1 Цели работы
Основополагающей целью работы является создание среды на занятиях профильного цикла, способствующей формированию креативного мышления, помогающей студентам в развитии восприятия, инициативных и познавательных способностей. Тем самым снизить факторы утомляемости студентов и повысить уровень усвоения материала. Так же мы предусматриваем дальнейшее практическое применение данной работы, в ходе чего будет создан электронный модуль трехголосного синтезатора.
2 Гипотеза
Введение в учебный процесс элементов компьютерного синтеза звука на основе программы Csound является стимулом для развития интереса к программам компьютерного синтеза и позволяет компенсировать факторы утомления на учебном занятии.
3 Актуальность работы
Студент устает на занятиях не от объема полученных знаний, не от интенсивности урока, а от отсутствия интереса, если отсутствует развитие творческой деятельности на уроке, именно развитие, как доказано, позволяет научиться творчески мыслить, для этого необходимо сформировать твердое желание научится этому. Когда преподавателю удается разбудить это желание и постоянно поддерживать его, меняя виды деятельности, для студентов более интенсивно проходит занятие.
Выбор различных педагогических технологий на занятиях, позволяет обеспечивать здоровье развивающую учебную деятельность и нейтрализовать интенсификацию учебного процесса, через снижение степени утомляемости участников учебного процесса, которая определяется определенным сочетанием различных характеристик занятия: трудности, насыщенности учебными элементами, эмоциональным состоянием учащихся. Это объясняет выбранную нами технологию, поскольку в процесс прохождения видеокурса охватывает разностные подходы к воздействию на правое полушарие мозга, которое (как доказано учеными) отвечает за творческую деятельность, а, следовательно, и креативное мышление, в том числе на всех стадиях технологического процесса.
4 Предмет и объект исследования
Объект. Развитие основных компетентностей, снятие факторов утомления в процессе создания объектов компьютерного синтеза звука на учебных занятиях с использованием программы Сsound.
Предмет. Создание цикла упражнений для изучения и дальнейшего использования программы Сsaund как элемента компьютерного синтеза в учебном процессе.
5 Влияние музыки на человека
Музыка является неотъемлемой частью нашей повседневной действительности. Музыку мы можем слышать и слушать каждый день, что оказывает как положительное, так и отрицательное влияние на психоэмоциональное состояние и большое воздействие на формирование внутреннего мира и восприятие окружающей среды. Опираясь на педагогический опыт, хотелось бы рассмотреть, как занятие музыкой могут повлиять на становление характера, формирование взглядов, жизненных позиций, развития профессиональной компетентности.
Выясним, как музыка влияет на человека, а именно попытаемся понять, какое влияние музыка оказывает на психику человека, на его настроение, здоровье и самочувствие, способствует ли она каким-нибудь образом достижению человеком жизненных успехов.
Положительное влияние музыки на человека (и на все живое) на самом деле факт, уже неоднократно доказанный многочисленными экспериментами ученых из различных стран.
Вообще, чтобы человеку на чем-то сконцентрироваться слушать музыку необязательно, ведь для лучей концентрации хорошо подходит полная тишина. И это касается большинства из нас. Однако некоторым людям в процессе работы, для обдумывания и принятия важных решений необходим какой-нибудь фон. Им звуки музыки помогают не только сосредоточиться, но и повысить умственную работоспособность.
И наоборот, воздействие музыки на человека, настраивающегося на работу, а не слушающего ее непосредственно во время работы, в большинстве случаев положительное. И лишь немногие, не придают никакого значения музыке, как чему-то вдохновляющему.
Спортсменам для улучшения результатов можно посоветовать, во время интенсивных тренировок слушать музыку с быстрым темпом, а во время перерывов медленную музыку. Офисным же работникам (ну или тем, кто занят на удаленной работе), считающим, что музыка помогает человеку в работе совет такой – если музыка во время работы вам действительно необходима, желательнее слушать ту, которая не содержит слов.
