتباطًا وثيقًا بالنمذجة الخوارزمية للأسلوب، [14] والارتجال الآلي ، ودراسات مثل العلوم المعرفية ودراسة الشبكات العصبية . اقترح أساياج ودوبنوف [15] نموذج ماركوف متغير الطول لتعلم استمرارية الزخارف والعبارات ذات الطول المختلف. قدم مارشيني وبوروينز [16] نظامًا يتعلم بنية التسجيل الصوتي لشظية إيقاعية باستخدام التجميع غير الخاضع للإشراف وسلاسل ماركوف متغيرة الطول ويقوم بتوليف الاختلافات الموسيقية منه.

الأنظمة الهجينة

نادرًا ما تنجح البرامج القائمة على نموذج خوارزمي واحد في خلق نتائج مرضية من الناحية الجمالية. ولهذا السبب غالبًا ما تُستخدم خوارزميات من أنواع مختلفة معًا للجمع بين نقاط القوة وتقليل نقاط الضعف في هذه الخوارزميات. لقد فتح إنشاء أنظمة هجينة لتأليف الموسيقى مجال التأليف الخوارزمي وأوجد أيضًا العديد من الطرق الجديدة تمامًا لبناء المؤلفات خوارزميًا. المشكلة الرئيسية الوحيدة في الأنظمة الهجينة هي تعقيدها المتزايد والحاجة إلى الموارد لدمج هذه الخوارزميات واختبارها. [17]

هناك نهج آخر، يمكن تسميته بالتأليف بمساعدة الكمبيوتر ، وهو إنشاء هياكل معينة خوارزميًا للتأليف "المصنوع يدويًا" في النهاية. في وقت مبكر من ستينيات القرن العشرين، طور جوتفريد مايكل كونيغ برامج الكمبيوتر Project 1 و Project 2 للموسيقى العشوائية ، والتي تم تنظيم ناتجها بشكل معقول "يدويًا" عن طريق تعليمات الأداء. في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، طور أندرانيك تانجي خوارزمية كمبيوتر لتحديد هياكل الحدث الزمني للقوانين الإيقاعية والفوجات الإيقاعية، [18] [19] والتي تم تحويلها بعد ذلك إلى مؤلفات موسيقية متناغمة Eine kleine Mathmusik I و Eine kleine Mathmusik II ؛ للحصول على النوتات الموسيقية والتسجيلات، انظر. [20]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ The Oxford Handbook of Algorithmic Music. Oxford Handbooks. أكسفورد، نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. 2018-02-15. ISBN 9780190226992.
  2. ^ جاكوب، بروس إل. (ديسمبر 1996). "التكوين الخوارزمي كنموذج للإبداع". الصوت المنظم . 1 (3): 157-165. doi :10.1017/S1355771896000222. hdl : 1903/7435 . S2CID  15546277.
  3. ^ بابادوبولوس، جورج؛ ويجينز، جيرانت (1999). "طرق الذكاء الاصطناعي للتأليف الخوارزمي: دراسة استقصائية ونظرة نقدية وآفاق مستقبلية" (PDF) . وقائع ندوة AISB'99 حول الإبداع الموسيقي، إدنبرة، اسكتلندا : 110-117.
  4. ^ ديفيس، هانا (2014). "توليد الموسيقى من الأدب". وقائع ورشة عمل EACL حول اللغويات الحاسوبية للأدب : 1-10. arXiv : 1403.2124 . Bibcode :2014arXiv1403.2124D. doi :10.3115/v1/W14-0901. S2CID  9028922.
  5. ^ "إنشاء الموسيقى من النص".
  6. ^ ماوريسيو تورو، كارلوس أجون، كاميلو رويدا، جيرارد أساياج. "GELISP: إطار عمل لتمثيل مشاكل إرضاء القيود الموسيقية واستراتيجيات البحث". مجلة تكنولوجيا المعلومات النظرية والتطبيقية 86 (2). 2016. 327-331.
  7. ^ براون، سيلاس (1997). "التأليف الخوارزمي والتحليل الاختزالي: هل تستطيع الآلة التأليف؟". كام نوتس . جمعية الموسيقى الجديدة بجامعة كامبريدج . تم الاسترجاع في 28 أكتوبر 2016 .
  8. ^ Herremans, D. ; Weisser, S.; Sörensen, K.; Conklin, D. (2015). "Generating structured music for bagana using quality metrics based on Markov models" (PDF) . Expert Systems with Applications . 42 (21): 7424–7435. doi :10.1016/j.eswa.2015.05.043. hdl : 10067/1274260151162165141 .
  9. ^ كونيا، نيلسون دوس سانتوس؛ أناند سوبرامانيان؛ دوريان هيرمانز (2018). "توليد مقطوعات منفردة على الجيتار عن طريق برمجة الأعداد الصحيحة" (PDF) . مجلة جمعية البحوث التشغيلية . 69 (6): 971-985. doi :10.1080/01605682.2017.1390528. S2CID  51888815.
  10. ^ Herremans, D. ; Sörensen, K. (2013). "تأليف موسيقى كونتربوينت من النوع الخامس باستخدام خوارزمية بحث الجوار المتغير" (PDF) . أنظمة الخبراء مع التطبيقات . 40 (16): 6427–6437. doi :10.1016/j.eswa.2013.05.071.
  11. ^ تشارلز فوكس 2006 الهياكل الموسيقية الهرمية الجينية ( الجمعية الأمريكية للذكاء الاصطناعي )
  12. ^ بول، فيليب (2012). "الخطف الخوارزمي". نيتشر . 188 (7412): 456. doi : 10.1038/488458a .
  13. ^ فرنانديز، جيه دي؛ فيكو، ف (2013). "طرق الذكاء الاصطناعي في التركيب الخوارزمي: دراسة استقصائية شاملة". مجلة أبحاث الذكاء الاصطناعي . 48 : 513-582. arXiv : 1402.0585 . doi : 10.1613/jair.3908 .
  14. ^ S. Dubnov، G. Assayag، O. Lartillot، G. Bejerano، "استخدام أساليب التعلم الآلي لنمذجة الأسلوب الموسيقي المؤرشف من الأصل في 10 أغسطس 2017 على موقع Wayback Machine "، IEEE Computers ، 36 (10)، ص 73-80، أكتوبر 2003.
  15. ^ جي. أساياج، إس. دوبنوف، أو. ديليرو، "تخمين عقل الملحن: تطبيق التنبؤ الشامل على الأسلوب الموسيقي"، في وقائع المؤتمر الدولي للموسيقى الحاسوبية ، بكين، 1999.
  16. ^ مارشيني، ماركو؛ بوروين، هندريك (2011). "التحليل غير الخاضع للإشراف وتوليد تسلسلات الإيقاع الصوتي". استكشاف محتويات الموسيقى . مذكرات محاضرات في علوم الكمبيوتر. المجلد 6684. ص 205-218. doi :10.1007/978-3-642-23126-1_14. ISBN 978-3-642-23125-4.
  17. ^ هارينبيرج مايكل (1989). موسيقى جديدة في تقنية جديدة؟ : Musikcomputer as qualitative Herausforderung für ein new Denken in der Musik. كاسل: بارينرايتر. رقم ISBN 3-7618-0941-7. OCLC  21132772.
  18. ^ Tangian, Andranik (2003). "Constructing rhythmic canons" (PDF) . Perspectives of New Music . 41 (2): 64–92 . تم الاسترجاع في 16 يناير 2021 .
  19. ^ تانجيان ، أندرانيك (2010). “إنشاء شرود إيقاعي (ملحق غير منشور لبناء شرائع إيقاعية )”. IRCAM، ندوة MaMuX، 9 فبراير 2002، Mosaïques et pavages dans la musique (PDF) . تم الاسترجاع في 16 يناير 2021 .
  20. ^ تانجيان، أندرانيك (2002-2003). "Eine kleine Mathmusik I and II". IRCAM، ندوة MaMuX، 9 فبراير 2002، Mosaïques et pavages dans la musique . تم الاسترجاع في 16 يناير 2021 .

