Algo-ritmi

Nella terza parte dello schema, la nota midi immagazzinata nella lista creata precedentemente viene divisa di nuovo in pitch e velocity e questi due valori vengono inviati a due parti distinte del “circuito”: il pitch verrà trasformato in una frequenza da inviare all’oscillatore che emetterà il suono desiderato, la velocity verrà utilizzata per gestire l’andamento del volume nel tempo al quale l’oscillatore dovrà suonare, quello che in gergo viene chiamato Envelope Generator (EG) o Voltage Control Amplifier (VCA) nelle macchine analogiche.

In questo sequencer, che chiamerei “ad impulsi” – in quanto le note suonate sono cortissime (50 ms) – l’EG ha solamente due punti di inviluppo che sono:

1. il tempo che impiega a raggiungere il volume impostato dalla velocity
2. il tempo che impiega una volta raggiunto il volume massimo a tornare a zero

Anche se un po’ impropriamente, questo EG potrebbe essere considerato un “attack/release”, solitamente nei sintetizzatori i punti di inviluppo sono almeno 4: “attack/decay/sustain/release”, per qualche informazione in più su quest’argomento date un’occhiata a questo link: http://www.vintagesynth.com/techniques/faq.shtml alla voce “Envelope (VCA)”.

Ritornando al nostro schema e percorrendolo dall’alto verso il basso, abbiamo dunque la lista in arrivo dall’oggetto receive che viene suddivisa in pitch e velocity dall’oggetto unpack il quale genera in uscita rispettivamente dal primo outlet il pitch e dal secondo la velocity.

Come accennato prima, i due valori seguono a questo punto due strade diverse: il pitch passerà attraverso l’oggetto mtof che lo trasformerà in una frequenza in Hz e lo invierà all’oscillatore (di questo ne parlerò più avanti) mentre il valore della velocity andrà ad alimentare il meccanismo dell’EG.

Prima di procedere è necessario specificare un paio di cose: il volume di un segnale in MSP varia da zero a 1 e le connessioni degli oggetti in MSP trasmettono un segnale e non un valore, consiglio vivamente di leggere il manuale “tutorial and topics” di MSP per comprendere bene questi concetti.

L’ampiezza del segnale (volume) dovrà essere quindi un numero float (a virgola mobile) compreso tra zero e 1, quindi la velocity in arrivo dovrà essere divisa per il valore massimo possibile (127), quindi utilizzerò una divisione: / 127. (Ho scritto un numero float come divisore per avere in uscita un numero float).

Altra cosa importante è che l’EG deve entrare in azione solo nel caso in cui la velocity sia un valore superiore a zero: il controllo in questione è fatto da un gate che apre o chiude l’invio del valore della velocity in base al valore stesso, che deve essere superiore a zero. il confronto viene fatto con l’oggetto >, che restituisce 1 nel caso il confronto sia vero.

Da notare che per fare funzionare correttamente questa parte devo tenere in considerazione la regola di MAX per cui gli inlet sono letti sempre da destra verso sinistra, per cui è importante che l’oggetto > si trovi più spostato verso destra rispetto all’oggetto /, altrimenti il gate si aprirà ma il valore che vi passerà attraverso sarà quello precedente.

Ora che la velocity arriva nel posto giusto al momento giusto, posso implementare la gestione dell’EG utilizzando l’oggetto line~ di MSP che in base ad una lista genera un movimento nel tempo del segnale.

Il messaggio che alimenta la lista in entrata dell’oggetto line~ è così composto: “0, $1 10 0 120″, il che significa “in 10 millisecondi vai da zero a $1 (la velocity passata al messaggio), una volta raggiunto $1, in 120 millisecondi raggiungi zero”. Ecco così ricreato l’effetto di “attack/release”.

Moltiplicando il segnale in uscita da line~ attraverso l’operatore *~ con il segnale audio in arrivo dall’oscillatore, si avrà quindi la modulazione del volume dell’oscillatore nel tempo.

Il primo blocco della nuova patch non presenta particolari differenze rispetto alla versione precedente:

l’unica differenza è l’aggiunta di un messaggio clear, che svuota la griglia del matrixctrl (per informazioni aggiuntive, consiglio di leggere il tutorial numero 3).

