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Prototipagem de um instrumento musical misto: a expressividade da interface

Henrique Gomes Ferreira

Abstract

Esta dissertação aborda a prototipagem de um instrumento musical baseado na plataforma Bela, a partir de técnicas convencionadas na construção de instrumentos digitais e pela aplicação de componentes eletrónicos e acústicos. São estudados os conceitos de expressividade e gestualidade, de forma a poder aplicar mapeamentos que confiram a este protótipo um sentido de expressividade para a performance de música ao vivo. Contextualiza-se a área de investigação com a apresentação de exemplos de interfaces expressivas contemporâneas e outros instrumentos digitais, bem como a revisão teórica de alguns investigadores deste campo de estudo. Na componente prática são descritos os processos de prototipagem com referência aos sensores e componentes utilizados, a sua programação informática e a sua assemblagem num formato auto-contido do instrumento. Para a realização desta investigação foram empregues metodologias de investigação-acção e investigação artística, promovendo-se a atitude reflexiva permanente entre a construção do instrumento e a sua expressividade.

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MESTRADO MULTIMÉDIA - ESPECIALIZAÇÃO EM MÚSICA INTERATIVA E DESIGN DE SOM PROTOTIPAGEM DE UM INSTRUMENTO MUSICAL MISTO: A EXPRESSIVIDADE DA INTERFACE Henrique Gomes Ferreira M 2021 FACULDADES PARTICIPANTES: FACULDADE DE ENGENHARIA FACULDADE DE BELAS ARTES FACULDADE DE CIÊNCIAS FACULDADE DE ECONOMIA © Henrique Gomes Ferreira, 2021 Prototipagem de um instrumento musical misto: a expressividade da interface Henrique Gomes Ferreira Mestrado em Multimédia da Universidade do Porto Aprovado em provas públicas pelo Júri: Presidente: José Miguel Santos Araújo Carvalhais Fonseca (PhD) Vogal Externo: Luís Bittencourt (PhD) Orientador: Filipe Cunha Monteiro Lopes (PhD) Coorientador: Gilberto Bernardes de Almeida (PhD) Resumo Esta dissertação aborda a prototipagem de um instrumento musical baseado na plataforma Bela, a partir de técnicas convencionadas na construção de instrumentos digitais e pela aplicação de componentes eletrónicos e acústicos. São estudados os conceitos de expressividade e gestualidade, de forma a poder aplicar mapeamentos que confiram a este protótipo um sentido de expressividade para a performance de música ao vivo. Contextualiza-se a área de investigação com a apresentação de exemplos de interfaces expressivas contemporâneas e outros instrumentos digitais, bem como a revisão teórica de alguns investigadores deste campo de estudo. Na componente prática são descritos os processos de prototipagem com referência aos sensores e componentes utilizados, a sua programação informática e a sua assemblagem num formato auto-contido do instrumento. Para a realização desta investigação foram empregues metodologias de investigação-acção e investigação artística, promovendo-se a atitude reflexiva permanente entre a construção do instrumento e a sua expressividade. Abstract This dissertation addresses the making of a prototype of a musical instrument based on the Bela platform, from conventional techniques for building digital instruments and applying electronic and acoustic components. The concepts of expressiveness and gesture are dealt with by applying mappings that give this prototype a sense of expressiveness for live music performance. The research section presents examples of contemporary expressive interfaces and other digital instruments, as well as a theoretical review of some researchers in this field of study. In the practical section, the processes involved in developing the prototype are described with reference to the sensors and components used, their computer programming and their assembly in the format of a standalone instrument. To carry out this investigation, actionresearch and artistic investigation methodologies were used, promoting a reflective attitude throughout the project and so bringing together the elements of the construction of the instrument with its subsequente expressive capabilities. Agradecimentos Gostaria de agradecer aos meus pais e ao meu irmão pelo apoio constante que me deram e pela confiança que depositaram no meu percurso. À Francisca Dores, por me acompanhar em todos os momentos, pelo carinho, pelo amor e por toda a incansável ajuda que me prestou na revisão deste documento. Ao Filipe Lopes pela orientação, sempre acompanhada de confiança e palavras de motivação. Ao Gilberto Bernardes por todos os conhecimentos transmitidos e pela disponibilidade para com as minhas dúvidas na utilização do PureData. Ao Filipe Tootill pela amizade e pela preciosa ajuda na construção do corpo do instrumento prototipado. Ao Philip Weston Tootill pela revisão do Abstract. A todos os amigos que me têm acompanhado ao longo dos anos, nomeadamente ao Guilherme Correia, ao Simão Collares Rodrigues, ao Miguel Serrão Pereira, à Mariana Teixeira, à Ana Pinho, ao Pedro Galante, ao Francisco Almeida, ao João Santos, à Anistalda Gomes, à Inês “Jonas” Silva e ao Martin Lloyd. A todos os novos amigos que surgiram nesta fase da minha vida e me inspiram com o seu trabalho, nomeadamente ao Francisco Oliveira, ao Louis Wilkinson, ao Ricardo M. Vieira, à Diana Lucena, à Inês Carneiro, ao Daniel Teixeira e à Ana Carvalho dos Santos. Agradeço também a várias pessoas cuja presença, assídua ou efémera, foi também importante no meu percurso, nomeadamente ao Miguel Pipa, ao José Assunção, ao Virgiliu Obada, à Sara Correira, à Inês Vicente, ao Gabriel Correia, ao Gonçalo Cupertino, à Danielle Lopes, ao João Galvão, ao Rui Penim Guerreiro, ao Mitchell Alves, ao Gonçalo Tavares, ao Marti Guillem Ciscar, ao Ricardo Baptista, ao Heitor Alvelos, ao Tiago Ângelo, ao Pedro Brito e à Antónia Marques. Por fim, gostaria de agradecer também aos docentes e investigadores que acompanharam, pontualmente, momentos desta investigação, nomeadamente ao Luís Aly, ao Alexandre Clément e ao Eduardo Magalhães. O autor, Henrique Gomes Ferreira xvii Abreviaturas e Símbolos Ω DIY DMI DSP FM FSR GUI HCI Hz IDE I/O NIME Pd SCL SDA USB VST VSTi Ohm ou Ohms, unidade de medida da resistência elétrica Do It Yourself Digital Music Instrument/Intrumento musical digital Digital Signal Processing Frequency Modulation (referente a síntese FM, Frequency Modulation Synthesis) Force Sensing Resistor Graphical User Interface Human-computer Interaction/Interação Humano-computador Hertz, unidade de frequência, medida em ciclos por segundo Integrated Development Environment/Ambiente de desenvolvimento integrado Inputs/Outputs (referente às ligações de entrada e saída de um hardware) New Interfaces for Musical Expression/Novas interfaces para a expressão musical PureData (software) Serial Clock Line Serial Data Line Universal Serial Bus, padrão de cabos/conectores computador-periféricos Virtual Studio Technology VST Instrument/Virtual Instrument 1 1. Introdução Esta investigação propõe a prototipagem de um instrumento musical, batizado de Crescente, com componentes digitais e analógicos, ou seja, um objeto físico que controla um conjunto de processos de geração de som analógico e digital. Partindo de modelos de síntese sonora padronizados (e.g. síntese FM, síntese aditiva, síntese subtrativa), pretendeu-se pesquisar formas de atuar sobre parâmetros do sinal áudio do instrumento, em tempo real, através de ações e gestos captados por sensores. Na performance de instrumentos musicais convencionais (e.g. piano, trombone, harpa, flauta, entre outros), o gesto físico que leva à produção de som relaciona-se com a prática (i.e. a interacção física com o instrumento) e a inerente tradição instrumental do próprio instrumento, mas também, como complemento, com a antecipação de uma certa expressividade sonora que decorrerá, inevitavelmente, de um conhecimento empírico fruto da prática musical com esse instrumento. Neste sentido, na construção e implementação do instrumento que me proponho criar, pretendo que o instrumento possibilite uma miríade de gestos físicos que, por sua vez, potenciem uma relação expressiva multifacetada entre gesto físico e expressividade sonora. Por último, através dos gestos, pretende-se manipular não só a geração primária de som digital (e.g. síntese FM), mas também transformar aspetos da sua sonoridade através da técnica de electroacoustic feedback loops 1 , mais comumente associada ao universo musical da eletrónica e da eletroacústica. O trabalho sobre o protótipo de um instrumento musical misto, auto-contido e expressivo, emerge da necessidade de fundir este conjunto de elementos físicos, digitais e analógicos. 1 No glossário de AUFERMANN, K. F. (2002). Feedback Processes. An investigation into non-linear electronic music. Middlesex University, retirado do artigo de David Lee Myers na Resonance Magazine #9 (MYERS, D.L. 2002, p.12,13) como: “Feedback eletroacústico refere-se a feedback audível que, durante o processo de feeding back, passa em simultâneo pelo meio eletrónico e pelo meio acústico”. 2 1.1 Motivação e Contextualização “Os instrumentos musicais são objetos extraordinários porque através deles podemos exprimir e transmitir musicalmente ideias e sentimentos” (Henrique, 2002, p.310) A música tem a capacidade de mover grupos de pessoas unidas por ideias comuns, atraídas pelas mesmas histórias. Elias Canetti diz-nos que “Todas as massas palpitantes têm - precisamente graças ao ritmo que nelas predomina - algo de semelhante” (Canetti, 2014, p.35). O sincronismo de um grupo, que começou com o ritmo dos pés, do caminhar do ser humano, “uma espécie de notação musical rítmica, que sempre existiu”, estende-se até à atualidade através de formas musicais mais completas (Canetti, 2014). Através da composição de peças musicais, de uma sequência de notas, na execução de obras ou através de qualquer outro formato que permita a expressão e produção de momentos musicais, os “indivíduos-performers” exercem o poder da música sobre os “indivíduos-espectadores”. É um modo de comunicar ideias e sentimentos que, muitas vezes, dificilmente são expostos através de palavras. Pierre Schaeffer diz-se dominado por uma saudade de música que não quer dizer nada, quando por vezes escreve e “inveja modos de expressão mais intensos. Escrever é sempre tornar explícito à custa de outras coisas” 2 (Schaeffer, 2012, p. 3) 3 . Os estímulos sonoros e gestuais, como no caso da performance ao vivo, transformam o ouvinte em espectador. Convidam o indivíduo a criar imagens mentais e, “enquanto houver imagem, há vida (...)” (Mondzain, 2015, p. 74). O trabalho dos músicos, ao longo da história, divide-se em subgrupos que não se cingem à criação e interpretação de música em si. Muitos procuram especializar-se na escrita da música, deixando a interpretação para outros que decidiram dominar a prática instrumental, outros escolhem dedicar-se à direção de grupos - orquestras, coros, ensembles – outros, ainda, enveredam pela criação de software e hardware musical, pela documentação da história, pela produção de discos e bandas, ou pela construção de instrumentos musicais. A construção de instrumentos musicais remonta à Pré-História (i.e. flautas de marfim e de osso 4 ) e desde então a sua evolução levou à construção de instrumentos musicais como o piano, um instrumento musical extremamente refinado que congrega várias tecnologias distintas. O luthier de instrumentos musicais é também uma profissão antiga e a lutherie 5 uma habilidade muito específica que aparece nesta linhagem histórica 6 . 2 Todas as traduções que se encontram em nota de rodapé ao longo do documento foram feitas de forma livre pelo autor, com recurso ao seu conhecimento da língua inglesa e com a ferramenta de tradução do Google. 3 “Sometimes when I write I am envious of more intense modes of expression. Writing is always making explicit at the expense of other things.” (SCHAEFFER, 2012, p.3). 4 Exemplo baseado em artefactos musicais com cerca de 30 a 40 mil anos encontrados em cavernas no sudoeste da Alemanha (CONARD, MALINA, & MÜNZEL, 2009). 5 Geralmente associada à construção, reparação e restauro de instrumentos de cordas como violinos e violas. 6 C.f. PIO, S., DE MARCHI, M., & SCHOEN, R. (2012). Viol and lute makers of Venice 1490-1630-Liuteria veneziana 1490-1630. Venice Research. 3 No contexto desta investigação, optamos por nos concentrar em pessoas que, a partir de meados do séc. XX, e seguindo uma linhagem desviante da prática comum de luthier, decidem experimentar ou modificar ferramentas e objetos mais ou menos convencionais no mundo da música (e.g. caixas de ressonância, rádios, ventoinhas), em busca de novas possibilidades para a expressão musical. Uma das primeiras referências revolucionárias na história dos instrumentos eletrónicos é a de Leon Theremin (1896-1993), responsável pela invenção do theremin 7 (ver figura 1) no final da segunda década do século XX 8 . O theremin é um instrumento eletrónico composto por uma caixa e duas antenas. É controlado com o movimento das mãos, sem necessidade de contacto físico. Este foi um dos instrumentos que popularizou um som puramente eletrónico a um público alargado, ao mesmo tempo que mostrava possível uma interação inédita na época: fazer soar um instrumento musical sem lhe tocar (Collins, 2007). Esta novidade possibilitou uma 7 O seu timbre consiste numa forma de onda sinusoidal que varia em frequência e amplitude. 8 Para mais detalhes ver (HOLMES, 2008). Figura 1 - Carolina Eyck, compositora e música, com um Theremin. Imagem do site/arquivo de Constantin Enache. 4 nova compreensão e abertura para relações entre a tecnologia de um instrumento musical e a sua expressividade sonora. Após a segunda guerra mundial, na música, a cena avant-garde 9 é intensificada. Origina diferentes discussões, revoluções de conceitos e práticas da composição na performance musical, afetando indelevelmente também a construção e idealização de novos instrumentos musicais. A música de cariz experimental na Europa e América do Norte, com utilização de tecnologias analógicas, floresceu a partir de trabalhos como os de Pierre Schaeffer (1910-1995), que introduziu a musique concrète 10 ; John Cage (1912-1992), com obras pioneiras na música eletroacústica e abordagens de composição inéditas (i.e. composições com objetos sonoros não convencionais, novas estruturas rítmicas e harmónicas); David Tudor (1926-1996), como “o primeiro virtuoso da performance eletrónica” (Collins, 2007, p.74) 11 ; Harry Partch (1901-1974), o criador de uma série de instrumentos com os quais constituiu a sua própria orquestra; Stockhausen (1928-2007), com um legado de obras impactantes no campo da música eletrónica (e.g., Mikrophonie I). A partir da proliferação dos sintetizadores analógicos, com Robert Moog (1934-2005) e Don Buchla (1937-2016), o acesso à música eletrónica foi alargado a um público mais vasto e a um maior número de instrumentistas. A proliferação dos instrumentos musicais digitais 12 , sensivelmente a partir dos anos 1970 (e.g. DX-7 13 ), aliada a uma vontade crescente de acessibilidade e inovação tecnológica, veio expandir ainda mais o léxico musical existente, revelando também o amplo oceano de sons desconhecidos que podem ser produzidos através de instrumentos. Os instrumentos digitais oferecem opções que, na teoria, são infinitas (Roads, 1996a) no que diz respeito às suas possibilidades tímbricas quando “em contraste com a performance de instrumentos comuns” (Mathews, 1963, p.553) 14 . Esta paleta infinita deve, no entanto, ser gerida face às necessidades de expressão musical de diferentes músicos e performers. Na medida daquilo que é possível prever, muitas ferramentas digitais são adaptadas a variadas formas de tocar, conforme os parâmetros musicais que se utilizam. A título de exemplo, um músico que trabalha essencialmente com microtonalidade 15 , procurará um instrumento ou interface que lhe permita um controlo fino da altura (i.e. pitch) e, idealmente, a possibilidade de 9 Associada às abordagens do movimento Fluxus no que diz respeito às práticas e processos musicais 10 Termo com origem a partir de Introduction à la musique concrète (SCHAEFFER, 1950). Um tipo de música feita a partir de gravações de áudio, “variações das velocidades de gravação e reprodução, amostragem e edição de sons por manipulação do braço, fechamento em anel do sulco gravado, movimentação do disco em sentido reverso, modulações de intensidade, fade-ins e fade-outs” (PALOMBINI, 1999). 