Installing and running the program:

The program can be easily installed by running P4_setup.bat from the installation disk. This batch file will make some new directory's if they don't exist allready. This directory's and all files put in them are necessary for running the program, so don't move or delete them.

After installation, click on the <GMT_P4> icon on the desktop. Also clicking the file C:\B\PB\GMT\gmt_P4.exe works. The GMT opening window appears. In this window, midi I/O devices have to be selected: click on 'Input Devices', and select 'MIDI-input devices' in the appearing pop-up menu. Now appears a messagebox, displaying the available midi-input devices. When only one device is available, it will be selected automatically by clicking O.K. When a warning dissapears about inavailability of a midi-input device, the software will not work. Your computer doesn't have a midi interface, or it is allready used, or your computer is badly configured. When several devices are available, choose by preference the standard device that is available on an external (5-pole din) connecter . ('MPU401 works good. Also SB16, ... is usable.)

A choice between the devices is made by clicking one of the toolbar buttons. The leftmost button selects choise 0 etc. up to 9.

Now the same procedure is used for the midi output device. Make sure you choose the midi port that is connected to an external 5-pole midi-out. Other possiblity's only choose internal sound generators in the computer.

After the midi in and out devices have been selected, go to the leftmost popup menu (GMT_Compositions). Then choose Processing #4 from the submenu 'Kristof Lauwers'. After selection of the piece, the synthesizer and the pitch to midi convertor are initialised via System exclusives. This can take a couple of seconds. Then go to the Start Gmt menu in the opening window, and there choose GMT_Main. The opening window closes and the 'Cockpit' window appears. In this window, you can start the piece by clicking the 'Start On' button. This will make a chord sound. Now the computer awaits input from the player to continue the piece.

Notes for performers:

Processing #4 is an interactive piece for flute and computer. The score allows a lot of freedom for the performer, who has to control the computer as well as to interact with it.

The computer part consists of twelve voices, that are ringmodulated on each other. The modulated as well as the original sound is heard. Three voices consist of sine tones, sometimes with a xylophone-alike attack. This voices sound almost continuosly. The other voices have a celesta-alike sound . How much they are heard depends on the input.

Behaviour of the first three voices

The tempos of the first three voices are a function of the length of the notes played by the performer. When he's playing short or fast notes, de computer part is getting faster also. Long notes slow down the computer. During the piece, this reaction changes gradually, until it is reversed. Sometimes the reaction on the player input is as good as immediate, sometimes the player has to insist by playing very long notes, or real fast and virtuoso passages

The pitch of the sumfrequencies of this voices (wich is heard through the ringmodulation) goes in internally computed steps in the direction of the last note the performer played. When this pitch is almost reached, the voices move in small steps around this pitch. The difference frequencies (also heard trough modulation) are most of the time very low, and move up and down following a sine curve.

The behaviour of this three voices can be influenced by the performer in the following ways:

• When the computer recognizes an accent (1) in the input, the difference frequencies between the sine voices grow suddenly, and then go gradually to their original register. In this case, of course the sumfreqencies also change, and they can't get in unison. Also a clear xylophone sound is heard in the attack of the sine tones, wich gradually disappears.
• When the player leaves a lot of rests , the steps in wich the sumfrequencies change grow bigger. Also in the rythms there comes more variation. This reaction lasts until the player is playing fewer rests again.
• When the player plays very loud for a while, the sine tones dissapear, and only gradualy come back.

All gradual processes become fatser to the end of the piece.

(1) The velocity values given by pitch to midi convertors appear to be very unreliable. They can't be used to recognize dynamic accents. Therefore the folowing events are considered as an accent:

• A big jump in the melody. When the pitches of the preceeding (nine) notes were within a narow register, a smaller step is requiered to be recognised as an accent then when the register was broader.
• A note that is much langer or shorter then the longest resp. shortest of the preceeding nine notes.
• The player starts playing again after a long rest.

