Tulevaisuus

Virtuaali­instrumenttini   ja   Karaoke­ohjelmani   jäivät   melko   vaatimattomiksi  säädettävyydeltään,   liitettävyydeltään,   käytettävyydeltään   ja   tehokkuudeltaan,   koska  kandidaatintyö on pieni projekti. Virtuaali­instrumenttia soittaessa soittaja voisi haluta  säätää   esimerkiksi   yksittäisten   äänten   sekä   koko   ohjelman   äänenvoimakkuutta.   Tätä  ominaisuutta ei ohjelmissani ole, vaan ainoa mahdollisuus säätää äänenvoimakkuutta on  koko   laitteen   äänenvoimakkuuden   muuttaminen.   Virtuaali­instrumenttini   ovat  äänenlaadultaan vaatimattomia verrattuna Linuxin virtuaali­instrumentteihin. Ne voisivat  kuulostaa   mielenkiintoisemmilta,   mikäli   niihin   olisi   toteutettu   monista   virtuaali­

instrumenteista tuttuja ominaisuuksia kuten erilaiset suotimet ja muut efektit. Toisaalta  N810­laitteen laskentaresurssit saattavat rajoittaa ylimääräistä prosessointia.

Virtuaali­instrumenttien   kannattaisi   tukea   MIDI­protokollaa,   koska   se   mahdollistaa  instrumenttien   soittamisen   ulkoisilla   ohjainlaitteilla,   esimerkiksi   MIDI­koskettimilla. 

Tosin Nokia N810 ­laitteen liitännät saattavat hankaloittaa ulkoisten musiikkilaitteiden 

liittämistä.   Joka   tapauksessa   MIDI­tuen   ansiosta   jokaiseen   instrumenttiin   ei   tarvitsisi  ohjelmoida   käyttöliittymää   vaan   varsinainen   soittaminen   voisi   tapahtua   erillisellä  ohjelmalla ja virtuaali­instrumentissa luotaisiin ainoastaan kontrollidatan mukainen ääni.

Käyttöön tulevien virtuaali­instrumenttien käyttöliittymä on syytä suunnitella ja toteuttaa  huolella   sekä   mahdollisimman   tehokkaasti.   En   pohtinut   ohjelmoidessani   ohjelmieni  laskentatehon tarvetta. Käyttäjille tarkoitettuja instrumentteja toteutettaessa ohjelmien ja  niiden käyttämien algoritmien laskennalliset kompleksisuudet on tärkeä kartoittaa.

Tässä   työssä   käytettiin   vain   muutamaa   äänisynteesin   periaatetta.   Niiden   arvioiminen  laskennan   kannalta   kulloiseenkin   käyttötarkoitukseen   ja   kevyimpien   periaatteiden  hyödyntäminen voi vähentää laskennan määrää merkittävästi. Myös käytettävän laitteen  kaiuttimet, mikrofoni ja muut ominaisuudet tulee ottaa huomioon virtuaali­instrumentteja  suunnitellessa   turhan   laskennan   välttämiseksi.   Esimerkiksi   perusteettoman   korkean  näytetaajuuden   käyttäminen   aiheuttaa   turhaa   laskentaa,   ja   monimutkaisen   ääniaallon  luominen lisäävällä synteesillä voi vaatia kohtuuttoman paljon sinikomponentteja.

Tämän työn oli tarkoitus antaa tietoa UMSIC­hankkeen ohjelmointityötä varten. UMSIC  alkaa   1.9.2008   ja   päättyy   31.8.2011.   Uskon,   että   omat   kokemukseni   virtuaali­

instrumenttien   ohjelmoinnista   tukevat   alusta   asti   ohjelmoitavien   instrumenttien  ohjelmointityötä Maemo­ympäristössä. Virtuaali­instrumenttien kartoitukseni osoitti, että  olemassa olevan avoimen lähdekoodin hyödyntäminen voi olla vaikeaa. 

5 YHTEENVETO

Työn teoriaosuudessa muodostin kokonaiskuvan musiikkiteknologiasta, ja selvitin sen  käsitteitä.   Musiikkiteknologia   paljastui   yllättävän   laajaksi   tieteenalaksi,   joka   soveltaa  tietotekniikkaa moniin tarkoituksiin. Musiikkiteknologiaa hyödynnetään psykologiassa,  kasvatustieteissä ja kognitiivisissa tieteissä.