11 “Over the next ten years Tudor gradually abandoned the piano and emerged as the first virtuoso of electronic performance (…)” (COLLINS, 2007, p.74). 12 Instrumentos que surgem a partir da “comercialização de tecnologias digitais musicais nos anos 70”, geralmente “referidos como DMIs” (MAGNUSSON, 2017, p. 286). 13 DX-7 da Yamaha em 1983, criação do Max de Miller Puckette, Fairlight CMI em 1979, entre outros. 14 “There are no theoretical limitations to the performance of the computer as a source of musical sounds, in contrast to the performance of ordinary instruments.” (MATHEWS, 1963, p.553). 15 Utilização de intervalos inferiores ao semitom entre notas musicais, chamados microtons. 5 escolher entre um conjunto alargado de notas (i.e. divisão da oitava em 24 ou mais partes). Um músico que trabalha com uma grande quantidade de processamento digital, a nível de efeitos (i.e. EFX), quererá uma interface que lhe permita facilmente ajustar a quantidade desses mesmos efeitos, a sua atenuação (ou bypass), ou até a modificação do seu routing 16 . Além disso, a procura do mapeamento de parâmetros de instrumentos digitais complexos deve prever uma curva de aprendizagem destas interfaces que permita uma evolução técnica do próprio músico, ou seja, a procura de um certo nível de prática que leve a que certas “ações se tornem automáticas” (Hunt & Kirk, 2000, p.232) 17 na execução do instrumento. Consideramos que esta curva de aprendizagem não se esgota meramente no domínio técnico da interface, mas que é também a forma de um músico se aproximar das possibilidades expressivas do instrumento. Atualmente, a NIME 18 é um dos mais importantes centros de apresentação de investigações acerca de novas interfaces e instrumentos para novas expressões musicais, bem como propostas inovadoras para o controlo de instrumentos musicais digitais. Esta conferência internacional, em conjunto com eventos como a ICMC e o SMC 19 , laboratórios de criação como a STEIM 20 e concursos como o Guthman Musical Instrument Competition 21 , têm vindo a gerar uma rede de conhecimento que se expande rapidamente em volume, alimentada também pelas subculturas do DIY (Do it Yourself), do circuit bending 22 e do hardware e software opensource 23 . Estes eventos e comunidades atraem indivíduos, “não-engenheiros”, especificamente para o ofício da prototipagem e design de instrumentos musicais. 16 Termo comumente usado para descrever a forma como diferentes módulos se ligam entre eles numa rede de circuito elétrico, digital ou analógico: “the use of a particular path or direction for something to travel or be placed” (Definição de routing do Cambridge Advanced Learner's Dictionary & Thesaurus © Cambridge University Press). 17 “The control mechanism is a physical and multi-parametric device which must be learnt by the user until the actions become automatic” (HUNT & KIRK, 2000, p.232). 18 The International Conference on New Interfaces for Musical Expression (NIME, 2020). 19 Um conjunto de dois eventos: a International Computer Music Conference (ICMC) e a Sound & Music Computing conference (SMC). 20 STEIM é um laboratório de “network” dedicado a experiências no campo da arte sonora e da música eletrónica ao vivo desde 1969. Infelizmente, a direção da STEIM anunciou que a partir de janeiro de 2021 todos os fundos restantes para manter esta organização terminavam, impedindo assim que esta pudesse continuar a existir como uma organização formal (STEIM, n.d.). 21 Um concurso promovido pelo Georgia Institute of Technology, que expõe anualmente o resultado de novas tecnologias e ideias para a comunidade dos músicos e instrumentistas, na forma de ferramentas que fundem possibilidades digitais e tradicionais, assim como performances musicais que desafiam os formatos pré-existentes ou apresentam inovadoras experiências para o espectador. 22 Conjunto de técnicas criativas para alteração e customização de circuitos eletrónicos pré-existentes, geralmente com o intuito de expandir as suas possibilidades na produção de sons. 23 Software/Hardware cujo código e/ou esquemas de partes se disponibilizam numa distribuição/partilha livre, com a possibilidade de alteração do mesmo(as) e modificações no seu design. 6 1.2 Problemas, Hipóteses e Objetivos de Investigação O meu interesse na música experimental e eletrónica partiu de um percurso profundamente marcado pelo estudo e prática de música ao longo dos anos, bem como pela passagem pelo Conservatório Regional de Gaia, no qual concluí o ensino secundário com o violino como instrumento de curso. A conexão que se formou com estas abordagens musicais, levaram-me à composição e prática da música com instrumentos eletrónicos como o computador, aplicações para smartphones e tablets de síntese sonora e sintetizadores digitais. Através do envolvimento, nos últimos anos, com o contexto cultural da música exploratória 24 em Portugal, verificou-se a riqueza deste campo musical, desde aquilo que oferece ao seu público-alvo, desde os artistas e investigadores, e a própria evolução da música e suas ferramentas. Algumas das observações que eu e outros investigadores/músicos consideram hoje fundamentais, no que diz respeito à performance musical, colocam-se nos seguintes pontos: • Os músicos/performers exploram as possibilidades tímbricas e expressivas dos seus instrumentos até ao limite das suas descobertas, partilhando-as, posteriomente, com outras pessoas nos momentos de uma atuação ao vivo, permitindo uma espécie de evolução coletiva na aprendizagem de técnicas estendidas (e.g. a utilização de um arco nas cordas de uma guitarra), formas inovadoras de expressar certos sons a partir de objetos sonoros e o adquirir de novos gestos musicais; • Apesar da atual existência de um leque muito vasto de equipamentos e instrumentos eletrónicos, o computador portátil mantêm-se como uma presença muito comum no setup dos músicos e performers (Costa, 2012, pp. 37,38): na maioria dos casos mantém-se totalmente justificada, tendo em conta a versatilidade de tarefas de processamento sonoro que um computador pode fazer, que é muitas vezes difícil, ou até impossível, de alcançar sem que isso implicasse uma quantidade exorbitante de meios que, nem sempre se justificam no contexto de muitas atuações musicais; no entanto, face às vantagens de utilizar o computador ao vivo, podem surgir desvantagens relativamente à perceção da música que está a ser ouvida, bem como à totalidade do espectáculo (e.g. a ausência/redução de gestos físicos e do movimento em palco, a maior presença da luz e efeitos espetaculares); a componente visual da performance torna-se rapidamente aborrecida (problema que se tenta solucionar frequentemente com o recurso a visuais em tempo real, geralmente projetados numa tela) e para além de, por vezes, parecer que não requer esforço (D’Escriván, 2006) é muito “semelhante àquilo que centenas de milhares de trabalhadores têm de fazer das nove às cinco no escritório” (Behrman, 2009, p.12) 25 . • Em semelhança com o ponto anterior, muitas das performances musicais à base de sintetizadores e outros instrumentos eletrónicos acabam por sofrer de desvantagens próximas às 24 Destacando iniciativas da Sonoscopia Associação Cultural, do festival Semibreve, do Festival Internacional de Música Exploratória do Barreiro, do gnration, do Salão Brazil, da Digitópia, entre outras. 25 Em nota de prefácio de COLLINS, N. (2009). Handmade Electronic Music, The Art of Hardware Hacking (Second). Routledge. Tradução livre: “It is just too depressingly similar to what hundreds of millions of workers have to do from nine to five at the office” (BEHRMAN, 2009, p.12). 7 da presença do portátil. Embora o leque de gestos possa ser muito variado ao operar instrumentos eletrónicos como, por exemplo, um sistema modular, visualmente o espectador tem apenas acesso à imagem do performer atrás de um conjunto de máquinas, de um emaranhado de cabos, nas quais, o resultado musical produzido permanece um grande mistério por não ter uma correlação com os gestos performáticos (Paine, 2009). • Existe atualmente uma enorme variedade de opções no que diz respeito ao processamento de sinal. Acompanhando esta tendência tecnológica, na música contemporânea, vê-se uma crescente procura criativa na utilização de efeitos - cujo objetivo é aumentar as qualidades tímbricas de sons que partem de instrumentos tradicionais (i.e. técnicas estendidas) ou de instrumentos eletrónicos - para acrescentar brilho, espaço, distorção ou movimento aos sons originais; para manipular uma ideia musical ou até uma repetição sonora de um determinado gesto. Esta vontade que se observa na performance musical de diferentes artistas, justifica a presença de equipamentos extra aos instrumentos. No entanto, estes equipamentos acabam por fazer parte de um todo: o setup de cada músico. Com as possibilidades tecnológicas disponíveis, a integração destes objetos pode ser entendida como parte do instrumento de cada músico, no seu registo ou linguagem musical, apesar da sua evidente independência enquanto equipamento (na verdade, os processadores de efeitos - e.g. pedais - partilham algumas características físicas com outros instrumentos, nomeadamente a necessidade de uma interface). É com base nas premissas elencadas nos parágrafos anteriores que esta investigação se apoia, ou seja, através do meu projeto prático (i.e. a construção de um instrumento musical misto) pretendo oferecer algumas respostas para os pontos referidos. Será também importante clarificar que, sob a luz do contexto da performance musical, a principal característica que se pretende trabalhar no desenho do instrumento é a sua expressividade. Os objetivos que alicerçam esta investigação incluem: (1) a criação de um protótipo funcional de um instrumento musical; (2) a implementação de mapeamentos gestuais/físicos para o controlo e manipulação da geração de som; (3) a adequação destes mapeamentos às possibilidades tímbricas do instrumento e ao controlo expressivo do mesmo no contexto de uma performance musical. 15 2. Revisão Bibliográfica 2.1 Introdução Neste capítulo são apresentados trabalhos relacionados com o objeto desta investigação, o protótipo do instrumento musical Crescente. A atual investigação reconhece a conferência internacional NIME como sendo uma das plataformas mais pertinentes no contexto desta área específica (ver 1.1 Motivação e contextualização). Os resultados que lá se apresentam têm vindo a influenciar o modo como se olha para os novos instrumentos, as novas interfaces, e se reformula o pensamento do ato musical, da performance e dos desenhos de instrumentos. Os instrumentos são aí “estudados de todas as perspetivas da música” e a partir da inovação implementam-se “novos controladores, sensores, técnicas de mapping, atuadores de feedback, motores, machine learning e técnicas de processamento musical” (Magnusson, 2017, p. 286) 30 . Muitos dos investigadores que propõem estes NIME são também músicos ou performers. Estão assim num contacto próximo com a tecnologia que usam, descobrindo no processo de estudo as ferramentas que os podem conduzir à expressividade que procuram. A “distinção entre compositor, performer e designer de instrumentos” acaba por se misturar quando nos reportamos ao contexto da “música digital progressiva” (Magnusson, 2010, p. 65) 31 . Os projetos, bem como o conhecimento que é produzido pela comunidade neste campo, inspiram e influenciam continuamente o decorrer desta investigação. Para além da sua relevância, ora por aproximação dos resultados obtidos, ora por contribuição no panorama das NIME, os trabalhos escolhidos demonstram o potencial evolutivo que existe neste contexto. 30 “Here, new musical instruments are studied from the perspectives of music, performance, ergonomics, psychology, engineering, software design, digital signal processing, and more. New controllers, sensors, mapping techniques, feedback actuators, motors, machine learning, and digital signal processing techniques are continually applied in devices of emergent research, some of which reach the comercial marketplace through a convoluted process of innovation and marketing” (MAGNUSSON, 2017, p. 286). 31 “As mentioned, the distinctions between the composer, performer, and instrument designer become blurred in progressive digital music” (MAGNUSSON, 2010, p. 65). 16 2.2 Trabalhos Relacionados Neste subcapítulo abordam-se interfaces e DMIs 32 (Digital Music Instruments) expressivos na tradição de um instrumento convencional. Analisam-se também interfaces que, não tendo qualquer relação com a interface de instrumentos convencionais, são também expressivas e pertinentes para o contexto desta investigação. É também mostrado um exemplo da implementação da técnica de electroacoustic feedback loops e um outro que pretende ilustrar a importância do fator de ressonância de um instrumento musical. Ao abordar estes instrumentos específicos, considera-se importante reconhecer que as suas particularidades estão, por vezes, presentes noutros instrumentos musicais. 2.2.1 Continuum e Roli Algumas das abordagens relativamente à conceção de instrumentos digitais surgem no desenho das interfaces, frequentemente partindo da tradição de instrumentos convencionais como, por exemplo, o piano. Estes instrumentos já carregam em si muita carga simbólica e gestual de evolução no que diz respeito à sua expressividade, nos modos como as limitações físicas e tímbricas do objeto podem ser utilizadas para o seu uso musical (Ryan, 1991). Estas interfaces tendem a aumentar essas possibilidades já existentes ou a quebrar limitações, como por exemplo, as características de gestos tradicionais. Nos exemplos que se seguem, é possível compreender como o gesto de pressionar uma tecla pode ser repensado para afetar mais do que os parâmetros das notas e intensidade. 32 “Instrumentos musicais tipicamente compostos por uma interface de controlo onde a interação do utilizador é medida por sensores cujos valores são mapeados para algoritmos de síntese sonora” (MEDEIROS & WANDERLEY, 2014, p.13556). Figura 2 -Haken Audio's Continuum, tocado por Peter Pringle. Still retirado do canal de YouTube do próprio. 17 O “Continuum” da Haken Audio (ver figura 2) é um instrumento que pode funcionar como interface para qualquer VSTi (Virtual Instrument) ou como interface do próprio motor de síntese sonora integrado no próprio instrumento e objeto físico. O seu funcionamento é semelhante ao de um piano, sendo que o pressionar de uma tecla produz uma nota específica, e a intensidade da pressão poderá corresponder à intensidade dessa ou dessas mesmas notas. Existem, no entanto, duas grandes diferenças que determinam o grau de inovação deste tipo de interface. A primeira, e a mais evidente, é que não existe uma barreira física ou mecânica na ação de pressionar as teclas. Não existem teclas, na verdade, apenas uma superfície lisa sensível, com marcações visuais. A partir de uma superfície deste tipo, é possível percorrer toda a sua área (e, consequentemente, todo o espectro das notas na escala definida) com um único movimento horizontal de pressão com os dedos. A segunda grande diferença diz respeito à expressão dinâmica dos gestos das mãos face ao instrumento que está a ser usado. Num piano tradicional, o músico tem à sua disposição o controlo dinâmico das notas a partir da intensidade com que pressiona as teclas, provocando, em consequência, o bater dos martelos nas cordas com maior ou menor força. Nesta interface, a intensidade da pressão e o posicionamento vertical de cada dedo pode afetar outros parâmetros do motor de síntese, nomeadamente parâmetros tímbricos ou qualquer outro parâmetro inerente ao tipo de síntese escolhido. Figura 3 - Roli Seaboard, tocado por Marco Parisi. Still retirado do canal de YouTube da Roli. 18 O “Seaboard”, da Roli (ver figura 3), apresenta algumas semelhanças com a ideia de interface do “Continuum”. A sua superfície, apesar de não ser lisa, apresenta também áreas distinguíveis como teclas, ou seja, uma aproximação aquilo que é um teclado de um piano. As dimensões possíveis de mapear são semelhantes às do exemplo anterior. Aqui, a principal diferença encontra-se no retorno físico à pressão exercida (i.e. o utilizador sente a resistência de cada tecla a partir do toque), proporcionado pelo material que compõe o dispositivo. Este aspeto enaltece a importância da sensação de contacto com o instrumento que o músico pode ter, algo que muitas vezes influencia o seu modo de expressão. Estes dois exemplos são ótimas opções de interface para teclistas e pianistas que pretendam descobrir formas alternativas de tocar, ou até experimentar instrumentos digitais usando um tipo de interface que lhes é familiar. Na verdade, o formato “teclado” provou ser uma das interfaces mais familiares aos músicos no geral, algo que se veio a confirmar, no contexto dos instrumentos eletrónicos, quando uma procura mais massificada de sintetizadores analógicos como os sistemas Moog, se deveu à introdução do teclado como intermediador entre a geração de som analógica e o gesto físico (Brend, 2012). Os exemplos acima mencionados são puramente interfaces, ou seja, isolados de outros equipamentos hardware e respetivos software para processar instrumentos digitais, não constituem em si, um objeto capaz de produzir som como um instrumento tradicional acústico. Embora não seja um requisito atualmente presente na preparação do setup de muitos músicos, o problema que se identificou com este tipo de instrumentos ou interfaces (fechadas totalmente sobre um circuito elétrico) é que dependem da criação de pequenas ou grandes cadeias de equipamento que, quando colocadas num espaço de performance, diminuem a área física e visual à presença do músico. Ainda, por se tratarem de cadeias unicamente eletrónicas, torna-se, por vezes, mais complexo estabelecer uma relação causa-efeito no que diz respeito à sensação acústica, quando comparamos estes instrumentos e outros que sejam, por natureza, acústicos ou eletroacústicos (Roads, 1996b). 19 2.2.2 ELECTRONICOS FANTASTICOS! O trabalho de Ei Wada e do grupo ELECTRONICOS FANTASTICOS é, para este projeto, uma referência importante. Este grupo baseia o seu trabalho numa preocupação com o reviver de certos objetos dados como obsoletos, nomadamente electrodomésticos comuns, acreditando que neles habitam ainda formas de vida 33 . Estes inventores, também músicos, têm a capacidade de comunicar muito bem através dos seus instrumentos curiosos. A sua execução exige um conjunto de gestos próprios, definidos, em parte, pelas mecânicas do funcionamento original desses equipamentos. Deste modo, são capazes de “criar fantasia todos os dias” enquanto sonham com “música folclórica eletromagnética nascida de tecnologia desgastada e seus festivais” (Wada & Electronicos Fantasticos!, 2021) 34 . É de realçar que o grupo tem uma forte componente visual nas suas apresentações e performances, tanto pelo fator de novidade dos seus instrumentos (que incluem televisões CRT, leitores de códigos de barras e sistemas de ar condicionado), pelos movimentos que utilizam para os tocar e ainda, pela união entre os membros desta divertida ensemble eletrónica. Existe, também, uma forte interação com os diferentes públicos a que chegam, através da comunicação que o grupo faz através das redes sociais, a propósito de iniciativas em que participam. Faz-se 33 Certos espíritos Yōkai, como referido pelo próprio Ei Wada no workshop online "Electromagnetic Imaginations Are Coming!" no qual estive presente em 27/02/2021. 34 “ 人々の創意工夫によって電化製品が本来持っている機能を積極的に楽器へと読み替え、使い古された テクノロジーから生まれる「電磁民族音楽」やその祭典を夢想しながら、日々ファンタジーを紡ぎ出 しています。 ” (WADA & ELECTRONICOS FANTASTICOS!, 2021). Figura 4 - Ei Wada a tocar Electric Fan Harp, um dos trabalhos de ELECTRONICOS FANTASTICOS. Still retirado do canal de YouTube do grupo. 20 sentir uma enorme curiosidade por parte de quem vê estes instrumentos em ação nas mãos dos próprios inventores que conquistam a atenção pela expressividade e pelas distintas dinâmicas de performance. Existe uma distância justa, em termos tecnológicos, entre estas criações e os instrumentos digitais referidos desde a introdução do presente documento. Optou-se por destacar o grupo ELECTRONICOS FANTASTICOS, por se considerar, na opinião do autor desta investigação, que encontrou um equilíbrio entre os elementos sonoros, visuais e expressivos para o contexto de performance de música eletrónica ao vivo. A relação entre estes elementos, bem como esta forma de abordar a criação de um instrumento é semelhante à que se pretendeu definir para esta investigação. A expressividade procurada para o protótipo do Crescente, não se encerra nas técnicas de produção sonora e interface. Como se verifica no trabalho de ELECTRONICOS FANTASTICOS, a expressividade estende-se, atingindo aspetos como o visual do instrumento e o contexto onde acontece a performance. Não se pretende que a relação entre instrumento e performer esgote o potencial do protótipo, mas sim que seja possível adquirir significado na interação entre todos os elementos: instrumento-músico-espaço-público. 2.2.3 Halldorophone Considerando, ainda, abordagens para a expressividade, é pertinente introduzir o tema de controlo não-linear, bem como, um pouco de caos. A tradição deste tipo de técnicas vem, em parte, da música eletroacústica e pode ser incorporada no universo dos instrumentos digitais (Sanfilippo & Valle, 2013). O exemplo do Halldorophone (ver figura 5) mostra-nos um instrumento com uma expressividade única, definida tanto pelo som tradicional do violoncelo como por um controlo dedicado de feedback loops. Este instrumento foi criado com um grande foco nesta técnica (i.e. feedback loops), permitindo ao performer uma utilização controlada deste fenómeno “imprevisível”. Este violoncelo aumentado, contém em si “elementos do mundo acústico, do eletrónico e do digital” (Magnusson, 2017, p. 298) 35 e um comportamento “algo previsível mas caótico” (Úlfarsson, 2018, p.1) 36 . Na verdade, face à quantidade de parâmetros ilimitados passíveis de ser controlados pelos performers, pode optar-se por introduzir sistemas não-lineares de resposta. Isto quer dizer que, a resposta do instrumento, apesar de ser desenhada e conhecida pelo criador (na medida do “previsível”), terá resultados sonoros variados, mesmo quando manipulado com gestos repetidos e semelhantes. Este tipo de sistema pode beneficiar o leque de dinâmicas possíveis de alcançar com o instrumento, mas também introduzir uma limitação desafiante para o próprio performer. 35 “The halldorophone. An example of how twenty-first century instruments contain the elements of the acoustic, the electronic, and the digital in one and the same device” (MAGNUSSON, 2017, p. 298). 36 “That quality of somewhat predictable but chaotic behaviour, can be desirable in musical performance as we will see.” (ÚLFARSSON, 2018, p.1). 21 2.2.4 Instrumentos musicais mistos a partir da plataforma Bela Os dois exemplos que se seguem aproximam-se, em muitos aspetos, das características do instrumento que se pretendeu prototipar no processo desta investigação. “The Daïs” (ver figura 6), apesar de apresentar semelhanças com um instrumento de percussão tradicional, é um instrumento expressivo que proporciona ao performer o controlo de dinâmicas (e.g. forte vs piano) através de uma base suspensa. Esta interação física foi desenhada para se aproximar do tipo de controlo fino que encontramos nos instrumentos de corda ou sopros, contendo, ainda, um transdutor háptico que permite ao utilizador sentir a vibração do som que é produzido. É também possível percutir o instrumento, provocando assim uma resposta dinâmica diferente da que seria possível com base suspensa. O conjunto de sensores utilizados para a concretização técnica deste instrumento estão ligados a uma plataforma Bela, Figura 5 - Halldorophone. Imagem retirada de halldorophone.info 22 também esta mesma escolhida para os efeitos práticos desta investigação (ver 2.3 Revisão Tecnológica). Este instrumento, apesar de produzir som timbricamente reconhecível como digital, tem um aspeto próximo de certos instrumentos tradicionais e um controlo gestual familiar a instrumentos de percussão que faz também parte de uma linguagem dessas convenções. O seu desenho moderno e a sua inserção no universo dos DMIs, permite uma modificação a vários níveis: na síntese sonora associada ao seu timbre, na resposta dos sensores e no refinamento do funcionamento geral. Este fator de personalização do instrumento faz parte das características adotadas também para o protótipo desta investigação. “De Shroom” (ver figura 7), de Fedde Ten Berge, é também um instrumento misto expressivo com uma aparência particular e uma capacidade de hibridização de elementos sonoros que o torna distinto. Isto quer dizer que, a partir dos sons acústicos provocados pelo percutir do objeto, existe também um consequente processamento dos mesmos, controlado pelo próprio ato de percutir, embora não exclusivamente. Desta forma, pode ser produzido um conjunto de sons eletronicamente processados, unicamente através da interação física com gestos de proximidade. Este exemplo ilustra positivamente o resultado que se pode obter quando, no mesmo objeto, é possível gerar sons digitais, processá-los com efeitos e misturá-los com estímulos físicos ou acústicos. Tendo estabelecido bem esta relação simultânea com o mundo físico e mundo digital, o “De Shroom” é, deste modo, uma referência próxima do pretendido para a natureza do protótipo a desenvolver nesta investigação. Figura 6 - The Daïs, um instrumento de Pelle Christensen. Still do canal YouTube do próprio 23 2.2.5 Ondes Martenot e a Interface de Instrumentos Musicais À semelhança do Theremin (ver 1.1 Motivação e contextualização), o Ondes Martenot 37 foi também um dos primeiros instrumentos musicais eletrónicos a demonstrar capacidades inovadoras nas suas qualidades expressivas. Este instrumento, cujo modus operandi é considerado inédito para o contexto da primeira metade do séc. XX, é tocado através do movimento de um anel deslocado ao longo de um fio metálico (para as notas/frequências) e do pressionar de uma tecla de vidro sensível ao toque para controlar a amplitude dos sons produzidos (McNamee, 2009). Mais tarde, introduziu-se a possibilidade de alterar o timbre do instrumento através de interruptores e sliders. Devido ao seu impacto que deixou na relação que se tem vindo a procurar entre os instrumentos eletrónicos e a expressividade musical, é um instrumento que fascinou todo o tipo de músicos e inventores até à atualidade: The mystery of expressivity by electronic means remains far from solved more than 80 years later. And the search for more and more expressivity makes the Ondes Martenot worthy of reexamination, however old and archaic it might seem. (Battaglia, 2014) No entanto, para além das características únicas que aglomerou, o Ondes Martenot trouxe também atenção para uma particularidade na forma como o som de um instrumento eletrónico pode ser propagado no espaço. Maurice Martenot (1898-1980) criou especificamente para o seu instrumento um conjunto de altifalantes, mais corretamente designados como “difusores”. A ideia dos difusores passa por tirar partido das propriedades ressonantes de caixas de madeira, gongos, cordas e molas. Desta forma, e, embora o som não estivesse a soar a partir da interface, 37 Instrumento inventado por Maurice Martenot em 1928. Figura 7 - De Shroom, de Fedde Ten Berge. Still do canal YouTube do autor. 30 a expressividade? De forma a sustentar as opções tomadas no desenho do protótipo para o instrumento musical, na sua composição formal, procurou-se responder a estas questões. 3.2 Expressividade na Performance Musical A música pode ser criada a partir de intenções expressivas do ser humano. Da mesma forma que um pintor recorre a tons frios para aderir uma sensação de distância e melancolia às imagens que cria, também o músico e compositor, no momento da criação, poderá recorrer, por exemplo, a progressões de acordes menores para despertar as mesmas sensações no espectador ouvinte. Neste sentido, podemos afirmar que a música tem a capacidade de adquirir uma natureza empática, exprimindo a emoção “em função dos códigos culturais da tristeza (...)” (Chion, 2008, p.14). A expressão musical vai, no entanto, muito além da provocação de uma sensação de empatia para com o músico/compositor e o seu estado de espírito. A partir da expressão musical e no “percurso desde o som à perceção” podemos ser levados em visitas por vários territórios da emoção, de “imagens, memórias, histórias, movimento e palavras” (Margulis, 2017). Os músicos dedicam as suas vidas inteiras a descodificar e interpretar diferentes formas de expressão musical, construindo lentamente aquilo a que se chama de “linguagem musical” ou talvez até uma identidade, um “registo” (nos circuitos artísticos). Para cada pessoa, uma sequência de notas pode significar muito, pouco ou mesmo nada. Elizabeth Margulis sugere que a música não é tanto “uma questão de notas”, mas sim uma “questão de experiência humana fundamental”, tendo em conta que, de acordo com a sua extensa pesquisa em música e neurociência, “a perceção musical está profundamente entrelaçada com outros sistemas de perceção” (Margulis, 2017) 44 . Durante uma performance musical presencial, as reações à música podem ser muito diferentes em relação à escuta de música em contexto privado. Uma performance musical implica a presença de um ou mais músicos, implica a sua preparação, a sua intenção para esse ato “ao vivo” e até mesmo todo o seu background, prática musical e linguagem construída. O fator “presença” determina a diferença entre a experiência de ouvir música num contexto privado e ouvir música no contexto “ao vivo”, sendo que “a forma como interagimos fisicamente com a música importa” (Margulis, 2017) 45 . Considerando estas ideias, o conceito de expressividade no contexto desta investigação deverá ter em conta os seguintes pontos: 44 “On the contrary, music perception is deeply interwoven with other perceptual systems, making music less a matter of notes, the province of theorists and professional musicians, and more a matter of fundamental human experience.” 