قراءة إضافية

  • "التأليف الخوارزمي: التفكير الحسابي في الموسيقى" بقلم مايكل إدواردز . اتصالات جمعية آلات الحوسبة الأمريكية ، المجلد 54، العدد 7، ص 58-67، يوليو 2011 doi :10.1145/1965724.1965742
  • كارلهاينز إسل : التأليف الخوارزمي. في: دليل كامبريدج للموسيقى الإلكترونية ، تحرير نيكولاس كولينز وخوليو دي إسكريفان، مطبعة جامعة كامبريدج 2007. رقم ISBN 978-0-521-68865-9 . الملخص 
  • خوارزميات الموسيقى الحاسوبية للدكتور جون فرانسيس. برامج حاسوبية خوارزمية للموسيقى تمثل جميع أنماط الموسيقى، مع كود مصدر C، تنتج ملفات ميدي. الطبعة التاسعة عشرة 2019، تحتوي الآن على 57 برنامجًا و20 نمطًا و24 فصلاً.
  • "التصنيف الوظيفي لأنظمة توليد الموسيقى" بقلم دوريان هيرمانز ، تشينج هوا تشوانج وإلين تشيو . ACM Computing Surveys ، المجلد 55، العدد 5، ص 69: 1-30 doi :10.1145/3108242.
  • إدواردو ريك ميراندا : تأليف الموسيقى باستخدام الحاسب الآلي. دار فوكال للنشر 2001
  • جيرهارد نيرهاوس: التأليف الخوارزمي – نماذج توليد الموسيقى الآلية. سبرينغر 2008. ISBN 978-3-211-75539-6 
  • كورتيس رودز: برنامج تعليمي للموسيقى على الكمبيوتر. مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا 1996. رقم ISBN 9780262680820 . 
  • "التأليف التلقائي من مصادر الإلهام غير الموسيقية"، بقلم روبرت سميث وآخرون.
  • "ملاحظات قليلة حول التأليف الخوارزمي" بقلم مارتن سابر. مجلة الموسيقى الحاسوبية 25.1 (2001) 48–53
  • فيل وينسور وجين دي ليزا: موسيقى الكمبيوتر في سي. ويندكريست 1990. ISBN 978-1-57441-116-4 
  • Wooller, Rene, Brown, Andrew R, Miranda, Eduardo, Diederich, Joachim, & Berry, Rodney (2005) "إطار عمل لمقارنة العملية في أنظمة الموسيقى الخوارزمية". في: Generative Arts Practice ، 5-7 ديسمبر 2005، سيدني، أستراليا.
  • "التأليف باستخدام العملية: وجهات نظر حول الموسيقى التوليدية والنظمية"، بودكاست
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـالتراكيب الخوارزمية .
  • درو كراوس: مقدمة في التكوين الخوارزمي على Vimeo
  • Algorithmic Composer، سلسلة من دروس التكوين الخوارزمي
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=التكوين_الخوارزمي&oldid=1251885762"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate