Lezione 4
Rappresentazione binomiale
dell’altezza delle note
Programmazione per la Musica | Prof. Luca A. Ludovico
Utilizzo di valori interi (ripasso)
• L’utilizzo di valori interi per codificare le altezze (e
più avanti anche le durate) è estremamente compatto
e di facile gestione.
• Per rappresentare in modo esaustivo l’informazione è
sufficiente un’unica variabile.
• Su variabili di tipo intero si possono utilizzare gli
operatori di confronto e aritmetici.
• E’ però necessario creare una corrispondenza tra
valori numerici e pitch.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Concetti già introdotti
• Una pitch class (pc), ossia classe di altezze, include tutti i
possibili rappresentanti di una data altezza, trascurando gli
aspetti di scrittura in partitura e di ottava.
–
–
–
Il sistema è modulo 12 e i valori interi ammessi ricadono nell’intervallo
[0..11]
Ogni valore intero è in corrispondenza con una data altezza all’interno della
scala cromatica composta da 12 semitoni (solitamente a partire dal Do)
Gli intervalli pcint che si ottengono hanno sempre segno positivo
• Il continuous pitch code (cpc) è un’estensione del sistema Pitch
Class che tiene però conto dell’informazione di ottava.
–
–
–
–
E’ legato al sistema Pitch Class dalla relazione cpc = (oct ∙ 12) + pc
I valori interi ammessi ricadono (per costruzione) nell’intervallo [0..n]
Ogni valore intero è in corrispondenza con una data altezza cromatica
all’interno delle varie ottave
Sono ammessi intervalli di segno negativo, che implicano moto discendente
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Name Class (nc)
• Considerazione: i nomi adottati per contraddistinguere le note
sono ciclici, esattamente come le pitch class. In questo caso, la
ripetizione avviene dopo 7 elementi anziché dopo 12.
• Ciascun valore (lettere nel caso della denominazione
anglosassone, stringhe nel caso delle lingue neo-latine e slave) è
un name class (nc) e rappresenta tutte le istanze di una data nota
ignorando l’informazione di ottava e lo stato di alterazione.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Esempi
• Su uno stesso nc collassano note che vengono scritte sulla stessa
riga o sullo stesso spazio nel pentagramma, al netto di eventuali
trasposizioni di ottava.
• Ad esempio:
– D4 e D#4 collassano sullo stesso nc nonostante la frequenza diversa
– D4 e D#5 collassano sullo stesso nc perché l’ottava non conta
– D#4 e Eb5 ricadono su nc diversi nonostante l’omofonia
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Confronto tra il sistema pc e il sistema nc
• Il sistema pc è modulo 12, il sistema nc è modulo 7. I valori ammissibili
sono rispettivamente [0..11] e [0..6]
• Calcolo degli intervalli:
pcintAB = (pcB – pcA) mod 12
ncintAB = (ncB – ncA) mod 7
• Inversione di un intervallo:
pcint’AB = (12 - pcintAB) mod 12
ncint’AB = (7 - ncintAB) mod 7
• Classe di intervalli:
pcintAB
ncintAB
se pcintAB ≤ 6, ncintAB ≤ 3
pic =
nic =
12 - pcintAB
7 – ncintAB
altrimenti
• Per la trasposizione si usa la stessa formula, con mod 7.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Intervalli nel sistema Name Class
Nome
Nome
ncint
ncint
Unisono
0
0
Ottava
Seconda
1
6
Settima
Terza
2
5
Sesta
Quarta
3
4
Quinta
Per costruzione, la somma degli ncint sulla stessa riga dà sempre 7, che in un
sistema modulo 7 è: 7 mod 7 = 0.
I nomi degli intervalli sono generici: ad esempio, tutte le seconde (maggiori,
minori, eccedenti, diminuite, ecc.) collassano sul valore 1.