45 “The findings paint an embodied picture of music-listening: the way you physically interact with music matters” (MARGULIS, 2017). 31 a) O ato de observar um artista durante uma performance musical contribui para a percepção da sua expressividade; b) A origem dos sons produzidos e a gestualidade associada aos mesmos, na sua componente visual, pode ser igualmente atrativa à da componente auditiva e interage diretamente com a percepção da música; c) A atitude e expressão corporal dos músicos pode aumentar a carga emocional/sensorial das intenções nas suas performances, através da expressão corporal/facial (Thompson et al., 2008), do que é dito, da postura e carisma individual ou coletivo, entre outros; d) O ato de assistir a uma performance de arte (musical ou não) em coletivo, mesmo rodeado de pessoas desconhecidas, pode ser um ato poderoso de demonstração coletiva da empatia. Podemos senti-lo inconscientemente, mas reconhecer reações semelhantes à mesma demonstração de expressão ou emoção por parte de outro ser humano, relembrando-nos da nossa condição como seres, interiormente, iguais. 3.3 Expressividade de Instrumentos Musicais. Como referido anteriormente, um dos fatores cruciais para que uma experiência musical seja apelativa aos sentidos é o da presença. Quando estamos perante um intérprete a tocar o seu instrumento, podemos não só ouvir o som que é produzido pelo próprio, mas, também os sons inerentes às ações que acompanham o ato de tocar (e.g. som das cordas a ser pressionadas, teclas, pedais). A escuta é, ainda, inerentemente influenciada pela acústica do lugar em questão, um elemento que contribui também para a “exclusividade” desta experiência ao vivo. Prestando atenção ao sentido da visão, poderemos observar todos os gestos que compõe as técnicas necessárias à produção de som, observar a pessoa que toca e, ainda, descodificar o seu estado de espírito, a sua expressão corporal, através dos movimentos que compõe, “fundamentalmente”, a “comunicação musical” (Leman & Godøy, 2009, p. 6) 46 . Neste sentido, é importante, à partida, clarificar que a expressividade de um instrumento musical, seja este de qualquer natureza, não estará presente no instrumento em si, mas no encontro do instrumento com a expressão musical e física do(a) performer. Os instrumentos convencionais (e.g. violino, piano, guitarra), pela sua longa existência na história dos instrumentos musicais e reconhecimento amplo das suas qualidades, são instrumentos a partir dos quais, regra geral, conseguimos antecipar os sons produzidos e os gestos associados. O mesmo não pode ser dito da expressividade, que varia dependendo da pessoa que toca o instrumento, tendo em conta que esta varia, dependendo da pessoa que toca o 46 “The whole approach entails that musical communication is fundamentally driven by movement” (LEMAN & GODØY, 2009, p. 6). 32 instrumento. Ainda assim, se escutarmos gravações de música tocada com estes instrumentos, será relativamente fácil criar uma imagem mental hipotética da relação do intérprete com o instrumento. Um dos grandes problemas que surge desde o início da área de estudo das NIME, é que para qualquer tipo de novo instrumento ou controlador, não existe ainda um background “hipotético” sólido para: a) as formas que estes podem ter (i.e. desenho do corpo do instrumento); b) os gestos que são utilizados para a produção de som 47 ; c) o tipo de som que estes produzem. Claro que, a dificuldade em imaginar este tipo de instrumentos e, por sua vez, associá-los a uma noção de expressividade, se pode atribuir ao facto de as possibilidades tecnológicas implementáveis serem imensas. Alguns autores que estudam estes problemas essenciais dos DMIs apontam para a importância de aspetos como a subtileza do controlo (Wanderley, Ircam-Centre Pompidou, & Place Igor Stravinsky, 2001), e a imediatez da resposta (i.e. desde o instante do gesto ao momento da produção de som) (Hunt & Kirk, 2000; Ryan, 1991). Olhando para estes dois aspetos, podemos ligá-los a exemplos concretos, quando aplicados aos instrumentos acústicos. Tomando como exemplo a guitarra clássica, poder-se-á referir: - Subtileza – tocar a corda de uma guitarra com diferentes intensidades, produzir harmónicos a partir do posicionamento subtil dos dedos sobre certas posições da corda, etc. - Imediatez – Deslizar os dedos sobre a corda enquanto esta vibra faz com que a nota produzida mude de forma imediata, etc. Como podemos associar fatores como estes à expressividade de um instrumento? É possível indiciar uma resposta relativamente simples para esta questão com o seguinte exemplo: A partir de métodos de síntese sonora é frequente reproduzirem-se sons de instrumentos convencionais em diversos presets de sintetizadores comerciais ou workstations. No entanto, por mais fiel que seja a aproximação tímbrica ao som do instrumento que se representa nestes presets, qualquer músico facilmente reconhece o resultado destes sons como “sintetizados” ou “digitais”. Esta associação não se deve exclusivamente ao som em si, o problema encontra-se na interface do instrumento, que, neste caso, tem por norma a forma e características de um teclado de piano. Para o som de uma guitarra, esta interface tem o problema de não permitir os exemplos de subtileza e imediatez apresentados (com a exceção da intensidade, se o teclado for sensível nesse parâmetro, o que é comum). A partir deste caso podemos afirmar que, para além da linguagem expressiva do músico, a interface do instrumento contribui para a expressividade do mesmo, tanto na medida do seu desenho, como nos fatores que foram tomados em conta no momento da sua conceção e para que tipo de expressividade foi pensada. Enquanto que, no universo dos instrumentos convencionais, o desenho e construção estão diretamente relacionados com questões acústicas (i.e. escolha dos materiais influencia fatores como a sua ressonância; tipo de cordas tem influência sobre o timbre), o mesmo não se aplica necessariamente nos DMIs, nos quais existe, muitas vezes, uma separação entre controlador 47 No caso de instrumentos digitais, os gestos que por via de mapeamentos levam à produção de som. 33 (input device) e gerador de som (Jordà, 2004, p.322). Imaginando este tipo de instrumentos a partir de um esquema do tipo da figura 10 48 , percebemos que, a partir do formato de uma caixa com sensores e uma unidade de processamento de áudio, os fatores que vão conferir identidade ao timbre que é produzido encontram-se na programação/computação dessa mesma unidade. Contrariamente aos instrumentos convencionais, é possível então conceber um DMI sem ter em conta alguns aspetos físicos que moldam a própria sonoridade do instrumento. Este grande contraste entre os tipos de lutherie 49 contribui para o surgir de muitas questões colocadas no universo dos NIME. O pensamento sobre o som que será produzido por um novo instrumento não implica automaticamente um pensamento exclusivo sobre a expressividade que se pode adquirir a partir do mesmo, tendo em conta que existem outros aspetos importantes a ter em conta, nomeadamente, segundo Hardjowirogo: “a produção de som; a intenção / propósito; aprendizagem / virtuosidade; controlo /imediatez / agência / interação; expressividade /esforço / corporeality; características imateriais / incorporação cultural; perceção do público / liveness” (Hardjowirogo, 2017, pp.17-21). Apesar do reconhecimento destes fatores, o da expressividade é aquele que mais está relacionado com a performance de um instrumento ao vivo. Estando no papel tanto de músico como de criador de um instrumento musical, a “responsabilidade” da conceção do instrumento, das “suas imposições ou sugestões”, as possíveis “novas formas de pensar”, “novas formas de 48 Inspirado pelo esquema “sistema standard de controlador/sintetizador” (COOK, 2004, p. 316) 49 A atividade dos Luthiers, geralmente associada à construção e reparação de instrumentos de corda como Violinos e Guitarras, a palavra é aqui usada para se referir à construção de instrumentos num sentido mais lato. Figura 10 - Esquema que representa uma estrutura simplificado de um possível DMI. 34 interagir”, recaem no mesmo sujeito (Jordà, 2004, p.321) 50 . Como poderemos então, à semelhança de um instrumento convencional, conferir uma expressividade para o novo instrumento musical, tendo em conta que este gera o som a partir de computação em vez de fenómenos acústicos? Observando a relação entre músicos e instrumentos, convencionais ou não, a expressividade estará presente quando relacionada com noções de esforço (Ryan, 1991), ação física, gestualidade e até virtuosismo (Hardjowirogo, 2017, p.20). É importante, então, considerar que a interface de um novo instrumento expressivo permita um conjunto de gestos visíveis, com ação direta e imediata sobre a ação sonora do instrumento. Ainda assim, para incluir uma noção de virtuosismo, estas ações e gestos devem requerer uma aprendizagem gradual. Considerando este aspeto da aprendizagem, poderemos evitar que a interface do instrumento seja demasiado “simples” ou até “memética” 51 , à semelhança de alguns “controladores genéricos” (Jordà, 2004, p.322) 52 . A expressividade dos instrumentos musicais está também relacionada com a intimidade que se estabelece, ou não, entre o músico e o objeto musical que utiliza. Tal como o virtuosismo, a intimidade é um fator que pode ser adquirido com o tempo de utilização do instrumento. A aprendizagem do violino, por exemplo, é por norma bastante demorada. Podem ser necessários vários anos até que o instrumentista apresente resultados musicais agradáveis e se consiga ver, na sua performance, algum sentido de expressividade e intimidade com o violino. O tempo dedicado ao instrumento como uma ferramenta de expressão musical, confere ao próprio músico uma relação de proximidade, respeito e cuidado. Deste processo, pode então desenvolver-se a intimidade. Para que tal possa acontecer num instrumento digital, é importante que este não seja uma espécie de “brinquedo”, fácil de tocar num “alto grau de musicalidade” acessível quase de imediato (Wessel & Wright, 2001, p.16, 17). Em vez dessa abordagem para uma aquisição da intimidade em “computer-based instruments”, os autores David Wessel e Matthew Wright sugerem a implementação de “metáforas de controlo cativantes, sistemas reativos a variações com latências baixas e o tratamento adequado dos gestos como funções contínuas no tempo” (Wessel & Wright, 2001, p.17) 53 . É importante considerar ainda que, mesmo no contexto dos DMI’s, o virtuosismo não se deve traduzir diretamente na dificuldade de controlo de uma certa interface. Um cenário ideal é de conseguir encontrar um equilíbrio entre a amplitude de possibilidades na exploração musical do instrumento e a sua complexidade de controlo, sendo que, em interfaces com possibilidades “extensas” existe o risco de que esta 50 “Designers of new instruments may be partially responsible for the music to come (…) This aspect relates to how new instruments impose or suggest new ways of thinking to the player, as well as new ways of establishing relationships, new ways of interacting (…)” (JORDÀ, 2004, p.321). 51 Que imite instrumentos convencionais. 52 “Generic or non-specific music controllers tend to be either too simple, mimetic (…)” (JORDÀ, 2004, p. 322). 53 “Is the low entry fee with no ceiling on virtuosity an impossible dream? We think not and argue that a high degree of control intimacy can be attained with compelling control metaphors, reactive low latency variance systems, and proper treatment of gestures that are continuous functions of time” (WESSEL & WRIGHT, 2001, p. 17). 35 complexidade seja elevada e que “sirva mais um instrumentista perito” (Blaine & Fels, 2003, p.73) 54 . Retendo algumas das características que podem conferir qualidades expressivas a um instrumento musical, propus desenhar e prototipar um DMI, devendo então considerar a parte do contacto humano, o gesto, e de que formas pode trazer o universo tátil para o universo invisível/abstrato da computação. 54 “Conversely, interfaces that have extended expressive capabilities tend to be more difficult to control and cater more to the expert player” (BLAINE & FELS, 2003, p. 73). 36 3.4 Expressividade e o Gesto Os gestos de um perfomer, no contexto de um ato musical, fazem tanto parte desse ato como faz o som produzido, o contexto, o público, entre outras condicionantes. Estes gestos e movimentos, em conjunto com “o corpo do intérprete”, estão a “participar na vida da obra” numa “relação muito estreita com a natureza do discurso percebido (…)” (Manoury, 1996, p.206). Segundo a experiência de Jane W. Davidson, a “visão consegue ser mais informativa do que o som na perceção e compreensão das intenções expressivas de um performer” (Davidson, 1993, p.112) 55 . Na história da música, apenas recentemente, em meados dos anos 40, surge a questão da escuta acusmática, isto é, de experienciar um ato musical pela reprodução de gravações através de altifalantes. Até então, podemos afirmar que, com poucas exceções, a experiência musical sempre fora acompanhada de uma componente visual. Nesse sentido, todo um imaginário relacionado com o timbre dos instrumentos e os gestos praticados se desenvolveu ao longo dos séculos. A propósito de novos paradigmas introduzidos pela música eletroacústica e acusmática, Gustavo Costa refere que “com os instrumentos acústicos, as fontes sonoras, mesmo que invisíveis, são identificáveis e produzem uma correlação clara com os nossos cérebros”, acrescentando que, no caso dos “variados” sons introduzidos com a música eletroacústica, esta relação acaba por assumir uma “forma puramente imaginária” (Costa, 2012, p.32) 56 . Temos a capacidade de reconhecer o timbre de um instrumento acústico enquanto o associamos a uma forma específica e, também, de imaginar diferentes gestos necessários para a produção de variações nesse timbre, na intensidade ou notas do instrumento. A partir do exemplo do “trabalho físico” de um pianista no “controlo preciso” de um “ataque forte” e de um “ataque suave”, Philippe Manoury diz que, apesar de “simplista”, este exemplo parece-lhe “demonstrar bem esse fator causalidade entre a intenção expressiva contida no gesto e o resultado sonoro” (Manoury, 1996, p.206, 207). A propósito do seu trabalho sobre o design de novas interfaces para a expressão musical, Garth Paine também reconhece que “os músicos usam o gesto como um meio de produzir som num instrumento e como uma expressão de intencionalidade interior” (Paine, 2009, p.142) 57 . Para melhor compreender a importância dos gestos correlacionados à expressividade, observo dois conjuntos de exemplos identificados em instrumentos convencionais, salientando de que forma estes afetam a componente sonora e visual. 