Behaviour of the other voices

Next to the direct reactions of the first three voices, the program is also analysing the patterns formed by the last nine notes played by the performer. When the program finds an interesting pattern, it will be stored, to be played back by one of the other nine voices after the programme found a pattern that was considered as not intersting. When the computer has recognised a pattern as interesting, the sine voices turn silent, and return then gradually. (When the xylophone sound was hearable, it stays, when it wasn't, it can be made hearable by playing an accent (1))

The player has to use the 'non interesting' patterns on purpose to make the computer play back the previously stored onteresting patterns. The rythm of the patterns is identical at playback, but the tempo is changed, dependent on the number of patterns that is playing when a new pattern is started.

The program will consider a pattern as interesting when there are more dissonant or big intervals in it. too much repeated notes make the pattern less interesting. Still it is possible to make intersting patterns with a limited number of notes, when they are dissonant or far from each other in pitch. The player can use this to make the patterns easier to recognize when they're played back.

Rhytms and dynamics are not taken in account for analysing the patterns. The performer can use them to make patterns that are not interesting for the computer still interesting for the public.

During the first 10 % of the piece, the program is not playing back any patterns. The performer has the time to make the computer store allready some patterns. He has to make sure that the computer has recognized a couple of patterns shortly after the beginning of the piece.

During the last 10 % of the piece, the last nine patterns recognized are started one by one. When the last note of a pattern is played then, it sounds until the end of the piece. In the mean time, the sine voices are fading out. This way, the performer can hear when the end of the piece is comming nearer. When the last notes of all nine patterns are sounding, and now movement is hear anymore, the computer is only waiting for a last note of the player, to end together with that note.

During the piece, the last notes played are displayed in a window on the bottom of the screen. In the window to the left of the screen, the computer gives feedback about patterns, accents,... recognized. This feedback can be used during rehearsals of the piece, to get to know the behaviour of the program, but at a performance, the player is not supposed to look at the computer screen.

Remark: the pitch of a newly played note is recognized immediately by the program, the duration of notes and rests is only processed after the end of the note. So when the player is e.g. playing a very long note after a series of short ones, the reaction of the program only comes after the long note is finished.

Behaviour of the performer

During the piece the following behaviours of the player towards the computer can be combined:

• What you play is based on what you hear.
• Listen to what the computer is playing, without playing yourself, as long as you think this is interesting.
• Restrict what you play to a minimum, so that every played note is consiently used to influence the behaviour of the computer.
• Try to make the computer recognize interesting or not interesting patterns. When you play several uninteresting patterns in a row, this leads to crowded passages, where up to nine patterns are played back at the same time.
• Consider the computer part as an accompaniement for yourself as a soloist.
• You're free to make up other behaviours, as long as they are relevant within the context of the piece.

At least three ot these behaviours should occur during every performance. Evidently not all behaviours can occur simultaneously. Different behaviours should alter each other.

If you have problems, questions,... , please contact the author.

(to top of document)

Processing #4 

Kristof Lauwers

1999

Deze interaktieve kompositie voor fluit en elektronica is geschreven binnen het framework van de <GMT< real time kompositie software geschreven door prof dr. Godfried-Willem Raes. Dit stuk werd gecomponeerd voor Karin De Fleyt, en het zal gekreerd worden op het No Vember Just Music festival in het Logos op 23 november.

Technische benodigdheden

• Pentium PC met - MPU401 midi connector of Midiman serieel of parallel midi interface - processor speed 350 MHz of meer
• instrument microfoon op de fluit>
• Roland GI10 pitch to midi convertor
• Proteus / 2 XR orchestral synthesizer
• stereo loudspeaker system en audio mixer
• een versie van <GMT>, gecompileerd voor Processing #4 (GMT_P4.exe)

Ondersteuning van andere synthesizers of pitch to midi convertors kan op aanvraag geimplementeerd worden.

Opstelling:

De fluit moet in principe niet versterkt worden.

