L-Music: uma abordagem para composição musical assistida usando L-Systems

Generative music systems have been researched for an extended period of time. The scientific corpus of this research field is translating, currently, into the world of the everyday musician and composer. With these tools, the creative process of writing music can be augmented or completely replaced by machines. The work in this document aims to contribute to research in assisted music composition systems. To do so, a review on the state of the art of these fields was performed and we found that a plethora of methodologies and approaches each provide their own interesting results (to name a few, neural networks, statistical models, and formal grammars). We identified Lindenmayer Systems, or L-Systems, as the most interesting and least explored approach to develop an assisted music composition system prototype, aptly named L-Music, due to the ability of producing complex outputs from simple structures. L-Systems were initially proposed as a parallel string rewriting grammar to model algae plant growth. Their applications soon turned graphical (e.g., drawing fractals), and eventually they were applied to music generation. Given that our prototype is assistive, we also took the user interface and user experience design into its well-deserved consideration. Our implemented interface is straightforward, simple to use with a structured visual hierarchy and flow and enables musicians and composers to select their desired instruments; select L-Systems for generating music or create their own custom ones and edit musical parameters (e.g., scale and octave range) to further control the outcome of L-Music, which is musical fragments that a musician or composer can then use in their own works. Three musical interpretations on L-Systems were implemented: a random interpretation, a scale-based interpretation, and a polyphonic interpretation. All three approaches produced interesting musical ideas, which we found to be potentially usable by musicians and composers in their own creative works. Although positive results were obtained, the developed prototype has many improvements for future work. Further musical interpretations can be added, as well as increasing the number of possible musical parameters that a user can edit. We also identified the possibility of giving the user control over what musical meaning L-Systems have as an interesting future challenge.Sistemas de geração de música têm sido alvo de investigação durante períodos alargados de tempo. Recentemente, tem havido esforços em passar o conhecimento adquirido de sistemas de geração de música autónomos e assistidos para as mãos do músico e compositor. Com estas ferramentas, o processo criativo pode ser enaltecido ou completamente substituído por máquinas. O presente trabalho visa contribuir para a investigação de sistemas de composição musical assistida. Para tal, foi efetuado um estudo do estado da arte destas temáticas, sendo que foram encontradas diversas metodologias que ofereciam resultados interessantes de um ponto de vista técnico e musical. Os sistemas de Lindenmayer, ou L-Systems, foram selecionados como a abordagem mais interessante, e menos explorada, para desenvolver um protótipo de um sistema de composição musical assistido com o nome L-Music, devido à sua capacidade de produzirem resultados complexos a partir de estruturas simples. Os L-Systems, inicialmente propostos para modelar o crescimento de plantas de algas, são gramáticas formais, cujo processo de reescrita de strings acontece de forma paralela. As suas aplicações rapidamente evoluíram para interpretações gráficas (p.e., desenhar fractais), e eventualmente também foram aplicados à geração de música. Dada a natureza assistida do protótipo desenvolvido, houve uma especial atenção dada ao design da interface e experiência do utilizador. Esta, é concisa e simples, tendo uma hierarquia visual estruturada para oferecer uma orientação coesa ao utilizador. Neste protótipo, os utilizadores podem selecionar instrumentos; selecionar L-Systems ou criar os seus próprios, e editar parâmetros musicais (p.e., escala e intervalo de oitavas) de forma a gerarem excertos musicais que possam usar nas suas próprias composições. Foram implementadas três interpretações musicais de L-Systems: uma interpretação aleatória, uma interpretação à base de escalas e uma interpretação polifónica. Todas as interpretações produziram resultados musicais interessantes, e provaram ter potencial para serem utilizadas por músicos e compositores nos seus trabalhos criativos. Embora tenham sido alcançados resultados positivos, o protótipo desenvolvido apresenta múltiplas melhorias para trabalho futuro. Entre elas estão, por exemplo, a adição de mais interpretações musicais e a adição de mais parâmetros musicais editáveis pelo utilizador. A possibilidade de um utilizador controlar o significado musical de um L-System também foi identificada como uma proposta futura relevante