55 “The results suggest that vision can be more informative than sound in the perceiver’s understanding of the performer’s expressive intentions” (DAVIDSON, 1993, p. 112). 56 “With acoustic instruments, the sound sources, even if invisible, are identifiable and produce a clear correlation within our brains (…) Electroacoustic music, (…) may then be seen as na art form that explores accurately our listening mechanism, dealing with a purely imaginative form” (COSTA, 2012, p. 32). 57 “It does, however, acknowledge that musicians use gesture both as a means to engage the production of sound on an instrument and as an expression of na inner intentionality” (PAINE, 2009, p. 142). 37 3.4.1 Exemplos de Gesto em Instrumentos Musicais Convencionais 3.4.1.1 Violino A execução do violino requer o seu apoio entre a região superior do omoplata e a lateral do queixo; a utilização do braço e mão esquerda 58 para segurar o braço do instrumento; os dedos da mão esquerda são aplicados sobre as cordas em diferentes posições da escala (mudança de notas); utiliza-se o braço e a mão direita para segurar e friccionar o arco do violino sobre as cordas, produzindo assim a excitação do instrumento e variação de amplitude dependendo da força exercida no arco a e velocidade da arcada. Alguns dos gestos identificados têm correspondências expressivas específicas como: - Deslizar os dedos da mão esquerda num movimento ascendente ou descendente sobre a escala – Alteração significativa do pitch produzido pelas cordas de forma unida/orgânica – técnica também conhecida por glissando – um gesto de amplitude visual grande, exigente de um controlo acentuado para que os limites do glissando estejam de acordo com a afinação desejada; - Oscilar subtilmente a posição dos dedos da mão esquerda sobre uma posição específica da escala – Alteração subtil do pitch produzido pelas cordas – técnica conhecida por vibrato (ver figura 11) – um gesto tendencialmente expressivo, quando feito lentamente pode transmitir uma sensação de ternura; - Exercer uma arcada longa e suave sobre as cordas – produção de notas longas e de uma amplitude baixa – legato – geralmente corresponde a momentos mais calmos de uma interpretação musical, a postura do músico e a gestualidade lenta acabam por corresponder a esse andamento; - Exercer arcadas curtas e intensas sobre as cordas – produção de notas curtas (staccato) e de amplitude forte – gestos de precisão e agitação corporal, podem sugerir instabilidade, velocidade, ansiedade, entre outros estados; - Fazer saltar o arco da corda entre arcadas curtas – produção de notas não contínuas entre elas (não-ligadas, em oposição ao legato) – técnica conhecida como spiccato – gestos na linha do staccato, mas com uma sensação de agitação e instabilidade mais acentuada; 58 A norma para violinistas destros. 38 3.4.1.2 Guitarra A guitarra clássica pode ser tocada em diferentes posturas: de pé ou sentado. Estando sentado, a postura clássica implica um apoio da base inferior da guitarra sobre as pernas, a face posterior do instrumento encostada ao corpo do músico e o braço da guitarra apoiado com a mão esquerda 59 . Estando de pé, a guitarra deve estar suspensa com uma alça, a mão esquerda e direita regulam o apoio da guitarra junto ao corpo, estando nas suas devidas posições de execução. Os dedos da mão esquerda são aplicados sobre as cordas da guitarra, ao longo da escala do seu braço, geralmente dividida por trastes (mudança de notas); Os dedos da mão direita podem ser usados para dedilhar individualmente as cordas, tocar várias em simultâneo, ou, ainda, para segurar numa palheta, o que implica uma outra postura da mão para excitar as cordas nota a nota ou notas simultâneas (e.g. acordes); a força aplicada com os dedos da mão direita, ao excitar as cordas da guitarra, determina a amplitude dos sons produzidos. Na guitarra identificam-se vários gestos expressivos, entre os quais podemos destacar os seguintes: - Utilizar os dedos da mão esquerda numa sucessão rápida de posições na escala, numa instância em que uma ou mais cordas foram excitadas apenas umas vez – por vezes chamada de hammer on ou pull off, esta técnica proporciona a sensação de que as notas se sucedem ligadas 59 A norma para guitarristas destros. Figura 11 - Alexander Markov a executar a técnica de vibrato numa performance do Caprice no.24 de Paganini. Still retirado do canal de YouTube “Crackadackas”. 39 umas às outras - visualmente, este técnica revela um gesto de esforço mais evidente da articulação dos dedos da mão esquerda, o que, associado à sucessão de notas ligadas, pode ser percecionado como um momento de foco e transição de estados de energia; - Os dedos da mão esquerda podem ser utilizados para, após a excitação de uma corda, pressionar a mesma de imediato e empurrá-la em direção a outra corda – esta técnica (bend) provoca uma alteração do pitch produzido do som da corda, assemelhando-se a uma desafinação, apenas breve e controlada – a componente visual deste gesto traduz-se muito diretamente na sua resposta sonora, isto porque a corda é tensionada numa posição que rapidamente sai da estabelecida, e como está “fora do sítio” produz notas fora das espectáveis na posição/afinação; - Ainda utilizando os dedos da mão esquerda, o músico pode optar por pressionar as cordas sem tocar com uma grande área do dedo na escala do braço – a utilização desta técnica resulta num som mais abafado das notas produzidas, sendo também possível criar um efeito semelhante com a utilização da mão direita, numa técnica geralmente chamada de palm mute – embora subtil, esta técnica resulta na produção de sons menos prolongados no tempo, com uma dinâmica de amplitude mais reduzida, o que pode sugerir a utilização desta técnica durante várias notas consecutivas em secções de, por exemplo, um crescendo de intensidades; - Numa técnica de subtileza semelhante, é possível aplicar os dedos da mão esquerda suavemente sobre certos pontos de uma corda e excitá-la de seguida – utilizada com cuidado, esta técnica permite a produção de sons chamados “harmónicos” do instrumento – visualmente, a execução deste tipo de gesto costuma transmitir delicadeza e ternura, sensações acompanhadas sonoramente pelos sons harmónicos, de natureza mais aguda e suave; - Os dedos da mão direita podem ser utilizados para excitar as cordas tanto na sua zona convencional (abaixo da escala e diretamente sobre o orifício da face da guitarra) como na própria escala, podendo até servir para determinar posições de notas, tal como os dedos da mão esquerda – utilizar os dedos da mão direita sobre a escala configura uma técnica geralmente chamada de tapping, que pode ser extremamente útil para secções com sucessões de notas rápidas e distanciadas em altura (pitch) – o tapping resulta, visualmente, num gesto ágil e menos convencional, atraindo quase toda a atenção do olhar para a zona do braço da guitarra e podendo provocar a sensação de surpresa, agitação e domínio. 46 COMPUTER, Make:, Casper electronics, Powland.tv, entre outros), foram algumas das fontes de inspiração para esta abordagem. A possibilidade de construir instrumentos “de raiz”, com componentes eletrónicos e peças personalizadas pelo próprio construtor é, na verdade, uma prática relativamente recente, que se estende também a várias outras áreas, relacionadas com o surgir do conceito de Bricolage 68 . Embora não seja do interesse desta investigação descrever este contexto de forma muito aprofundada, é importante reconhecer que, a prática do DIY (Do it yourself) 69 tornou-se mais acessível assim que diferentes componentes e ferramentas de trabalho começam a ser disponibilizados para venda avulso, a qualquer pessoa e cresceu imensamente ao longo do séc. XX (Science Museum, 2020). Em paralelo, a evolução dos meios de comunicação permite que se formem grupos de entusiastas, muitas vezes não-especialistas, nas áreas que se propõe trabalhar. Enquanto que, nos períodos prévios à utilização global da internet estes grupos se manifestavam e comunicavam, por exemplo, através de revistas (e.g. Practical Electronics, revista britânica com início nos anos 60), hoje reúnem-se mais facilmente de forma digital em grupos, fóruns, páginas e chats específicos 70 . A cultura DIY teve também uma enorme expressão no contexto artístico-musical, na música electroacústica, música experimental e avant-garde (Flood, 2016). O próprio início da construção de ferramentas para a música concreta e novos instrumentos electroacústicos, vem de sucessivas apropriações de tecnologias cuja função não se destinava, originalmente, aos propósitos da composição musical. Mesmo em exemplos recentes de DMIs propostos no contexto da conferência NIME, certos sensores utilizados (e.g. biossensores, GPS) proveem de “um conhecimento no desenho e uso dos materiais que não deriva da área do desenho de instrumentos, mas que foi apropriado a partir de outros domínios tecnológicos” (Magnusson, 2017, p. 292) 71 . Esta “tradição” da apropriação e transformação da tecnologia leva também, mais tarde, à corrente do Circuit bending. Lado a lado com esta dimensão mais analógica da construção de ferramentas e objetos musicais, existe também a tecnologia digital na prática do DIY (refiro-me, maioritariamente à utilização do computador como ferramenta para a criação musical). Existem, hoje, algumas soluções de hardware que permitem uma experimentação da prototipagem de instrumentos digitais exclusivamente na parte da programação (e.g. Organelle, Axoloti, Nord Micromodular, Patchblocks, Shnth, entre outros). No entanto, a grande variedade de opções, no que diz respeito a todas as partes que compõem um instrumento digital, revela-se quando se juntam as 68 Embora comumente associado ao conceito de grandes superfícies comerciais que vendem componentes para a construção de móveis e outros equipamentos domésticos, aqui entende-se bricolage, segundo Claude Levi Strauss, como “a competência de usar e recombinar o que estiver à mão para criar algo novo”. (MAMBROL, 2016) 69 Apesar de intimamente relacionado, não se pretende confundir a prática do DIY (como conceito vizinho de bricolage) com o movimento de contracultura punk que contribuiu para o crescimento e afirmação da prática do DIY em grupos jovens (TRIGGS, 2006). 70 E.g. existe um grupo no Facebook com mais de 11 mil membros chamado “Synth DIY for non-engineers”, dedicado à partilha de material de apoio à construção de sintetizadores e entreajuda necessária à solução de problemas. 71 “In all of these cases the knowledge in design and use of materials does not derive from the field of instrument design, but rather appropriated from other technological domains” (MAGNUSSON, 2017, p. 292). 47 ferramentas software e as plataformas de hardware próprias para o efeito. Existem atualmente várias formas de prototipar controladores ou instrumentos a partir de plataformas de desenvolvimento como a escolhida para este projeto, Bela. Este tipo de hardware (e.g. Raspberry Pi, Bela, Teensy, Arduino) permite muitas outras aplicações fora da prototipagem de instrumentos musicais, que são frequentemente utilizadas para, por exemplo, pequenas tarefas de automação, robótica e registo de dados do mundo real a partir de sensores. O grande fator de popularidade destas plataformas, bem como a existência das comunidades que suportam as mesmas, deve-se à facilidade que proporcionam aos primeiros passos da prototipagem de um qualquer projeto que envolva computação física e/ou HCI. Desta forma, é possível executar protótipos e projetos que reúnem elementos de diferentes engenharias, sem que isso implique o apoio de estruturas multidisciplinares ou empresariais (i.e. empresas a trabalhar no desenvolvimento de um produto tecnológico, empregando as áreas de conhecimento de design industrial, engenharia informática, entre outras), ou conhecimentos muito vastos no domínio da programação e da eletrónica. Para além disto, existem outras motivações fortes que levam músicos e criadores a enverdar pelo caminho da construção das suas próprias ferramentas. Em resposta à referência que abre este subcapítulo, a prática do DIY implica, “geralmente, a poupança de algum dinheiro quando comparada à compra de um dispositivo comercialmente disponível”, assim como “a satisfação de criar algo com as tuas próprias mãos e aprender suficiente no processo de construção do projeto para que o possas modificar de acordo com as tuas necessidades exatas” (Anderton, 1992) 72 . Este último fator, o de adequação às necessidades é também determinante na escolha do caminho da prototipagem. O mercado de equipamentos musicais é vasto e as ferramentas vendidas por diferentes marcas apresentam características que, para o mesmo tipo de hardware, podem ser distintas. Ainda assim, por muito investimento que seja feito, continuamente, no que diz respeito às necessidades dos músicos e consumidores, é praticamente impossível disponibilizar ferramentas versáteis o suficiente para corresponder às necessidades criativas de todo o público-alvo. Criam-se, então, janelas de oportunidade para que investigadores ou criadores independentes possam reunir os materiais que precisam e se desafiem a construir os objetos que desejam. Na interseção da computação física com a prototipagem de instrumentos musicais digitais ou interfaces DIY para sintetizadores, utilizam-se vários tipos de sensores fáceis de encontrar em lojas especializadas. Os componentes que se encontram mais frequentemente nas interfaces comerciais incluem, atualmente, potenciómetros, encoders 73 , botões, interruptores e teclas. 72 “While you generally save money compared with buying a commercially available device, you also have the satisfaction of creating something with your own two hands, and you learn enough about the project in the process of building it so that you can modify it to suit your exact needs” (ANDERTON, 1992). 73 Apresenta muitas vezes um aspeto semelhante ao potenciómetro, mas pode funcionar de formas diferentes, tais como ter uma rotatividade “infinita”, poder ser usado também como botão, girar e fixar em posições determinadas, entre outras. 