De geringmoduleerde klanken moeten in de eindmix even sterk zijn als de originele klank van de Proteus. Zowel van de geringmoduleerde als van de originele klank, moet de panning van 1 kanaal rechts zijn, van 1 centraal, en van 1 links.

De 'noise reduction' uit het schema dient om de natuurlijke ruis veroorzaakt door de ringmodulatie te verminderen. Dit kan een noise gate zijn, een filter,... .

Het equaliser moet de lage frequenties iets versterken, zodat de (bijna) subsonische verschiltonen duidlijk hoorbaar zijn.

Opm. bij de pitch to midi convertor moet zowel midi in als out aangesloten worden, zodat hij via System exclusives kan geinitialiseerd worden.

Installeren en opstarten van het programma:

Het programma kan eenvoudig geinstalleerd worden door vanaf de installatiediskette de file P4_setup.bat te runnen. Deze batch file maakt een aantal nieuwe directorys als ze nog niet bestaan. Deze directory's en alle files die erin geplaatst worden zijn noodzakelijk voor de werking van dit programma. Verplaats ze niet.

Klik na installatie op het <GMT_P4> ikoon op de desktop, waardoor het openingsscherm van <GMT> verschijnt. Ook direkt klikken op de file C:\B\PB\GMT\gmt_P4.exe werkt. Binnen dit window moeten nu eerst en vooral de midi I/O devices worden geselekteerd: Klik op 'Input devices' en een pop-up menu verschijnt waarbinnen we het item 'MIDI-Input devices' selekteren. Nu moet er een <GMT-message> verschijnen waarmee de gebruiker een keuze wordt geboden tussen een of meerdere beschikbare midi-input devices. Wanneer er slechts 1 device is, wordt het automatisch geselekteerd door op O.K. te klikken. Wanneer er een waarschuwing verschijnt over niet beschikbaarheid van een midi-IN-device, dan is het niet mogelijk deze software te laten werken. Ofwel heeft uw komputer geen midi-interface, ofwel is het reeds in gebruik, ofwel is de komputer slecht gekonfigureerd. Wanneer er meerdere devices beschikbaar zijn, kies dan bij voorkeur het standaard device dat op een voorhanden externe konnektor (5-polige din stekkerbus) beschikbaar is. ('MPU401 is goed, maar ook SB16 etc... is goed bruikbaar).

Een keuze tussen de devices moet worden gemaakt door op een van de buttons in de toolbar te klikken, na eerst <OK> geklikt te hebben binnen de GMT-message box. De meest linkse button selekteert keuze 0, enzovoort tot 9.

Nu wordt dezelfde procedure herhaald voor de te gebruiken midi uitgangspoort. Kies hier uitsluitend voor die midi-poort die extern verbonden is met de 5-polige midi-Out stekkerbus. (SB-poort, [330], MPU401...). Andere devices selekteren alleen de interne klankmogelijkheden van de komputer.

Wanneer Midi IN en UIT met sukses zijn geselekteerd, kan via het meest linkse pop-up menu (GMT_Compositions) het gewenste stuk -in dit geval dus Processing #4, uit het submenu 'Kristof Lauwers' worden gekozen. Na het selecteren van dit stuk worden het synthesizer en de pitch tomidi convertor geinitialiseerd via System exclusives.Dit kan een tijdje duren. Kies daarna in het openingswindow, onder Start GMT,   GMT_Main. Het openingsvenster sluit zich en het 'Cockpit' venster verschijnt.   Als je in dit venster op de button Start On (bovenaan rechts op het scherm) klikt, start het stuk met een aangehouden akkoord.  De komputer wacht nu op input van de speler om verder te gaan met het eigenlijke stuk.

Notas voor uitvoerders:

Processing #4 is een interactief stuk voor fluit en komputer. De partituur laat veel vrijheid voor de uitvoerder, die zowel de opdracht heeft om het programma te sturen als om met het programma te interageren.