Työn   käytännön   osuudessa   kartoitin   Linux­käyttöjärjestelmän   avoimen   lähdekoodin  virtuaali­instrumentit ja ohjelmoin musiikkiteknologian ohjelmia Nokia N810 Internet  Tablet   ­laitteelle.   N810:n   käyttöjärjestelmä   on   Linux­johdannainen,   joten   olemassa  olevaa avointa lähdekoodia olisi ollut mahdollisuus hyödyntää. En kuitenkaan osannut  hyödyntää avointa lähdekoodia, vaikka virtuaali­instrumentteja löytyi useita. Ongelmiksi  muodostuivat   puutteelliset   ohjelmointitaitoni,   ohjelmakoodin   suuri   määrä,   ohjelmien  monimutkaisuus ja puutteellinen dokumentaatio. Omat ohjelmani ohjelmoin itse alusta  asti.

Ohjelmoin rumpukoneen, joka toistaa äänitiedostoja. Kosketinsoittimeni puolestaan luo  äänensä   funktioiden   avulla   kokonaan   ilman   äänidataa   sisältäviä   tiedostoja.   Virtuaali­

instrumenttini   valmistuivat   nopeammin   kuin   odotin,   joten   ohjelmoin   vielä  karaokeohjelman.   Karaoke­ohjelmassani   on   toteutettu   ainoastaan   ääneen   liittyvät  ominaisuudet.

Ohjelmistani tuli yksinkertaisia ja pelkistettyjä kuten tarkoitukseni olikin. Ne kuitenkin  osoittautuivat toimiviksi. Paremmalla käyttöliittymällä ja viimeisteltyinä ne olisivat myös  käytettäviä.   Tällaisinaan   ohjelmani   ainoastaan   näyttävät,   miten   ääntä   voidaan   tuottaa  N810­laitteella.

LÄHDELUETTELO

[1] Yasushi Akiyama:  PlaceAndPlay: a digital tool for children to create and record  music, April 2008, CHI '08: Proceeding of the twenty­sixth annual SIGCHI conference  on Human factors in computing systems, Publisher: ACM

[2] Tetsuaki Baba, Taketoshi Ushiama, Kiyoshi Tomimatsu: Freqtric drums: a musical  instrument that uses skin contact as an interface, 2007, New Interfaces For Musical  Expression,   Proceedings   of   the   7th   international   conference   on   New   interfaces   for  musical expression

[3]   Rolf   Bader:  Turbulent     —     model   of   flute­like   musical   instrument   soundκ ε   production, 2005, Publisher: Springer London

[4]   Lori   A.   Custodero,   Pia   Rebello   Britto,   Jeanne   Brooks­Gunn,  Musical   lives:   A  collective  portrait of American parents and their young children, October­November  2003, Journal of Applied Developmental Psychology, Volume 24, Issue 5, Pages 553­572 [5] Marek Dziubinski, Piotr Dalka and Bozena Kostek:  Estimation of Musical Sound  Separation   Algorithm   Effectiveness   Employing  Neural   Networks,   2005,   Journal   of  Intelligent Information Systems, Volume 24, Numbers 2­3 / March,

[6] Eck, D.; Schmidhuber, J.: Finding temporal structure in music: blues improvisation  with   LSTM   recurrent   networks,   Neural   Networks   for   Signal   Processing,   2002. 

Proceedings of the 2002 12th IEEE Workshop on 4­6 Sept. 2002 Page(s):747 – 756

[7] Thomas Fischer, Wing Lau: Marble track music sequencers for children, June 2006,  IDC   '06:  Proceedings   of   the   2006   conference   on   Interaction   design   and   children,  Publisher: ACM

[8]   Gynther,   Mikko:   Avoimen   lähdekoodin   musiikkiteknologia,   kandidaatintyön  internetsivu,   joka   sisältää   työhön   liittyvän   sähköisen   materiaalin  http://www2.lut.fi/~mgynther/kt/, viitattu 29.7.2008

[9]   GTK+   Reference   Manual  http://maemo.org/api_refs/4.1/gtk+2.0­2.10.12/libgtk2.0/,  viitattu 29.7.2008

[10]   Billy   Harris,   Martha   Summa­Chadwick:  A   computerized   system   for   Neurologic  Music Therapy, December 2005, Journal of Computing Sciences in Colleges, Volume 21  Issue 2, Publisher: Consortium for Computing Sciences in Colleges

[11] Helsinki University Central Hospital The BioMag Laboratory : Aivojen rakenne ja  toiminta: Kuulo http://www.biomag.hus.fi/braincourse/L7.html, viitattu 30.7.2008

[12]   Hydrogen,  http://www.hydrogen­music.org/,   avoimen   lähdekoodin   rumpukone,  viitattu 9.6.2008.

[13] IK Multimedia Sample Moog –virtuaali­instrumentti http://www.ikmultimedia.com/

Main.html?samplemoog/index.php, viitattu 9.6.2008.