La sezione successiva è invece un’implementazione della precedente versione:

La lista binaria composta dall’output della colonna del matrixctrl viene prima rovesciata (questo serve perchè le note partono da basso, mentre invece la lista arriva in ordine dall’alto verso il basso) tramite zl rev, dopo di che viene estratto l’indice che vale 1 (ossia il nostro pitch) tramite zl sub 1. A questo punto se trovo un 1 nella lista, zl sub 1 invierà l’indice a expr che lo somma a 59 per ottenere una nota nell’ottava centrale di una tastiera e contemporaneamente dal suo secondo outlet leggerò 1 (nel caso sia stato trovato il valore ricercato nella lista) o zero (il valore non è stato trovato).

Seguendo il segnale in uscita dal secondo outlet di zl sub 1, vediamo innanzi tutto che l’output viene inviato a un moltiplicatore * 127, questo perchè il valore della velocity ha per convenzione un range che va da 1 (nota suonata pianissimo) a 127 (nota suonata al massimo del suo volume) con il valore zero che esprime un “note off”, ho aggiunto un numberbox che va da 0 a 127 nel secondo inlet della moltiplicazione di modo da poter controllare il valore della velocity. Per esempio selezionando 64, la moltiplicazione darà come risultato 1*64, quindi la velocity sarà la metà.

I due dati rilevanti della nota in uscita da questo blocco sono immagazzinati in una lista attraverso l’oggetto pack. Questo oggetto imposta il numero di inlet in base al numero di argomenti, nel mio caso, gli argomenti sono 2: pitch (nel primo inlet) e velocity (nel secondo inlet) e crea una lista in uscita composta dai relativi valori degli inlet (o degli argomenti).

A questo punto non resta che gestire il “note off”, che ho impostato 50 millisecondi dopo la nota con velocity maggiore a zero, una nota cortissima.

Ho dunque utilizzato l’oggetto pipe, che ritarda l’invio di un numero in arrivo nel primo inlet di un determinato intervallo in millisecondi. L’intervallo è definibile attraverso il suo secondo inlet o come nel mio caso specificandolo come argomento nell’oggetto.

Il “note off” sarà quindi un ritardo della nota suonata con la velocity impostata a zero, per cui pipe è connesso direttamente al primo inlet di pack e gli passerà il pitch dell’ultima nota ricevuta ed al tempo stesso è collegato ad un button che emetterà un bang ad un messaggio che passa zero al secondo inlet di pack, il tutto con un ritardo di 50 millisecondi rispetto all’ultima nota suonata.

A questo punto il gioco è fatto, ho creato un “modulo” che crea una lista composta da due valori che rappresentano una nota midi. Il primo valore è creato in base al pitch ricevuto dal matrixctrl ed il secondo in base alla velocity desiderata (per default 127) tramite il numberbox con l’etichetta “velocity”. Ad ogni nota corrisponde il relativo “note off” che ha un ritardo di 50 millisecondi rispetto alla nota suonata.

Questa lista viene inviata tramite un oggetto send con l’etichetta “seqNote” al prossimo blocco che si occuperà di far suonare la nota midi ricevuta.

In questa parte vedremo come poter generare un numero che rappresenterà l’altezza della nota tramite la lettura di una colonna del matrixctrl.

Prima di impostare il matrixctrl, vediamo come poter visualizzare quale colonna viene letta in un determinato momento.
Per fare questo, ho creato un oggetto route ed impostato 16 outlet, agganciando ad ognuno un button. Per charezza, ne ho colorato uno diversamente (verde) ogni 4, quindi i bottoni 1, 5, 9 e 13 rappresentano ¼ della battuta.
L’oggetto route ridireziona l’input all’outlet corrispondente, nel nostro caso ho impostato come argomenti:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Questo significa che collegando l’output dall’oggetto tempo nell’input del router (è un numero intero che va da 0 a 15), il bottone che si accenderà sarà corrispondente alla suddivisione corrente.
Per esempio nell’immagine sopra viene passato il numero 6 che quindi sarà ridirezionato al settimo outlet, infatti il settimo bottone è acceso (giallo).