De computerpartij bestaat uit twaalf stemmen, die onderling geringmoduleerd worden. Zowel de gemoduleerde als de originele klank wordt gehoord. Drie stemmen bestaan uit sinustonen, soms aangezet met een xylofoon-achtige klank. Deze klinken vrijwel voortdurend. De andere stemmen hebben een celesta-achtige klank, ze klinken slechts af en toe, afhankelijk van de input.

Gedrag van de eerste drie stemmen

Het tempo van de eerste drie stemmen is afhankelijk van de lengte van de noten gespeeld door de uitvoerder. Als, bij het begin van het stuk, de uitvoerder veel korte of vlugge noten speelt, wordt de computerpartij vlugger, bij lange noten als input, wordt de computerpartij trager.   Doorheen het stuk verandert deze reactie, tot ze tegengesteld is aan de oorspronkelijke reactie.   Soms wordt er vrijwel onmiddellijk gereageerd op de input van de uitvoerder, soms moet hij wat meer aandringen, en heel lange noten gaan spelen, of juist heel virtuoos en vlug gaan spelen.  

De toonhoogtes van de somfrequenties van deze stemmen (die door de ringmodulatie hoorbaar is), gaan in intern berekende stappen voortdurend in de richting van de laatst gespeelde noot. Als ze in de buurt van deze noot komen gaan ze in kleine stappen errond bewegen. De verschilfrequenties van de oorspronkelijke stemmen (tevens hoorbaar dankzij de ringmodulatie) zijn meestal zeer laag, en bewegen op en neer  volgens een sinuscurve.

Deze gedragingen worden soms beinvloed door andere algoritmen, die de uitvoerder op de volgende manieren kan beinvloeden:

• Als de computer een accent (1) herkent in de input, wordt de verschilfrequentie tussen de sinussen groter, om daarna geleidelijk weer terug te keren. Hierdoor kunnen de somfrequenties natuurlijk niet gelijk worden. Tevens wordt een duidelijke xylofoonklank bij de aanzet van de sinustonen hoorbaar, die geleidelijk weer verdwijnt.
• Als de speler veel en/of lange rusten laat, kunnen de stappen waarmee de somfrequenties bewegen groter worden. Ook in het ritme komt dan meer variatie. Deze reactie verdwijnt wanneer weer minder rusten gespeeld worden
• Als de speler heel luid gaat spelen, verdwijnen de sinustonen, om pas na een tijdje, geleidelijk weer terug te komen.

Alle voorkomende geleidelijke processen als gevolg van een reactie op de input van de speler, worden vlugger naarmate het einde van het stuk nadert.

(1) De velocitywaarden gegeven door pitch to midi convertors blijken zeer onbetrouwbaar te zijn.  Daarom kunnen dynamisch accenten niet gebruikt worden.   In plaats hiervan worden volgende gebeurtenissen als accent beschouwd:

• Een grote sprong in de melodie.  Als de tessituur van de voorgaande (negen) noten klein is, is een kleinere sprong nodig om als accent herkend te worden dan bij een grotere tessituur.
• Een noot die veel langer of korter is dan de langste resp. kortste van de voorgaande negen noten.
• Een noot na een lange rust.

Gedrag van de andere stemmen

Naast deze directe reactie door de eerste drie stemmen, analyseert het programma ook de patronen gevormd door de negen laatst door de uitvoerder gespeelde noten. Als het programma een patroon als interessant beschouwt, wordt dit onthouden, om later, als een gespeeld patroon als niet interessant worden beschouwd, door een van de overige negen stemmen weer afgespeeld te worden. Als de computer een interessant patroon herkend heeft, worden de sinuststemmen stil, om daarna geleidelijk weer terug te komen. (Als om een of andere reden de xylofoon aanzet hoorbaar was, blijft die wel klinken. Tijdens de stilte kan de xylfoon klank ook hoorbaar gemaakt worden door een accent (1) te spelen)

De speler wordt verondersteld om de 'oninteressante' patronen opzettelijk te gebruiken om de computer de eerder ingevoerde patronen opnieuw te laten spelen. De patronen behouden hierbij hun ritme, maar het tempo wordt herberekend afhankelijk van het aantal patronen dat al aan het afspelen is.

