Periaatteessa tietokonemusiikkisi voitaisiin kutsua kaikkea musiikkia, jonka tuottamisen jossakin vaiheessa on käytetty tietokonetta: alkaen nuotinkirjoituksesta aina digitaalimuotoisiin äänitallenteisiin asti. Useimmiten kuitenkin tietokonemusiikilla tarkoitetaan musiikkia, jonka sävellysprosessissa tai esittämisessä tietokoneella on keskeinen rooli.
Tietokoneen käyttö musiikissa voidaan karkeasti jakaa kahteen pääalueeseen: musiikillisten rakenteiden tuottamiseen (algoritminen säveltäminen) ja äänen käsittelyyn ja äänisynteesiin (käsitelty elektronimusiikin yhteydessä).
Algoritminen säveltäminen
Ehkä yleisin tapa hyödyntää tietokoneen suurta laskunopeutta sävellystyössä on sävellyksen perusmateriaalin – äänen tai sävelkorkeuksien, harmonioiden, rytmien, tekstuureiden jne. – tuottaminen, järjestäminen ja edelleen prosessoiminen numeerisessa muodossa erilaisten algoritmien, matemaattisten lausekkeiden avulla.
Tämän alan uranuurtaja on kreikkalainen Iannis Xenakis, joka 1950-luvulla päätyi stokastisten (tilastollisten) menetelmien käyttöön toteuttaakseen ideoitaan globaalisti muodonnetusta musiikista. Xenakisin musiikki koostuu erilaisista tekstuuripinnoista ja niiden välisistä vastakkainasetteluista ja transformaatioista (vähittäisistä muuntumisista). Pyrkiessään kohti globaalimpaa muodontaa hän päätyi määrittelemään kunkin tekstuurin ominaisuudet ja niiden muutokset, kuten esimerkiksi soittotavat, voimakkuudet, kestot, glissandojen suunnat ja pituudet, rytmisen tiheyden jne. Yksityiskohtien tuottamiseen hän sovelsi todennäköisyyslaskentaa ja erilaisia fysiikan malleja – ja antoi laskentatyön tietokoneen tehtäväksi. Hänen oli itse muunnettava laskentatulokset nuottikirjoitukseksi, koska nykysäveltäjien tarpeisiin soveltuvat nuotinkirjoitusohjelmat tulivat markkinoille vasta kolmisenkymmentä vuotta myöhemmin.
Toisentyyppistä lähestymistapaa edustaa intialaissyntyinen Clarence Barlow, joka 1970-80-luvuilla tutki puheen eri äänteiden ominaisuuksia tuottaakseen vastaavia äänteitä tietokoneella. Hän pyrki määrittämään äänteiden tunnusomaiset taajuusalueet, formantit, joihin äänteiden tunnistaminen perustuu. Vaikeimmin määriteltäviksi osoittautuivat kovat konsonantit, kuten k, p ja t lyhyytensä ja hälymäisyytensä vuoksi. Helpompia olivat vokaalit ja pehmeämmät konsonantit, esim. j, m, n ja r. Määritettyään äänteiden osasävelrakenteen hän muodosti sanoja ja lauseita näistä äänteistä. Orkesterikappale Im Januar am Nil perustuu näihin äännetutkimuksiin siten, että Barlow etsi orkesterin sointivalikoimasta tietokoneanalyysin avulla vastaavuuksia äänteistä saamiinsa tuloksiin. Sävellyksen säveltaso- ja sointiratkaisut määräytyivät sitten äänteiden formanttialueiden mukaan, ja teoksessa on kohta, jossa teoksen nimi kuullaan kokonaisuudessaan ”orkesterille sovitettuina äänteinä”.
Algoritmisen säveltämisen mahdollisuudet ovat periaatteessa lähes rajattomat, mutta keskeinen kysymys onkin musiikillisesti mielekkäiden tapahtumien muuntaminen matemaattiseen muotoon tai – kääntäen – löytää algoritmisesti tuotettujen äänitapahtumien musiikillinen mielekkyys ja säveltäjää tyydyttävä muodonta.
Algoritmisessa säveltämisessä voidaan hahmottaa olevan kaksi ajattelutapaa: eksperimentaalinen ja analyyttinen (nimitykset kirjoittajan). Ensin mainittu perustuu nimensä mukaisesti kokeiluun: millaisia tuloksia valituilla algoritmeilla voidaan saavuttaa ja millaista musiikkia saada aikaan. Jälkimmäinen puolestaan lähtee liikkeelle lopputuloksesta ja pyrkii löytämään sopivat matemaattiset periaatteet haluttuun päämäärään pääsemiseksi. Käytännössä ei liene helppoa sanoa, kumpaa suuntausta säveltäjä X edustaa, vaan molemmat lähestymistavat tukevat toisiaan ja esiintyvät rinnakkain.