Касаемо физического труда здесь дело обстоит проще. В данном случае музыкальная композиция отвлечет, вряд ли, ведь несложная физическая работа выполняется на автомате, а музыка здесь больше используется для поднятия настроения. Кстати о настроении.
6 Как музыка влияет на настроение человека
То, как музыка помогает человеку справиться с трудными жизненными ситуациями, вряд ли сопоставимо с каким-либо другим воздействием внешних факторов. Музыка способна создать и поддержать нужное настроение. Она помогает расслабиться (не удивительно, что после работы некоторые люди, первым делом переступая порог собственного дома, включают любимые композиции), а может наоборот зарядить энергией.
По утрам лучше слушать бодрую и ритмичную музыку, она поможет проснуться и заставит вас соскочить с постели в желании изменить свою жизнь к лучшему. Также веселая и энергичная музыка влияние на психику человека и заставляет его сменить грусть на радость, а печаль на оптимизм и жизнелюбие.
Спокойная и плавная музыка поможет расслабиться и успокоиться, отвлечься от повседневных забот, уменьшить количество мыслей в голове и сосредоточиться на саморегуляции. Медленная и релаксирующая музыка влияет на человека как снотворное, поэтому если вас мучает бессонница и вы не знаете, как быстро уснуть, используйте этот факт.
Какое бы настроение вы не хотели задать с помощью музыки важно выбрать те композиции и мелодии, которые вам нравятся, и которые будут ласкать ваш слух. Сила музыки заключается в том, что ее влияние обусловлено психоэмоциональным состоянием человека. Она способна положительно воздействовать и сделать человека счастливее, если будет гармонировать с этим состоянием. В противном случае влияние музыки на человека может оказаться негативным
7 Программные средства создания звука
Поговорим о программах, которые требуют от звуковой карты лишь одного: умения воспроизводить аудиофайлы. В первую очередь это S-YXG50 Soft Synthesizer фирмы Yamaha. Хотелось бы добавить, что фирма не только включила в синтезатор большое число инструментов стандарта XG (более шестисот), но и предусмотрена возможность их редактирования. Для этого служит программа XGEDIT, которую можно сгрузить с сайта компании Yamaha.
S-YXG50 - великая программа, и с ее помощью, можно сделать неплохую демо-запись. Однако при этом неизбежно придется пользоваться аудиоканалом звуковой карты. И не всякому компьютеру под силу проиграть на ней достаточно “плотный” midi-файл.
Еще больше ресурсов требует программа Sondius XG SoftSynthesizer, разработанная Yamaha совместно со специалистами Стэнфордского университета. Она сочетает в себе принципы S-YXG50 и технологию физического моделирования звуковых явлений, происходящих в реальных музыкальных инструментах. Демоверсия программы через Интернет не распространяется, но имеются образцы звучания, записанные в эксклюзивном сжатом формате Sound VQ с коэффициентом сжатия 20:1.
8 Csound
Csound был популярен в 1985-1999 гг. и вот уже в течении 20 лет о проекте не вспоминают. Написанная профессором Барри Веркое из MIT Media Laboratory, программа для компьютерного синтеза Csound является непосредственным потомком “классической” программы Music V, написанной Максом Мэтьюзом из Bell Laboratories в конце 60-ых – первого настоящего программного синтезатора.
Csound практически является синонимом компьютерной музыки. На протяжении многих лет эта программа преподавалась в крупных университетах по всему миру и заслужила репутацию невероятно мощного, но и чрезвычайно трудного для изучения и использования инструмента. На протяжении последних пяти лет международные усилия группы преданных хакеров, композиторов, звуковых дизайнеров, преподавателей и их студентов вдохнула в программу новую жизнь, преобразив ее в наиболее полнофункциональный и мощный инструментарий синтеза и обработки звука из доступных сегодня. И изучение Csound'а никогда не было более легким.