48 Alguns apresentam até a integração de um joystick (e.g. AKAI MPK Mini MK3) ou sensores de toque (e.g. Arturia Keystep). Estes mesmos componentes podem ser utilizados para a prototipagem de uma interface feita à medida do seu criador. No entanto, existem outros sensores que podem ser considerados, principalmente quando tendo em conta a procura da expressividade e da gestualidade para instrumentos digitais. Alguns exemplos destes sensores incluem LDR’s (Light Dependant Resistors), sensores de ultrassons (i.e. sensores que podem medir a distância da mão ao sensor), acelerómetros (i.e. medir a aceleração do sensor ao longo de 3 eixos), cápsulas de microfone, microfones piezoelétricos, sensores de infravermelhos (i.e. medir também a distância), sensores de pulsação ou frequência cardíaca, sensores flexíveis (i.e. detetam o grau de flexão do sensor), câmaras (i.e. retirar valores a partir da informação vídeo em tempo real), bússolas digitais, entre outros. Vários dos sensores mencionados tem versões analógicas e digitais. A escolha entre um ou outro deverá depender da adequação a cada projeto. A título de exemplo, um acelerómetro analógico irá utilizar três entradas analógicas de um microcontrolador ou microcomputador (i.e. eixo x, eixo y, eixo z). A sua versão digital, utilizando, por exemplo, o protocolo I2C, poderá ser uma solução quando não existe esse número de entradas disponível pois, neste caso a sua ligação é feita a partir das entradas destinadas a I2C. Ao procurar e escolher sensores para um projeto de prototipagem é também importante ter em consideração as suas dimensões, dos componentes adicionais que possam exigir para um funcionamento correto, a sua adequação e compatibilização com o restante hardware (i.e. alguns sensores são feitos para funcionar especificamente com placas de Arduino ou outros equipamentos), a alimentação que necessitam, a sua resistência ao tempo ou condições atmosféricas (i.e. no caso de serem sensores frágeis ou sensíveis e a ideia do projeto incluir a exposição a estas condicionantes). Para além destes componentes essenciais, pois criam a relação entre o mundo real e a computação, é importante pensar no suporte para todo o projeto, a sua transformação num objeto. Muitos entusiastas do DIY recorrem frequentemente à madeira, tanto por ser um material barato, como também é fácil de obter e trabalhar (e.g. Fablabs equipados com ferramentas que facilitam diversos processos de prototipagem, tais como máquinas de corte a laser) No entanto, existem outras formas de materializar estes projetos, a partir de outros materiais tais como o plástico (i.e. fácil de trabalhar com técnicas impressão 3D), placas de metal, PVC, K-Line, espumas e cartão. Assim, a prototipagem de um instrumento ou controlador digital acaba por envolver competências manuais que não têm que ver com a parte informática do projeto. Isso significa que, para executar este lado físico da prototipagem do objeto, é importante ter à disposição algumas ferramentas essenciais. Claro que o número de materiais e ferramentas irá sempre depender das necessidades do projeto mas, existem algumas que são, geralmente, essenciais tais 49 como uma breadboard 74 , ferro de soldar e solda, voltímetro, esponja ou palha de aço, alicates, chaves de parafusos, cabos jumper macho e fêmea, crocodilos 75 , pilhas AA, pilhas de 9V, fita isoladora, fita de papel, tesoura, x-ato, cabos USB, cabos de áudio, cabo elétrico simples, fichas jack ou minijack e resistências de diferentes valores (e.g. 10kΩ, 1kΩ, 1MΩ, entre outras). Tendo reunidas todas as condições para iniciar um processo de prototipagem, é necessário então estar preparado para adaptar as ideias do projeto às limitações que possam surgir, sejam da ordem dos conhecimentos do hardware e a sua programação ou eventuais incompatibilidades dos materiais utilizados na prototipagem. 4.2 Componentes, Implementação, Prototipagem do Crescente O processo de construção e prototipagem do Crescente, o instrumento musical que surge desta investigação, dividiu-se ao longo de duas fases distintas: (1) fase de testagem e adaptação; (2) fase da prototipagem. Cada uma das fases incluiu determinadas tarefas, tais como a programação no software PureData via Bela IDE (ver figura 15), a prototipagem eletrónica envolvendo os sensores e o wiring 76 , e, por fim, o desenho e construção do instrumento que teve duas iterações. Ao longo da prototipagem, certas adaptações foram sendo feitas conforme as necessidades do projeto ou para o efeito de correções de erros. 4.2.1 Testagem e Adaptação à Plataforma Bela Como referido anteriormente, a escolha da Bela como plataforma de desenvolvimento para o instrumento musical deveu-se principalmente às suas características de performance, bem como o facto de ter sido desenvolvida a pensar especificamente em projetos de áudio interativos e construção de instrumentos 77 . Para além destes fatores, a plataforma permite que toda a programação seja feita com o PureData (apesar de trabalhar também com outras linguagens como C++, Supercolider e Faust), solução ideal tendo em conta que, no momento desta investigação, foi a linguagem/software no qual mais experiência de utilização tive. Depois de tomada a decisão de utilizar este hardware para o projeto e de o ter adquirido, seguiu-se uma fase de experimentação e adaptação ao mesmo, tendo em conta que nunca o tinha utilizado. Apesar de, no que diz respeito à parte das ligações da computação física, esta plataforma seguir uma lógica semelhante a outros microcomputadores e microcontroladores, o 74 Uma placa que serve de base para a prototipagem de circuitos elétricos. 75 Alligator clips, também conhecidos como fios de ligação ou bananas. 76 Ligação dos cabos que conduzem energia num circuito eletrónico. 77 Consultar https://bela.io/ para uma compreensão mais aprofundada da visão do produto. 50 seu workflow é específico e requer uma habituação. Felizmente, mesmo sendo uma plataforma recente 78 , a partir do website bela.io é possível aceder a um guia de como começar a utilizá-la. Ao longo de todo o processo de adaptação e prototipagem, este guia provou ser essencial tendo em conta que apresenta uma documentação clara que dispõe exemplos práticos de utilização de alguns sensores para diferentes efeitos (e.g. fazer um sintetizador FM simples utilizando apenas um FSR, um potenciómetro e um LDR). Para além deste guia, foi também útil aceder ao fórum oficial da plataforma na tentativa de esclarecer dúvidas bastante específicas (e.g. como para entender certos erros que a consola apresenta nas primeiras tentativas de implementação do sintetizador digital criado para o instrumento). Ao ligar o Bela ao computador por via de um cabo USB, é necessário aguardar que este seja reconhecido. De seguida, é possível começar a utilizar o dispositivo através do seu IDE que funciona diretamente num browser como, por exemplo, o Google Chrome. A partir do IDE é possível aceder à consola de eventos, gerir diferentes projetos guardados no próprio microcomputador, consultar uma biblioteca de patches de exemplos práticos, configurar os projetos e o próprio dispositivo (e.g. sample rate analógica, número de entradas analógicas em uso, buffer size, entre outras configurações), consultrar o mapa de I/O (Ins/Outs) do dispositivo, consultar documentação adicional e consultar as Libraries instaladas. Na figura 15 pode-se observar o aspeto do IDE em utilização: Apesar de funcionar num browser, não é necessária uma ligação à internet para a utilização do IDE 79 . Na configuração de qualquer projeto, tem de ser definida A priori a 78 Criada em 2014, como indicado na história em https://bela.io/our-story 79 Com a exceção de projetos que enviem/recebam dados através de ligações à internet. Nesse caso o computador utilizado para aceder ao IDE ou o próprio microcomputador Bela deve estar configurado para a rede desejada. Figura 15 - IDE do microcomputador Bela em utilização. 51 linguagem de programação utilizada. Utilizando C++ é possível editar e escrever código no próprio IDE. Utilizando PureData, o mesmo não acontece, pelo que são necessários os seguintes passos no workflow: 1) construir um patch de Pd no próprio software, instalado no computador de trabalho; 2) fazer upload desse patch para o Bela utilizando o IDE; 3) correr o projeto já com o patch carregado e consultar a consola de eventos no IDE para efeitos de debugging. Os patches que devem ser executados como “mãe” de qualquer projeto em Pd no Bela devem ser nomeados, exatamente, de “_main.pd”. Desta forma, o microcomputador tem a informação certa de como executar o programa construído. Dentro do IDE, os patches Pd carregados no interior do projeto podem ser apenas visualizados e não editados. Para além da consola de eventos, o IDE contém um osciloscópio para visualização de sinais em tempo real e a possibilidade de imbutir sketches de GUI (Graphical User Interface) em projetos nos quais se pretende controlar parâmetros utilizando também o browser no computador. Estas funções são particularmente úteis no contexto de testagem de programas (i.e. o osciloscópio pode servir para a visualização de sinais de sensores utilizados, sendo assim possível conferir se o comportamento dos mesmos é o esperado; a criação de uma GUI para um projeto pode permitir a testagem de certos parâmetros do áudio em tempo real sem que seja necessária a ligação de sensores ou componentes ao microcomputador). A adaptação às características e workflow desta plataforma decorreu com alguma facilidade. À medida que experimentei alguns dos tutoriais práticos oferecidos pelos guias do Bela, foi-me possível compreender os passos anteriormente descritos e ganhar alguma eficiência de trabalho. Nesta fase, adquiri alguns componentes eletrónicos (e.g. resistências, botões, sensores, jumper cables) que me permitiram a execução desses mesmos tutoriais e, ao utilizálos, fui também compreendendo a lógica da computação física com este hardware. Alguns dos exemplos práticos que executei (no seguimento do intuito da fase de adaptação) incluíram a criação e gestão de projetos no IDE, conexões de sinais digitais de saída e entrada, conexões de sinais analógicos de saída e de entrada, manipulação de parâmetros de síntese digital com a utilização de sensores FSR, utilização de microfones electret e microfones piezzo em projetos de áudio e utilização de outros sensores como um acelerómetro. Algumas imagens representativas desta fase de testes com a plataforma Bela podem ser consultadas no repositório indicado no Anexo F. O microcomputador Bela tem a vantagem de poder ser utilizado em modo standalone 80 , o que corresponde com bastante conveniência ao objetivo de tornar o instrumento num objeto auto-contido. Para tal, pode ser alimentado com um powerbank comum (de 5 V) ligado por USB ao barrel jack (ver figura 16). 80 Sem precisar da ligação a um computador e estar energeticamente autónomo pela utilização de uma bateria portátil. 52 Relativamente ao output do som produzido, o Bela oferece duas possibilidades: a) saída de linha OUT com um cabo minijack para ficha grove de 3 pinos, um output em sinal stereo; b) saídas Left e Right alimentadas por um amplificador de 1 Watt embutido já no sistema 81 (ver figura 9 para rever esquema do Bela). 4.2.2 Testagem de Sensores e Componentes Sendo este microcomputador uma plataforma que trabalha com circuitos de computação física, a adaptação ao mesmo foi feita em paralelo com a testagem de componentes e sensores. Os primeiros testes recaíram sobre os sensores multidimensionais Trill Bar e Square. Estes acabaram por constituir uma parte de grande relevância no protótipo final. Para além destes, foram testados, a propósito da compreensão das entradas analógicas do Bela, sensores de toque FSR, cápsula de microfone electret, um acelerómetro, piezzos e potenciómetros. Para testar output do instrumento usei, nesta fase, dois transdutores de contacto. 81 Para que esta amplificação funcione o microcomputador tem de estar a ser alimentado com 5V pela ficha barrel jack. Figura 16 - Microcomputador Bela alimentado por um Powerbank de 5V 53 4.2.2.1 Sensores FSR Os sensores FSR (toque/pressão) funcionam como uma resistência variável num circuito, e estão entre os sensores mais populares no desenho de DMIs (Medeiros & Wanderley, 2014). Em testagem, cada FSR foi ligado em série com uma resistência de 10kΩ, recebendo a corrente (3.3V) de um dos lados do sensor e fechando o circuito após a resistência estática, no Ground do microcomputador. Ligando a saída da resistência variável a uma das entradas analógicas do microcomputador, podemos então obter a sua leitura em tempo real num patch desenhado para o efeito (ver figura 17). O patch de Pd utilizado para a testagem dos sensores FSR pode ser consultado no Anexo E (ver patch06). O valor desta resistência variável em tempo real pode ser utilizado no Pd tanto como um sinal áudio (i.e. no Bela os sinais nas entradas analógicas são nativamente interpretados como sinais de áudio) como um sinal de controlo (i.e. os sinais de controlo são números que ou strings de números, também chamados de floats, no contexto do Pd). Num patch em que seja preferível utilizar este sinal como controlo, deve ser utilizado o objeto [snapshot~]. A utilização deste objeto requer um também um [metro] no qual pode ser definida a velocidade de output do sinal transformado. Após alguns testes com FSRs entendi que, para além de estes se adequarem à lógica construída para o mapeamento de gestos de controlo no protótipo, a sua implementação seria coerente com as restantes ideias do desenho prévio (ver Anexo F, registo 0). Entendi também que, para o instrumento, deveria adquirir e utilizar FSRs de dimensões mais reduzidas, ao contrário dos FSR’s quadrados utilizados nesta fase de testagem. Isto permitiu que, ao tratar da Figura 17 - Esquema de ligação de um FSR ao Bela. 54 sua implementação nos protótipos, fosse possível reduzir o espaço ocupado pelos sensores, assim como adaptá-los a um posicionamento mais ergonómico. 4.2.2.2 Microfone electret A testagem da cápsula electret seguiu a lógica de um exercício de efeito delay sugerido nos tutoriais do Bela. Enquanto que, nesse exercício é utilizada uma cápsula electret simples, a cápsula que utilizei estava já inserida num circuito breakout 82 (SparkFun Electret Microphone Breakout). O seu sinal é interpretado de forma semelhante ao de outros sensores analógicos no Pd, sendo que, como é uma cápsula de microfone, esse sinal contém o som captado em tempo real. Esse sinal pode ser utilizado só por si, passando por processamento áudio (e.g. efeitos delay), ou não, mas também pode ser interpretado de outras formas, sendo possível retirar valores como a amplitude ou pitch para utilizar, posteriormente, como sinais de controlo. 82 Um tipo de pequenos circuitos em que se torna um único componente ou sensor mais fácil de utilizar. São especialmente indicados para o contexto da prototipagem. Figura 18 - FSR's quadrados, utilizados na fase de testagem 55 4.2.2.3 Acelerómetro Analógico A utilização de um acelerómetro analógico é também exemplificada num dos tutoriais de aprendizagem da plataforma. Este é um sensor que lida com movimento e tem sido aplicado frequentemente em projetos de interação. O facto deste sensor estar contido em qualquer smartphone comum também contribuiu para que a sua aplicação tenha seja explorada frequentemente para utilizações musicais como mapeamentos da movimentação/manipulação destes dispositivos móveis (Medeiros & Wanderley, 2014). A sua ligação ao microcomputador é simples, semelhante à de um breakout como do electret, exceto que são necessárias três entradas analógicas disponíveis, uma para cada sinal correspondente aos eixos X, Y e Z. A implementação na parte do Pd é, no entanto, mais desafiante, pelo que, para os efeitos de testagem, utilizei apenas a integração sugerida pelo próprio tutorial do Bela (ver Anexo E, patch16). Após testar o sensor e observar os sinais de cada eixo no osciloscópio do sistema, foi possível compreender que uma resposta significativa implica movimentos com alguma amplitude de gesto. Isto é, o sensor precisa de alguma agitação repentina e forte para que os seus sinais percorram a escala inteira do sinal (i.e. desde o valor mais baixo ao valor mais alto). Figura 19 - Esquema de ligação de um Electret breakout ao Bela. 62 Figura 27 - Patch de exemplo para obter na consola de eventos os valores numéricos correspondentes aos toques no sensor Trill Bar e Trill Square. 