Het programma beschouwt patronen als interessanter, naarmate er meer dissonante en grotere intervallen in voorkomen. Te veel herhaalde noten maken het patroon minder interessant. Toch is het mogelijk om interessante patronen te maken met een beperkt aantal noten, als deze dissonant zijn ten opzichte van elkaar, en/of als ze ver uit elkaar liggen. De uitvoerder kan dit doen om de herkenbaarheid van de patronen als ze door de computer gespeeld worden te vergroten.

Ritme en dynamiek worden bij het analyseren van de patronen niet in aanmerking genomen. De speler kan deze gebruiken om patronen die voor het programma niet interssant zijn, voor het publiek wel interessant te maken.

De eerste 10 % van het stuk worden geen patronen gespeeld door het programma. De uitvoerder heeft dan de tijd om de computer een aantal patronen te laten onthouden. Hij moet ervoor zorgen dat de computer vrij vlug na het begin van het stuk zeker een aantal interessante patronen kan herkennen.

De laatste 10 % van het stuk worden de laatste 9 patronen een voor een gestart. Als een patroon daarna ten einde is, blijft de laatste noot ervan klinken tot het einde van het stuk. De sinusstemmen faden dan langzaam uit. Hierdoor kan de speler horen wanneer het einde van het stuk nadert. Als van alle negen patronen de laatste noot aan het klinken is, en dus geen beweging meer hoorbaar is, wacht het programma alleen nog op een laatste noot van de speler, om samen met die noot te eindigen.

De laatst gepeelde noten worden tijdens het stuk altijd getoond in een venster onderaan het scherm. In het venster links van het scherm laat de computer weten of hij een al dan niet interessant patroon, een accent,... heeft herkend. De uitvoerder kan deze output gebruiken tijdens het repeteren, om het gedrag van de computer te leren kennen, maar bij de eigenlijke uitvoering is de uitvoerder niet verondersteld om van de output op het scherm gebruik te maken.

opm. de toonhoogte van een gespeelde noot wordt door het programma onmiddellijk verwerkt, de duur van noten en rusten worden pas verwerkt na het einde ervan. Als de speler dus bijvoorbeeld na een hele reeks vlugge noten een zeer lange speelt, kan die pas invloed hebben op het ritme van de computerstemmen na het einde van de noot in kwestie.

Gedrag van de uitvoerder

Doorheen het stuk kunnen de volgende gedragingen van de uitvoerder tegenover de computer gecombineerd worden:

• Baseer je voor wat je speelt op wat je hoort.
• Luister naar wat de computer speelt, zonder zelf te spelen, zolang dit interessant blijft.
• Beperk hetgeen je speelt tot een minimum, waarbij ieder gespeelde noot bewust bedoeld is om de gedragingen van het programma te beinvloeden.
• Probeer de computer patronen te laten herkennen als interessant of niet interessant. Als je verschillende oninteressant patronen na elkaar speelt, kan dit aanleiding geven tot drukke passages, waarbij tot negen patronen die je zelf hebt ingevoerd door elkaar afgespeeld worden.
• Beschouw de computer als een begeleider en jezelf als solostem.
• Je mag zelf ook gedragingen verzinnen, op voorwaarde dat ze zin hebben binnen de context van dit stuk.

Tijdens elke uitvoering moeten op zijn minst drie van deze gedragingen voorkomen. Vanzelfsprekend kunnen niet alle gedragingen tegelijk voorkomen. Wel moeten verschillende gedragingen elkaar afwisselen.

Indien u nog vragen en/of problemen heeft, kan u steeds tercht bij de auteur voor meer info