I nomi degli intervalli si ricavano mnemonicamente dai valori numerici
sommando +1. Il sistema è modulo 7, quindi l’ottava corrisponde in realtà
allo 0 (anche se 8 = 7 + 1). Questo vale per tutti gli intervalli composti.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Esempio
nc:
0
ncint:
nic:
4
4
3
2
5
2
1
6
1
3
2
2
6
3
3
5
6
1
In verde nic = ncint, in arancione nic = ncint’ = 7 - ncint
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
6
1
1
Continuous Name Code (cnc)
• Il Continuous Name Code (cnc) è un’estensione del sistema Name
Class che tiene però conto dell’informazione di ottava.
• Regola di codifica: moltiplicare il valore di ottava per 7 e
sommare il valore intero di pc
cnc = (oct ∙ 7) + nc
• Per la decodifica:
oct = cnc div 7
nc = cnc mod 7
• Le note dell’ottava 0 vengono mappate su [0..6], quelle
dell’ottava 1 su [7..13] ecc. Il Do dell’ottava centrale (quarta
ottava) è codificato con il valore 28.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Rappresentazione binomiale
• I sistemi pc e nc sono complementari: il primo determina l’altezza
esatta della nota (quindi la sua frequenza), il secondo la sua
scrittura in partitura.
• Scritture enarmoniche della stessa nota presentano uguale pc ma
diverso nc. Alterazioni cromatiche dello stesso nome di nota sono
caratterizzate da un diverso pc ma un uguale nc.
• La rappresentazione binomiale sfrutta i vantaggi di ciascuno dei
due sistemi per supplire alle carenze dell’altro. Si tratta di
rappresentare l’altezza di ciascuna nota attraverso coppie
<pc,nc>, e convenzionalmente <0,0> rappresenta il Do naturale.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Coppie <pc,nc> ammissibili
Sulle colonne sono disposte
le note con lo stesso nome e
diverso stato di alterazione
(sempre 5), sulle righe le
enarmonie (sempre 3, ad
eccezione di G#/Ab).
0
1
0
C
Dbb
B#
1
C#
Db
Bx
2
Cx
D
Ebb
Quante sono le possibili
combinazioni?
3
Cx#
D#
Eb
Fbb
4
Cxx
Dx
E
Fb
Teoricamente 12 ∙ 7 = 84,
ossia tutte le celle nella
tabella a fianco
5
Cxx#
E#
F
Gbb
6
?
Ex
F#
Gb
7
Cbbbbb
Fx
G
Abb
8
Cbbbb
G#
Ab
9
Cbbb
Gx
A
Bbb
10
Cbb
A#
Bb
11
Cb
Ax
B
In pratica, considerando
al più le doppie alterazioni,
7 ∙ 5 = 35.
Fino ad alterazioni
quintuple non ci sarebbe
ambiguità (vedi colonna C).
pc
nc
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
2
3
4
5
6
Rappresentazione binomiale degli intervalli
nc specifica l’ampiezza
dell’intervallo generico, e
pc la dimensione in
semitoni.
Sulle colonne si trovano
intervalli la cui dimensione
generica è uguale (ad es.,
le terze, le quarte, ecc.)
mentre sulle righe si
trovano gli intervalli
omofoni.
Il sistema non è ambiguo
fino agli intervalli
quintuplamente eccedenti
(5A) o diminuiti (5d).
0
1
2
0
P1
d2
(3d)3
1
A1
m2
(2d)3
2
(2A)1
M2
d3
3
(3A)1
A2
m3
4
(4A)1 (2A)2
M3
d4
5
(5A)1 (3A)2
A3
P4
pc
6
nc
?