63 4.2.3 Implementação e Prototipagem Após esta fase inicial de testagem dos vários componentes necessários à prototipagem do instrumento, iniciou-se então a construção de pequenos circuitos com a inclusão de alguns sensores em simultâneo, permitindo assim experimentar a programação dos mapeamentos no patch de Pd que foi evoluindo até uma versão minimamente estável. Ao mesmo tempo, começou a fase do desenho do instrumento, tanto do circuito como do objeto em si (a caixa). Para o design e construção do protótipo da caixa contei com a colaboração do Filipe Tootil, um amigo criativo e eficiente na área das artes plásticas e da pintura. 4.2.3.1 Desenho e Construção da Caixa do Instrumento Para um desenho inicial do instrumento, foram tomados em consideração vários aspetos que fui inferindo ao longo desta investigação, bem como a sua aplicação ergonómica no corpo do mesmo: 1) Inclusão de sensores que permitam uma grande variedade de gestos através do uso das mãos; 2) Inclusão de um circuito controlável de electroacoustic feedback loops; 3) Ser um instrumento auto-contido e o próprio corpo ser fonte de ressonância; 4) Ser um instrumento que possibilite a construção de várias camadas musicais simultâneas; 5) O timbre gerado por síntese digital adequar-se à exploração da ressonância do corpo do instrumento; 6) Conceber o mapeamento dos sensores por forma a privilegiar um sentido de expectativas, mas, simultaneamente, evitando uma relação determinística, ou seja, evitando que a mesma acção produza sempre a mesma reação (i.e. o mesmo “gesto sonoro”). Os desenhos prévios à fase de prototipagem determinavam apenas uma espécie de esqueleto das posições dos sensores, como poderiam ficar distribuídos ao longo da caixa. (ver Anexo F, registo 0) A forma da caixa do protótipo permaneceu uma incógnita até ao momento de escolha dos materiais e de primeiras montagens. Surgiram então, dois desenhos, inspirados em formas e posturas aproximadas a instrumentos acústicos tradicionais como a guitarra e o violino (ver Anexo F, registos 7, 8, 9, 10, 11 e 15). Um dos desenhos, mais geométrico, apresentou-se desde o início como uma opção de construção mais simples: um fator que poderia ser benéfico para um cumprimento do calendário de trabalhos reservado à fase de prototipagem. O segundo desenho, por apresentar a forma de uma lua, com curvas, surgiu como uma opção 64 mais arriscada. No entanto, esta forma acabou por proporcionar várias vantagens ao projeto, em relação ao formato mais geométrico: 1) A forma do instrumento em relação ao corpo do instrumentista apresenta um maior sentido de intimidade, tendo em conta que a curva da lua “abraça” o tronco; 2) A forma da lua apresenta-se com uma estética que, ainda que na lógica de postura de uma guitarra, não tem uma relação formal tão imediata com um instrumento em específico; 3) A curvatura do instrumento sugere o método de como este deve ser manipulado; 4) Tendo em conta a natureza do protótipo como instrumento misto, uma estrutura menos convencional acaba por conferir um maior sentido de novidade ou de exclusividade, por se afastar do formato de “caixa” quadrada, comum no alojamento de vários instrumentos digitais ou mesmo controladores; Ainda antes de tomar uma decisão final em relação ao formato de lua, foram construídos dois protótipos, um para cada desenho, utilizando K-Line, alfinetes e fita de papel. Ao construir estas duas caixas foi assim possível experimentar a sensação de segurar no objeto, criar uma noção de dimensão e peso, o que contribuiu para decisões da colocação dos diferentes sensores que compõe o circuito do instrumento. Após vários testes com estes protótipos da caixa e recolha de opiniões sobre as duas formas, junto das pessoas que acompanharam este processo de investigação, foi possível então avançar definitivamente com o formato da lua. A partir daí, a construção do protótipo da caixa e a montagem do circuito aconteceram em paralelo. A possibilidade de trabalhar na fase da prototipagem do circuito com a caixa do instrumento, resultou numa maior facilidade em projetar diversas melhorias ao desenho, destacando-se detalhes como a colocação de traves de k-line para a estabilidade da caixa, os locais onde foram Figura 28 - Face do corpo da primeira iteração do protótipo em formato de lua. 65 necessárias aberturas para a passagem de cabos dos sensores, reforços da colocação de fita para organização dos cabos, entre outros. Figura 30 - Segunda iteração do Crescente. Figura 29 - Primeira iteração do Crescente em uso. 66 Numa fase mais próxima do final da prototipagem do instrumento verifiquei, em conjunto com o Filipe Toottil, que o protótipo da caixa se encontrava com algumas fragilidades, devido à utilização frequente que lhe foi dada ao longo dos testes. No sentido de conferir uma maior longevidade e estabilidade ao protótipo, iniciou-se a construção de uma segunda versão do protótipo da lua, mais rigorosa e robusta em diversas partes: a face do instrumento contou, nesta iteração, com uma face em MDF 87 ; os planos laterais foram reforçados com mais uma camada de k-line e vários apoios laterais, conferindo uma maior rigidez do que na primeira iteração. Foram, também, construídas tampas para a parte traseira do instrumento, que não só protegem o circuito, mas também mantêm os cabos no interior. Esta nova iteração da caixa foi também pintada com spray branco (face, laterais e interior) e spray preto (tampas), conferindo-lhe um acabamento mais agradável ao toque. Para além da questão da longevidade, considerei também importante a questão da estabilidade do instrumento no seu manuseamento, na sensação do instrumentista. De forma discreta, se a fragilidade se mantivesse, acabaria por contribuir para uma expressividade mais recatada, em que a preocupação com a estabilidade do instrumento poderia influenciar negativamente a sua manipulação. Assim, após a implementação do circuito completo do protótipo e, numa fase muito próxima da finalização da programação, todo o instrumento foi reconstruído, utilizando a nova caixa. 87 Medium Density Fiberboard, um material derivado da madeira. Figura 31 - Segunda iteração do corpo do Crescente, ainda sem pintura. 67 4.2.3.2 Desenho do Circuito do Protótipo O circuito do protótipo foi, inicialmente, desenhado de acordo com a utilização simultânea de dois sensores trill, três FSRs, uma cápsula electret, um microfone de contacto, um acelerómetro e um transdutor de contacto (ver Anexo B, Desenhos prévios, v1). Porém, após terem sido realizados testes com este circuito em utilização, já na caixa do protótipo, entendi que o acelerómetro não seria, apesar do previsto, uma boa opção. A postura corporal que o instrumento sugere, bem como a sua dimensão, não é propícia a repentinas amplitudes de movimento, a partir das quais se pudesse tirar o melhor proveito deste sensor. A cápsula de microfone acabou também por ser abandonada, tendo em conta que a expressividade que escolhi trabalhar tem o seu foco na utilização das mãos e das suas nuances no exercício da pressão. Assim, ao retirar estes dois sensores do plano original, foram libertadas 4 entradas analógicas do microcomputador. Estas acabaram por ser substituídas, adicionando mais um FSR e dois potenciómetros (ver Anexo B, Desenho final, v3). A montagem deste circuito implicou, para além dos sensores, a utilização de vários cabos jumper, macho e fêmea, 4 resistências de 10kΩ, 1 resistência de 1MΩ, uma bateria portátil de 5V e a utilização de vários cabos simples para soldar aos sensores e aos jumpers. A ligação dos sensores trill foi feita de acordo com a demonstração em 4.2.2.7 em que os jumpers correspondentes ao SDA e ao SCL de cada sensor ficaram ligados na mesma linha da breadboard, partilhando assim o mesmo canal de dados. O transdutor de contacto escolhido ficou ligado na saída amplificada LEFT. No final deste processo, acrescentou-se também a ligação de um botão para poder desligar o instrumento sem ter de recorrer ao botão embutido na placa do Bela. 68 4.2.3.3 Programação do Instrumento Em simultâneo com os testes de sensores na plataforma Bela, a adaptação ao workflow em conjunto com o PureData foi essencial para compreender que objetos 88 são determinantes na lógica de comunicação entre os patches e o microcomputador. O Bela contém uma saída de áudio em stereo (replicada para as saídas amplificadas L e R), gerida pelo DSP (Digital Signal Processing), ao qual podemos aceder no Pd a partir do objeto [dac~ 1 2]. Utilizando ainda o [dac~] podemos direcionar sinais para os 4 canais do osciloscópio embebido no IDE [dac~ 27 28 29 30], o que se revelou particularmente útil na visualização de sinais de sensores em tempo real para efeitos de testagem. Para obter sinais analógicos, a partir da entrada stereo ou dos 8 canais Analog In, utiliza-se o objeto [adc~] 89 . É importante considerar que no Pd podemos lidar primariamente com dois tipo de sinais: áudio e controlo. Os sinais de controlo são cadeias de números que podem representar variáveis essenciais a diferentes objetos da computação. Os sinais de áudio são tratados como em outros programas de áudio digital, e, no caso, a amostragem por defeito é de 44100Hz. Uma considerável porção da programação de um patch no Pd tem que ver com o condicionamento deste tipo de sinais e, para tal, podem ser usados diferentes objetos como, por exemplo, o [snapshot~] e o [sig~], que, respetivamente, transformam um sinal áudio num sinal de controlo (numa amostragem definida pelo utilizador em milissegundos) e vice-versa mas, também, objetos como o [spigot] e operações matemáticas binárias 90 [==], [>], [<], entre outros 91 . Foi essencial, durante toda a prototipagem, compreender esta lógica entre o Pd e a comunicação dos sinais no próprio software mas, também em interação com os I/O, utilizando, sempre que necessário, o objeto [print] que permite uma visualização em tempo real dos valores numéricos de certos sinais, no IDE, enquanto um patch se encontra em funcionamento. Numa primeira fase de construção de um patch de síntese para o Crescente, pensei utilizar um conjunto de módulos de código pré-existentes, disponibilizados a partir do Automatonism, desenvolvido por Johan Eriksson no software Pd (Eriksson, 2017; Wilson, 2017). Reaproveitar código desta forma apresenta vantagens como a agilização da produção de um patch de síntese, tendo em conta que a montagem, de raiz, de um sintetizador completo no Pd pode ser demorada (além de ser tecnicamente exigente, dada a natureza matemática de processos de síntese como a FM e a síntese granular). Para além disto, Eriksson programou e desenhou cuidadosamente estes módulos digitais no decorrer de algum tempo 92 , contando com a sua investigação na área da música com sintetizadores modulares e automação (Eriksson, 2017). Assim, o primeiro patch 88 Objetos do PureData, as peças principais que definem a lógica de programação visual do Pd. 89 Canais 1 e 2 para a entrada stereo, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 para as correspondentes entradas analógicas 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, respetivamente. 90 O resultado da operação pode ser verdadeiro ou falso, representado por um output 1 ou 0. 91 Para informação mais detalhada sobre a operação do Pd consultar https://puredata.info/docs/manuals/pd/x2.htm 92 Previamente ao Automatonism, Eriksson lançou o Xodular para o Pd-Extended, uma versão que seguia já a lógica de simular um ambiente de síntese modular no PureData. Esta continha já 20 módulos diferentes (pdrepo, 2016). 69 montado para testes com o Bela continha um módulo de síntese FM polifónica, um de efeitos de delay granular, um wavefolder e uma mesa de mistura digital de quatro canais. Na primeira tentativa de correr um patch com este conjunto de módulos o microcomputador apresentou erros na consola, reportando dificuldades relativas à exigência do processamento de todo esse conjunto. Após uma reanálise desse mesmo patch foi possível compreender que, dadas as limitações de processamento do microcomputador, a programação teria de ser feita de forma mais eficiente, no sentido em que, ainda utilizando como base os módulos do Automatonism, algumas operações puderam ser simplificadas e outras cortadas por completo. Um dos principais ajustes neste sentido incidiu sobre forma como estes módulos, por simularem um ambiente modular, transformam os sinais de entrada e saída em sinais de áudio. Muitas destas operações não seriam necessárias no contexto da programação do protótipo do Crescente e, por isso, os objetos correspondentes às mesmas foram removidos. Ainda no sentido de “emagrecer” este patch, foi importante utilizar o objeto [switch~] que liga e desliga o processamento de um subpatch, salvaguardando assim uma margem para a execução de tarefas computacionais mais pesadas apenas quando realmente são necessárias (i.e. a utilização das quatro vozes de síntese FM em simultâneo pede muito mais processamento do que a utilização de apenas uma). Ainda assim, alcançando uma redução de cerca de 20% da utilização do CPU 93 , foi possível compreender que, para um funcionamento suave e sem quebras deste sintetizador digital, mudanças adicionais seriam necessárias. Após algumas iterações do patch, decidiu-se substituir o módulo de efeito delay granular por um novo efeito menos exigente 94 . Desde que foi removido este módulo, o desempenho ficou mais estável, com leituras no IDE a rondar os 45% CPU. Tomando em consideração que a obtenção e condicionamento dos sinais dos sensores do instrumento necessitariam também de alguma computação disponível, foi essecial estabilizar este valor de desempenho abaixo dos 70%, numa tentativa de garantir que o desempenho do desenho final do instrumento não sofresse picos e quebras no DSP (Moro, 2017). O módulo da mesa de mistura digital de quatro canais foi também removido por não ser essencial na construção do patch. Ainda na tentativa de estabilizar o programa, o tamanho dos blocos que estava definido por defeito no valor de 64, foi alterado para 128 blocos, e a amostragem do áudio para 22050Hz. A desvantagem desta redução, na teoria, é que implica um aumento do fator de latência, mas após novos testes com estas definições compreendeu-se que não afetou de forma notória o comportamento do instrumento. Concluido este patch com o tipo de síntese escolhida à base de FM polifónica e utilização do efeito de delay, foram, de seguida, implementados no Pd os objetos necessários à obtenção dos sinais provenientes dos sensores escolhidos para o instrumento. Os objetos necessários para 93 O primeiro patch, provocava, inclusive, um crash da plataforma Bela e, após os primeiros ajustes, apresentava no IDE uma leitura de, em média, 90% de utilização do CPU. 94 O efeito aplicado de seguida foi um “Tape Syle Delay” construído no Pd por Seán Mac Erlaine. Este acabou por ser também removido nas versões mais próximas do instrumento final, substituído por um delay mais simples baseado nos exemplos de utilização do [delwrite~] e [delread4~]. 