[14]   Andrew   J.   Johnston,   Benjamin   Marks:  Partial   reflections:   interactive   virtual  instruments controlled by sound, June 2007, C&C '07: Proceedings of the 6th ACM  SIGCHI conference on Creativity & cognition, Publisher: ACM

[15]   Maemo  http://www.maemo.org,   Nokian   tukema   ympäristö   Internet   Tabletien  ohjelmille, viitattu 9.6.2008.

[16] Maemo Chinook Training Material http://maemo.org/development/training/, viitattu  29.7.2008

[17]   Maemo   Technology   Overview   Chapter   3:  Maemo   Platform   Overview  http://maemo.org/maemo_training_material/maemo4.x/html/maemo_Technology_Overvi ew/Chapter_03_maemo_Platform_Overview.html, viitattu 9.6.2008.

[18]   Ian   McKinnon:  Children's   music   journey:   the   development   of   an   interactive  software   solution  for  early   childhood   music   education,  October   2005,  Computers  in  Entertainment (CIE), Volume 3 Issue 4, Publisher: ACM

[19] MIDI Manufacturers Association Incorporated: Tutorial: The Technology of MIDI  Part 1: Overview http://www.midi.org/aboutmidi/tut_techomidi.php, viitattu 29.7.2008

[20]   Riia   Milovanov,   Minna   Huotilainen,   Vesa   Välimäki,   Paulo   A.A.   Esquef,   Mari  Tervaniemi: Musical aptitude and second language pronunciation skills in school­aged  children: Neural and behavioral evidence,  15 February 2008,  Brain Research,  Volume  1194

[21] Don Morgan, Sanzheng Qiao:  Accuracy and stability in mass­spring systems for  sound synthesis, May 2008, C3S2E '08: Proceedings of the 2008 C3S2E conference,  Publisher: ACM

[22] Nuria Oliver, Fernando Flores­Mangas: MPTrain: a mobile, music and physiology­

based   personal   trainer,   September   2006,   MobileHCI   '06:   Proceedings   of   the   8th  conference on Human­computer interaction with mobile devices and services, Publisher: 

ACM

[23]   Chika   Oshima,   Kazushi   Nishimoto,   Masami   Suzuki:  Family   ensemble:   a  collaborative   musical   edutainment   system   for   children   and   parents,   October   2004,  MULTIMEDIA '04: Proceedings of the 12th annual ACM international conference on 

Blocked­based   physical   modeling   for   digital   sound   synthesis,   March   2007,   Signal  Processing Magazine, IEEE Volume 24,  Issue 2 Yasuharu Koike:  Using a MyoKinetic  Synthesizer to Control  of Virtual  Instruments,  2006, Publisher: Springer Berlin / Heidelberg

[28] Chuen­Tsai Sun; Ji­Lung Hsieh; Chung­Yuan Huang:  Using Evolving Agents to  Critique Subjective Music Compositions, Computational Intelligence and Security, Nov. 

2006, 2006 International Conference on Volume 1, Page(s):474 – 480

[29]  Tero  Tolonen,  Vesa  Välimäki,   Matti  Karjalainen:   Evaluation   of Modern  Sound  Synthesis   Methods,   Helsinki   University   of   Technology,  http://www.acoustics.hut.fi/publications/reports/sound_synth_report.pdf,   viitattu  9.6.2008.

[30]   Martin   Tomitsch,   Thomas   Grechenig,   Karin   Kappel,   Thomas   Költringer: 

Experiences from designing a tangible musical toy for children, June 2006, IDC '06: 

Proceedings of the 2006 conference on Interaction design and children, Publisher: ACM 

[31]   Toontrack   EZdrummer   –virtuaali­instrumentti 

http://www.toontrack.com/ezdrummer.asp, viitattu 9.6.2008.

[32]   Jeff   Tranter:   Introduction   to   Sound   Programming   with   ALSA,  http://www.linuxjournal.com/article/6735, viitattu 28.7.2008

[33] UMSIC­DoW (Description of Work), for FP7­ICT­2007­2 (Accessible and Inclusive  ICT), viitattu 9.6.2008.

[34] Christophe Vergez and Patrice Tisserand: The BRASS Project, from Physical Models  to Virtual Musical Instruments: Playability Issues, 2006, Publisher: Springer Berlin /  Heidelberg

[35]   Christian   Vincenot:  An   introduction   to   Linux   sound   systems   and   APIs,  http://www.linux.com/articles/113775, viitattu 9.6.2008

[36]   Wikipedian   kuva   aaltomuodoista, 

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Waveforms.svg, viitattu 29.7.2008