Siamo dunque arrivati al momento di impostare il matrixctrl, che dovrà essere una griglia di 16×12, questo perché sull’asse x avremo l’avanzamento del tempo, mentre sull’asse y la nota da riprodurre.

Una volta disegnato il matrixctrl della dimensione giusta è necessario impostarne le proprietà attraverso l’inspector, di seguito ecco come è settato l’oggetto per il nostro scopo:

La cosa importante è impostare che solo una cella per colonna può essere accesa, di modo da fornire l’indicazione dell’altezza della nota.

L’output interessante del matrixctrl è la lista di celle corrispondenti a una determinata colonna, dove i valori delle celle possono essere 0 (spento) o 1 (acceso)

La parte più importante da sviluppare è a questo punto come leggere l’output della colonna e trasformarlo in una nota, secondo questa logica:

1. recupero la lista delle celle della colonna corrente

questo avviene tramite la connessione del messaggio [getcolumn $1], dove la variabile passata è il numero della colonna della quale voglio recuperare la lista.
Connettendo quindi l’utput del tempo al messaggio da inviare al matrixctrl, avrò in uscita la lista della colonna.
Nell’esempio della figura sopra, sto chiedendo la lista della colonna 6, considerando che la prima colonna è la colonna 0, avrò in uscita questa lista:
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
(vedi messaggio in uscita dal matrixctrl dopo l’oggetto [prepend set])

2. inverto la lista

La lista è letta dall’alto verso il basso, quindi gli indici della colonna sono:
1 -> prima riga -> nota B
2 -> seconda riga -> nota A#
3 -> terza riga -> nota A
4 -> quarta riga -> nota G#
…
11 -> undicesima riga -> nota C#
12 -> dodicesima riga -> nota C

Quindi per avere il corretto valore della nota, devo inverire la lista, di modo che abbia le note espresse come:
C -> nota 1
C# -> nota 2
D -> nota 3
D# -> nota 4
E -> nota 5
F -> nota 6
F# -> nota 7
G -> nota 8
G# -> nota 9
A -> nota 10
A# -> nota 11
B -> nota 12

Per invertire una lista si può usare l’oggetto zl e impostare il parametro rev, in questo modo l’oggetto prende come inlet una lista e la restituisce come outlet rovesciata.

Ricapitolando, nel caso dell’esempio avremo la lista:
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
che viene rovesciata in:
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

3. prendo l’indice della lista dove il valore è 1

Ora non mi resta che trovare quale elemento della lista vale 1, questo può essere fatto attraverso un’altra funzione dell’oggetto zl, questa è sub, in questo caso zl sub 1 significa che estrae dalla lista l’indice che corrisponde al valore 1.
Sempre per fare riferimento all’esempio dell’immagine, l’indice estratto è 7, di conseguenza la nota sarà F#.

4. sommo all’indice il numero 59

Tramite l’espressione presente in expr ($i1+59), ottengo il giusto valore della nota, considerando che nell’ottava centrale di una tastiera midi, il C corrisponde a 60, di conseguenza se avessi selezionato l’ultima cella in basso della colonna avrei avuto 59+1, quindi la nota C, mentre nell’esempio ho 59+7 = 66, la nota F# nell’ottava centrale.

5. controllo che la colonna non sia vuota (neanche una nota selezionata)

Resta un’ultimo problema da gestire: come faccio a controllare che la colonna sia vuota?
Se guardate il number box in uscita dall’oggetto zl sub 1, noterete che l’output non torna mai a 0, questo perché l’oggetto non emette output nel caso non trovi neanche una corrispondenza.
Quindi per emettere una nota con il valore 0, nel caso non ci sia neanche una cella selezionata è necessario trovare un’altra strada.
La strada che ho perseguito in questo esempio è tramite l’oggetto peak.
L’oggetto peak emette il valore del primo inlet se questo supera il valore precedente o quello impostato tramite il secondo inlet.
Quindi tramite un button connesso all’output del tempo, imposto ad ogni lettura il valore massimo di peak a 0 e di conseguenza se dalla colonna arriva output, questo sarà superiore a 0 (minimo 60) quindi emetterà la nota desiderata, altrimenti emetterà la nota 0.