70 receber as leituras dos sensores Trill Bar e Trill Square são mostrados em 4.2.2.7. A partir do [adc~] foram ligados os sinais dos sensores analógicos correspondentes aos canais que ocuparam, de acordo com o seguinte esquema: FSR 1 > Analog In 0 > adc~ 3 FSR 2 > Analog In 1 > adc~ 4 FSR 3 > Analog In 2 > adc~ 5 FSR 4 > Analog In 3 > adc~ 6 Piezzo > Analog In 4 > adc~ 7 Potenciómetro 1 > Analog In 5 > adc~ 8 Potenciómetro 2 > Analog In 6 > adc~ 9 Para implementar um circuito de electroacoustic feedback loops, foi utilizado um bloco de patch disponibilizado pela própria equipa do Bela nos exemplos que dispõe no IDE (ver Anexo E, patch17). É um exemplo simples de síntese Karplus Strong que recebe, como input (excitação), o sinal do piezzo e dois sinais de controlo que ajustam o dampening (que abre o loop de feedback mais, ou menos, conforme o valor) e o period (que corresponde, em termos de modelação física, ao “comprimento da corda”), respetivamente. Para estes dois últimos, utilizou-se o sinal de dois dos FSRs (ver 5.1.1 Mapeamentos aplicados). Até uma fase intermédia da programação, o patch contava com a implementação de um bloco que interpretava os sinais de um acelerómetro analógico para obter o valor da sua swing velocity. No entanto, a ideia de utilizar este sensor acabou por ser abandonada, pois a caixa do instrumento acabou por não sugerir uma amplitude de movimento que pudesse provocar respostas interessantes na dimensão da aceleração (ver 4.2.2.3 Acelerómetro analógico). Na fase de testes, os valores obtidos do Trill Bar na leitura do posicionamento dos dedos sobre o eixo horizontal, estavam a passar por uma multiplicação que os compreendesse entre as variáveis integrais 0 e 127, passando diretamente para o parâmetro de Pitch no bloco de síntese FM polifónica. Os valores obtidos a partir da pressão exercida no sensor apenas funcionavam como um offset, acrescentando números ao valor do eixo horizontal, provocando assim um controlo mais irregular da afinação. Esta implementação foi alterada posteriormente para uma nova, mais funcional e adequada às características do sensor. Dada a sua dimensão reduzida, considerou-se que o sensor Bar poderia ser aproveitado de uma forma muito mais estável e expressiva se compreendesse uma escala de valores mais limitada, ao contrário da disponibilidade de todas as notas que compreendem o standard MIDI. Deste modo, optou-se por implementar três escalas diferentes 95 , de oito notas cada uma (ver Anexo A, subpatch “Pd MapSensorBar”). Assim, tornou-se mais compreensível a interação com este sensor, e as 95 A primeira é uma escala arábica em sol sustenido, a segunda uma escala hindu e a terceira uma escala ciganaespanhola (phrygian dominant). 71 posições para tocar uma determinada nota, tendo bastante mais largura, conferiram um sentido de repetibilidade do input gestual. Ainda, os valores de pressão lidos nas posições dos dedos no eixo horizontal foram utilizados para “desafinar”, a partir das notas pré-definidas, conferindo assim a possibilidade de uma maior exploração melódica dentro e fora do espectro destas escalas (ver Anexo A, subpatch “Pd fm”, inspecionar subpatches das vozes FM no seu interior). O Trill Square foi definido desde o início como o sensor cujos gestos recebidos seriam responsáveis pelo acionar das notas no sintetizador FM polifónico e pela criação de envolventes (nos envelope generators do carrier e do modulator). Desta forma, as primeiras versões da programação deste componente, utilizavam o valor da quantidade de toques para acionar o trigger de notas, o eixo x e o eixo y para definir os parâmetros de attack e hold das envolventes e a pressão exercida recaía sobre o parâmetro release. Os primeiros problemas detetados com esta lógica inicial tiveram que ver com o próprio trigger de notas. Ao tocar no sensor, o valor correspondente ao número de toques era recebido com muita velocidade, resultando assim no trigger de muitas notas no espaço de apenas um segundo, saturando rapidamente o DSP. Para resolver este problema foi crucial utilizar o objeto [change] para eliminar a redundância deste sinal e, desta forma, o trigger passou a ser acionado apenas quando existe um novo toque no sensor. A utilização do valor correspondente à posição do dedo sobre os eixos x e y do sensor foi inicialmente programada numa lógica de cálculo da posição que dividia o quadrado em quatro áreas iguais (ver Anexo E, patch15). O objetivo desta divisão foi o de poder controlar as envolventes de acordo com as diferentes posições do dedo sobre o sensor Square. No entanto, esta lógica inicial provou, nesta fase de implementação, não ser adequada para controlar as envolventes da FM, acabando por resultar em envolventes muito desiquilibradas e pouco variadas (i.e. deslizando o dedo para um dos quadrantes, condicionava os valores dos outros para 0, uma das componentes da envolvente estaria sempre ou muito alta, ou muito baixa). Após algumas experiências com o controlo das envolventes, optei por utilizar uma estratégia mais direta e adequada à resposta física da pressão do dedo sobre o sensor Square. Com o valor da leitura correspondente à pressão, criou-se uma nova envolvente com ação sobre a amplificação do sinal de saída do bloco de síntese FM, em que os valores de hold e release das envolventes anteriores são também afetados pela quantidade da pressão, exponencialmente (ver Anexo A, subpatch “Pd EG”). Os eixos x e y passaram assim a ser utilizados para incidir sobre os parâmetros de feedback e time do efeito de delay. Os potenciómetros acrescentados ao desenho do instrumento, numa fase intermédia da implementação, foram utilizados para que se pudesse exercer uma parametrização fina dos valores de index e ratio do bloco de síntese FM polifónica. Estes valores definem, em grande parte, o timbre das vozes FM do instrumento e foi possível compreender, na fase de testes, que o controlo contínuo (i.e. com a utilização dos FSRs, na ausência do exercício da pressão, ou quando pressionados em oscilação rápida, estes valores estariam no mínimo) destes valores acabava por resultar num timbre ora semelhante no tempo, ora instável no imediato do gesto. Assim, a implementação dos potenciómetros no patch foi bastante direta, pelo que bastou a 78 a) Dedos da mão direita pressionam o quadrado preto enquanto, simultaneamente, um ou mais dedos da mão direita se posicionam sobre o sensor Bar. Ao pressionar o quadrado com mais força, a nota selecionada será reproduzida com maior amplitude e duração. Dependendo do sítio no quadrado onde é feito o toque, o efeito de delay terá diferentes configurações e, neste sentido, o dedo pode ser deslizado ao longo dos eixos do sensor, revelando visualmente as zonas de atuação diferentes do efeito. A combinação dos gestos da mão esquerda e mão direita pode acontecer de diferentes formas, como nos exemplos apresentados na figura 32. É também possível repetir a mesma nota utilizando só a mão direita, pressionando o sensor quadrado. Neste caso, a mão esquerda ficará liberta para desempenhar outros gestos simultâneos como, por exemplo, uma afinação do timbre da síntese FM, ou abraçando o instrumento com mais visibilidade para alcançar o piezzo com a mão esquerda, a fim de o percutir; b) A mão direita pode, também, concentrar o seu gesto na produção de loops de feedback. Para esse efeito, a postura da mão fica mais arqueada de forma a poder aplicar a força necessária no FSR que corresponde ao controlo do dampening do bloco de síntese Karplus. Nesta postura, a utilização dos dedos sobre os FSRs pode ser conjugada com o pressionar eventual do sensor quadrado com o polegar, no sentido de produzir notas do sintetizador FM em simultâneo com um loop de feedback. Nestes momentos, a mão esquerda pode desempenhar, como anteriormente descrito, uma percussão do piezzo, a seleção de notas no sensor Bar ou, ainda, o controlo de amplitude dos osciladores adicionais. Através de uma agitação controlada da mão direita enquanto se mantém um Figura 32 - Conjunto de gestos com utilização da mão esquerda e direita. 79 loop de feedback, é possível criar um efeito de tremolo na amplitude, um tipo de gesto expressivo que pode ser encontrado frequentemente na performance de, por exemplo, guitarras elétricas. c) A lógica de utilização da mão direita e mão esquerda pode também ser invertida quando explorando, exclusivamente, a utilização dos osciladores adicionais. Um dos dedos da mão esquerda pode, por exemplo, pressionar firmemente o FSR diretamente abaixo do sensor Bar, enquanto os dedos da mão direita são utilizados para alternar as notas produzidas pelo oscilador. Embora com um leque de possibilidades menos extenso, este gesto pode ser comparado à técnica de tapping, também utilizada na performance de guitarras elétricas. No caso do Crescente, a sonoridade produzida por esta combinação sugere uma técnica mais subtil e lentamente aplicada, em contraste com a exigência inerentemente complexa do tapping nas guitarras. Além disso, e como referido anteriormente, a utilização destes osciladores torna-se mais interessante quando para fins de modulação dos loops de feedback. Figura 33 - Gesto da mão direita que combina a pressão do FSR do dampening e a percussão do piezzo para criar loops de feedback. 80 A implementação deste conjunto de gestos vai ao encontro do modo “holístico”, descrito pelos autores Andy Hunt e Ross Kirk (2000), perspectiva a partir da qual podemos olhar para o Crescente como um objeto que se interage como um todo. Neste sentido, o Crescente acaba por corresponder também, de forma bastante próxima, aos “atributos de um sistema instrumental em tempo real” (Hunt & Kirk, 2000, p.232). Reconheço, também, que a importação de alguns dos gestos usados no Crescente, aconteceu por influência direta da prática de instrumentos convencionais acústicos, o que se deve, em parte, a uma vontade aparentemente comum de querer aproveitar práticas prévias no desenho de DMIs (Jack, Stockman, & McPherson, 2017). 5.2 Satisfação dos Objetivos Apesar de reconhecer o Crescente como um protótipo de um instrumento que pode ainda sofrer mais alterações (i.e. existem, sem dúvida, perspetivas de várias melhorias) (ver 5.3 Trabalho Futuro), a sua utilização, próxima ao momento de conclusão da investigação, permitiu-me expressar ideias musicais que vão ao encontro do tipo de linguagem sonora que tenho vindo a construir. Confirmei, assim, o primeiro grande objetivo, o de criar um protótipo funcional. Concluo, desta forma, que a nível da expressividade, me encontro satisfeito com as possibilidades que a utilização deste instrumento propõe. Ao mesmo tempo, descobri, no processo de praticar a sua execução, outras possibilidades expressivas e gestuais que não tinha previsto no processo de implementação tecnológica (e.g. o efeito de tremolo descrito anteriormente, ao agitar de forma controlada o instrumento durante um loop de feedback). Este Figura 34 - Combinação de gestos utilizados para fazer soar um dos osciladores adicionais e mudar a sua frequência. 81 tipo de surpresas aproximaram-me, pessoalmente, do instrumento e ajudaram-me a reconhecêlo, mais ainda, como um objeto único, como ferramenta expressiva para o contexto de futuras performaces musicais. O facto do instrumento ser auto-contido apresentou, como previsto, vantagens que incluem a retenção de propriedades dos instrumentos convencionais, tais como a sua portabilidade, imediatez de utilização e produção sonora autónoma, um fator que muitas vezes está ausente no desenho de DMIs que requerem um setup de ligações, incluindo hardware adicional como mesas de mistura e altifalantes. Ainda assim, é possível aproveitar as vantagens destes mesmos equipamentos nos contextos em que isso faça sentido, sendo que o instrumento tanto pode ser amplificado através da sua saída de linha, como pela utilização de microfones que captem o som produzido pela própria caixa. A lógica de uma implementação continuada e iterativa permitiu apurar algumas necessidades do protótipo, e dos próprios objetivos definidos para o mesmo. Efetivamente, foram várias as conclusões da primeira iteração que resultaram em mudanças significativas na transição para a segunda iteração. Entre elas, posso destacar, a melhoria da estabilidade e resistência da construção da caixa, como referido em 4.2.3.1, o embutir do piezzo e dos sensores Bar e Square na própria face do instrumento (que lhes veio conferir uma sensação de utilização muito mais estável), e as alterações sucessivas ao patch do instrumento (i.e. em blocos como do próprio condicionamento dos sinais recebidos pelos sensores, melhoramento da criação de envolventes de amplitude, reutilização dos FSR destinados ao blocos de processamento “descontinuados” para as funções relacionadas com os osciladores adicionais, entre outras). Mesmo com a perspetiva de novas iterações, senti-me confortável com esta versão do protótipo para a sua utilização no contexto da performance musical ao vivo. A minha principal preocupação, nesta etapa, tem que ver com, por um lado, a estabilidade do efeito de delay implementado, e, por outro, a baixa autonomia energética do instrumento, condicionada pelo pequeno powerbank utilizado. De seguida, apresento com mais detalhe as perspetivas de trabalho futuro aplicado não só a novas iterações do Crescente como, também, à perceção da sua expressividade por parte de um público e, ainda, utilização por parte de outros músicos. 82 5.3 Trabalho Futuro Como ponto mais urgente, indicaria a implementação de uma solução para ligar o instrumento que não implique a ligação manual do cabo USB ao powerbank que alimenta todo o circuito. Desta forma, seria possível um maior sentido de imediatez na preparação do seu uso, e uma maior proximidade à sensação de instrumento auto-contido, que se pode obter, como anteriormente referido, nos instrumentos acústicos convencionais. Ainda relacionada com esta melhoria, seria benéfica a implementação de uma bateria portátil de maior volume e amperagem, possibilitando um tempo de uso do instrumento (ininterruptamente) por períodos mais longos. Num outro ponto, diria que a implementação dos sensores FSR sofreu de uma abordagem relativamente simples no que diz respeito ao condicionamento da leitura dos seus sinais em tempo real. Neste aspeto, uma programação mais dedicada da análise destes sinais poderá vir a proporcionar um maior “significado físico” dos mesmos (Medeiros & Wanderley, 2014, p.13558). No sentido de compreender mais a fundo o trabalho que pretendi desenvolver na componente de implementação da expressividade, considero importante realizar uma avaliação das qualidades do protótipo do instrumento, a partir da perceção de um público em contexto da performance musical, que poderá ser benéfica para uma validação baseada em dados mais concretos, utilizando uma ferramenta de inquérito como o The Creativity Support Index (Carroll & Latulipe, 2009) ou recomendações para uma abordagem qualitativa e quantitativa na avaliação de sistemas humano-computador na performance de música (Stowell, Robertson, Bryan-Kinns, & Plumbley, 2009). Finalmente, e ainda na perspetiva de melhorar o protótipo, poderá ser benéfica a realização um estudo acústico aprofundado de outro tipo de caixas para o instrumento, experimentando materiais diferentes que possam, de forma concreta, aumentar a riqueza tímbrica do instrumento unicamente pelas suas propriedades ressonantes. 83 6. 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