Язык Csound полностью документирован в 500-страничном справочном руководстве и поддерживается действующим списком подписчиков, интернет форумами, ежеквартальным электронным журналом, несколькими посвященными этой теме книгами и растущим числом графических пользовательских интерфейсов, инструментов и утилит.
Все эти новшества и виды поддержки делают Csound очень привлекательным для всего нового поколения умных, пытливых, передовых музыкантов-электронщиков, использующих компьютер, - таких как мы все. Сегодня Csound может все. Он легче для изучения и использования, чем это может показаться на первый взгляд. Существуют версии Csound для практически любых типов компьютеров и любых операционных систем. Csound – наиболее мощный во всем мире программный синтезатор со свободной лицензией.
В первую очередь, пожалуй, Csound - это язык для описания алгоритмов синтеза звука.
Во-вторых, конечно, это программы, реализующие вышеупомянутые алгоритмы.
А в-третьих, это чистой воды магия. Потому что такая сложная, неосязаемая и труднообъяснимая сущность, как звук, возникает из такой наглядной и очевидной вещи, как текстовый файл. Точнее, из двух текстовых файлов: name.orc (orchestra) и name.sco (score). Запускается программа - и вот он, звуковой файл. В точности такой, каким вы его задумали и описали. Выбирайте любой формат wav, aiff, IRCAM, raw. Выбирайте любую разрядность файлов, Вписывайте любую частоту сэмплирования, какая вас устроит.
Время выполнения программы, естественно, зависит от мощности компьютера, но больше - от сложности партитуры и инструментов. Wav-файл в среднем займет около 10 Мбайт (1 минута звука, 16 бит, 44,1 кГц).
Инструменты в Csound'е создаются в файле оркестра, а список исполняемых нот пишется в отдельном файле партитуры. Оба файла создаются с помощью обычного текстового процессора. Когда Вы запускаете Csound для обработки конкретных файлов оркестра и партитуры, партитура сортируется и упорядочивается по времени, далее транслируется и загружается оркестр, вычисляются значения для волновых таблиц и заносятся в них, и затем партитура исполняется. Партитура управляет оркестром, указывая определенным инструментам, когда и как долго играть и какие параметры использовать на протяжении каждой ноты.
1. Файл с расширением orc действительно описывает “оркестр”, состоящий из “инструментов”. Каждый “инструмент” задается блоком, заключенным между выражениями instr j (где j=1, 2, 3, ..., 200) и endin. Файл с расширением sco является “партитурой” для этого “оркестра”, определяющей, когда, что и как будет играть каждый “инструмент”. Кстати, ограничение числа инструментов j=200 не является принципиальным, при необходимости это число можно увеличить.
2. В языке Csound рассматриваются четыре вида величин, в зависимости от характера их обновления: setup only, i-rate, k-rate и a-rate. Имя переменной начинается с буквы, символизирующей тот тип обновления, которому эта переменная принадлежит, то есть s, i, k или a. С setup only все ясно, переменные типа i-rate (“инициализируемые”) обновляются с появлением очередной музыкальной ноты, или, скорее, даже не ноты, а “события”, которое может быть шире и сложнее привычного понятия “ноты”. Во всяком случае, с помощью таких переменных можно задавать высоту тона, длительность, громкость и прочие атрибуты нот. Переменные типа k-rate (“контролируемые” переменные) обновляются с частотой kr, заданной в начале файла orc, и соответствуют не слишком “быстро” и “сложно” меняющимся величинам. Дело в том, что такие характеристики звука, как вибрато, форма амплитудной огибающей и другие, допускают более грубую дискретизацию, чем аудиосигнал, поэтому можно не тратить вычислительные ресурсы на их детальное отображение и ускорить программу. (При необходимости можно отказаться от ускорения и детализировать характер поведения k-rate-величин наравне с аудиосигналом.)