Algoritmisuus sinänsä ei aseta prosessoitavalle materiaalille muita ehtoja kuin että se on numeerisessa muodossa. Digitaalisesti voidaan paitsi operoida olemassaolevilla äänillä, myös konstruoida uusia (äänisynteesi). Äänitapahtuma tuotetaan algoritmeilla digitaalisesti alkaen äänen aaltomuodosta, jota voidaan edelleen prosessoida uusilla aaltomuodoilla. Toisin sanoen lasketaan ääniaallon muoto numeerisesti ja muunnetaan se sitten todelliseksi ääneksi kaiuttimista kuunneltavaksi.
Algoritmisuus säveltämisessä voidaan luonnollisesti ulottaa pelkkää materiaalin prosessointia pidemmälle aina teoksen kokonaismuotoon asti, jopa niin pitkälle, että tietokone suorittaa materiaalin tuottamisen ja sen kehittymistä ja muutoksia ohjaavat valinnat – toisin sanoen säveltää koko teoksen itse. Tämä voi tapahtua joko sattuma-algoritmein (jolloin lähestytään cagelaista musiikkikäsitystä), todennäköisyyslaskennan tai lukusarjojen avulla tai esimerkiksi 1980- ja 1990-lukujen vaihteessa suosittuja kaaosteoreettisia malleja soveltaen – muutamia mahdollisuuksia mainitakseni.
Live electronics
Sävellysapulaisen roolin lisäksi tietokoneelle on löytynyt käyttöä myös esitystilanteissa. Tämän ns. live-elektroniikan tai elo-elektroniikan käytössä tietokone hoitaa pääasiassa seuraavia tehtäviä: suorittaa reaaliaikaista ääniprosessointia, kontrolloi koko äänijärjestelmää tai osaa siitä tai soittaa säveltäjän etukäteen tallentamia äänitapahtumia sekvensseriohjelmien ja syntetisaattorien avulla.
Näistä ensin mainittu toteutettiin aiemmin useimmiten erillisten kaiku- ja efektilaitteiden avulla, mutta 1990-luvun kuluessa tietokoneiden kehitys on mahdollistanut myös luonnollisen äänen valtavan informaatiovirran reaaliaikaisen käsittelyn.
Tavallista on jättää äänentoistojärjestelmän kontrolli osittain tai kokonaan tietokoneen huoleksi. Esimerkiksi sopii äänen liikuttelu tilassa: etukäteen tallennetun ohjeiston mukaisesti tietokone sijoittaa ja siirtelee ääniä monikanavaisen äänentoiston eri kanaviin, ja monimutkaisetkin yhtaikaiset muutokset ovat mahdollisia.
1980-luvun loppupuolella Michel Waisviszin Hands-projekti keskittyi äänen reaaliaikaisen kontrolloinnin tutkimiseen MIDI-tekniikan avulla. Hands muodostui datahansikkaista, joissa oli erilaisia liikettä ja etäisyyksiä tunnistavia antureita, joiden antama informaatio ohjasi tietokoneen välityksellä syntetisaattoreita. Soittajan fyysinen liike – huomioon ottaen käsien asennot, etäisyydet lattiasta ja toisistaan jne – ohjasi mm. voimakkuuksia, sointivärejä, säveltasoja ja äänen liikettä tilassa aina sen mukaan, miten eri anturit oli kytketty.
Interaktiiviset järjestelmät, keinoäly
Oman alueensa muodostavat keinoälypohjaiset järjestelmät, joissa tietokone reagoi annettuun informaatioon tuottaen muunnettua, vastakohtaista tai aivan uutta äänimateriaalia. Näin tapahtuu mm. yhdysvaltalaisen George Lewisin teoksissa, joissa muusikon soittamat äänet välitetään mikrofonin avulla tietokoneeseen, joka puolestaan soittaa oman osuutensa syntetisaattorein.
Mainitsemisen arvoinen on myös Paavo Heinisen 1990-luvulla alkanut Viuhka-projekti, jossa hänen tavoitteensa on simuloida oma musiikillinen ajattelunsa: luoda tietokoneohjelmisto, joka säveltäisi kuten Paavo Heininen. Projektin tuloksena on sekä elektronisia, siniääniin perustuvia teoksia, että soitinsävellyksiä ja näiden yhdistelmiä. (Teoksia ei ole toistaiseksi levytetty.)
On myös kokeiltu oppivia järjestelmiä, joissa tietokoneohjelma ”opettelee” tunnistamaan kulloisenkin annetun materiaalin rakenteita ja säännönmukaisuuksia ja toimii sitten niiden mukaisesti.
Kuuntele
- Iannis Xenakis: Metastasis (1954)
- Michael Waiswisz: Hands (1986)