(4A)2 (2A)3
3
4
5
6
A7
A4
d5
7
(5d)1 (5A)2 (3A)3
P5
d6
8
(4d)1 (5d)2 (4A)3
A5
m6
9
(3d)1 (4d)2 (5A)3
M6
d7
10
(2d)1 (3d)2 (5d)3
A6
m7
11
d1
(2d)2 (4d)3
M7
Legenda: …, d = diminuito (diminished), m = minore (minor), P = giusto (perfect), M = maggiore (major), A = eccedente (augmented), …
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Rappresent. binomiale su singolo intero (br)
• Obiettivo: «impacchettare» i due interi corrispondenti a pc e nc in
un solo valore intero, mantenendo leggibilità e compattezza.
• Dato che per rappresentare tutti i possibili nc è sufficiente una
singola cifra in base 10, allora:
br = (pc · 10) + nc
• Decodifica di br:
nc = br mod 10
pc = br div 10
• E’ leggibile, perché è facile anche a occhio nudo scomporre le
due parti costitutive; è compatto perché il massimo valore
richiesto è 116.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Esempio
br
pc
nc
descrizione
116
11
6
B
31
3
1
D#
32
3
2
Eb
1
0
1
Dbb
10
1
0
C#
• Attenzione: br è un valore intero in base 10. Per come è stato
costruito, non tutte le combinazioni di 3 cifre risultano
ammissibili. Infatti, la cifra meno significativa deve appartenere
a [0..6], e le più significative a [0..11].
–
Ad esempio, 37 e 120 non sono valori ammissibili
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Rappresentazione dell’ottava
• Se è necessario tenere conto anche dell’informazione di ottava,
esistono due approcci.
1. Inserire già nella rappresentazione binomiale le ottave,
passando da coppie <pc,nc> a coppie <cpc,cnc>, legate dalla
relazione:
<cpc,cnc> = <(poct ∙ 12) + pc, (noct ∙ 7) + nc>
• Questo consente di rappresentare note con un qualsiasi numero di
alterazioni, e perfino combinazioni in cui il pitch notato (cnc) si
trova in un’ottava differente rispetto al pitch audio (cpc).
• Però spesso si tratta di un’inutile complicazione.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
Continuous Binomial Representation (cbr)
• Se si è disposti ad accettare la limitazione delle quintuple alterazioni,
di intervalli al più quintuplamente eccedenti e diminuiti, e si
considera sufficiente il numero di ottava relativa al solo pitch notato
(cnc), allora:
2. Definiamo il parametro cbr come segue:
cbr = oct · 1000 + br = (oct · 1000) + (pc · 10) + nc
che può essere decodificato tramite divisioni int. e modulo:
oct = cbr div 1000; br = cbr mod 1000; pc = br div 10; nc = br mod 10
• Questa stessa rappresentazione può essere utilizzata per gli intervalli,
considerando anche l’eventuale segno. In tal caso, il segno
rappresenta la direzione dell’intervallo e la/e cifra/e più significative
consentono di rappresentare intervalli composti, cioè superiori
all’ottava.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
ESEMPI
Cbr.java
Il software legge in ingresso una sequenza di valori numerici interi codificati
come Continuous Binomial Representation e li trasforma in una sequenza di
simboli musicali in formato stringa quali C#4, Ebb5, ecc.
IntervalBuilder1.java, IntervalBuilder2.java
Il software chiede in ingresso una nota base (espressa come nome e stato di
alterazione) e un intervallo (ad es. 2m, 3M, 5P) e produce in uscita la nota
alterata che forma tale intervallo.
Si propongono due soluzioni algoritmiche alternative.
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4. Rappresentazione binomiale dell'altezza
ESERCIZIO
Si scriva un semplice programma che chieda all’utente:
• una nota di base, espressa come carattere
• un intervallo, espresso come numero di semitoni pc  [0..11]
e produca in output tutti gli intervalli ascendenti omofoni che si
possono produrre al variare di nc, includendo fino al più che
eccedente (2A) e più che diminuito (2d).
Ad esempio, agli input C e 7 corrisponderanno gli output:
C > Fx
nc=3
(2A)4
C>G
nc=4
P5
C > Abb
nc=5
d6
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