И, наконец, тип a-rate относится к переменным, описывающим аудиосигнал, а частота их обновления равняется sr.
Nchnls задает число каналов для выходного аудиосигнала: 1 (моно), 2 (стерео) или 4 (квадро). Параметр ksmps=sr/kr явно несет избыточную информацию, однако дело в том, что sr обязательно должно быть кратно kr. Возможно, ksmp ввели, чтобы обеспечить это условие наверняка.
3. Для синтеза звуков в Csound служат различные генераторы (“осцилляторы”), как и в настоящих аппаратных синтезаторах. Чтобы задать форму волны, которую предстоит создать такому генератору, используется технология “загружаемых таблиц”, то есть, основные расчеты производятся на начальном этапе работы программы, после чего поточечное представление графика волны хранится где-то в памяти в виде таблицы и используется в дальнейшем по мере надобности. А это существенно ускоряет работу программы.
9 Возможности
Csound действительно может делать все, что относится к синтезу и обработке звука. Вот неполный список доступных видов синтеза: аддитивный, субтрактивный, FM-синтез, синтез на основе математического моделирования физических процессов, гранулярный синтез (представление звука в виде “облака” из мельчайших аудиофрагментов-гранул), формантный и табличный (wavetable) синтез. Кроме этого возможны такие сложные операции, как “ресинтез”, когда сначала с помощью “быстрого преобразования Фурье” выясняется, из каких синусоид состоит исходный звук, чтобы потом с помощью генераторов собрать его заново. При этом можно менять высоту звука, не изменяя длительности, или менять длительность, не нарушая высоты. Этот метод дает потрясающие результаты. Кстати, следует отметить, что любой реальный синтезатор имеет ограниченное число генераторов синусоид, - здесь же ограничений практически нет. С помощью Csound можно заниматься любыми видами обработки звука - тут вам и реверберация, и хорусы, и флэнжеры, и микширование, и многое другое. Программой можно пользоваться как сэмплером и озвучивать стандартные midi-файлы.
В отличии от сегодняшних коммерческих “железных” синтезаторов, которые имеют ограниченный набор осцилляторов, генераторов огибающих, фильтров и фиксированное количество способов, с помощью которых эти устройства могут быть соединены, мощь Csound'а неограничена. Если Вам нужет инструмент, состоящий из сотен осцилляторов, генераторов огибающих и фильтров, вы просто впечатываете их. Еще важнее свобода в соединении модулей и в определении взаимосвязей между параметрами, которые этими модулями управляют. Так же, как и акустические инструменты, инструменты Csound'а могут проявлять чувствительность к музыкальному контексту и демонстрировать уровень “музыкального интеллекта”, к которому аппаратные синтезаторы могут лишь стремиться.
Язык Csound несколько походит на обычные языки программирования, а руководство по нему - это что-то вроде технической документации. Следовательно, программную оболочку и руководство можно использовать в курсе занятий по дисциплинам специальности “Прикладная информатика”.
При этом студенты специальностей, связанных с компьютерной техникой, часто начинают применять эти знания при создании различных проектов в области более комфортного интерфейса. Обычно хорошо воспринимаются занятия, сопровождаемые насыщенным звуковым рядом. В частности, создание звуковых шоу с астрономическими объектами, помимо прочего помогает релаксации и корректировке эмоционального фона. Создавая на занятиях комфортные психологические условия и применяя музыку, можно говорить и о сохранении физического здоровья. Нужно учитывать, что восприятие музыки сугубо индивидуально, подбирать музыку следует исходя из поставленных целей. Плавная мелодия духовых или струнных инструментов способствует релаксации; мысленно сосредоточиться помогают пьесы, написанные для сольного исполнения, дуэтов, небольших камерных ансамблей, особенно хороши мелодии эпохи Барокко. Для подзарядки энергией нужна ритмичная музыка сложной инструментовки. Таким образом, ритм музыки может регулировать темп занятия.