ChucK 101 – Lezione 1: Hello Sine!

Benvenuto alla prima lezione del corso «ChucK 101», ovvero il corso introduttivo al linguaggio di programmazione real-time dedicato alla musica di cui ho già parlato qui.

È la prima volta che programmi?

Nel caso in cui la risposta a questa domanda sia si, prima di cominciare ad avventurarci nei meandri del codice, è il caso di spendere due parole per mettere in chiaro alcune questioni fondamentali:

  1. Programmare non è semplice; richiede tempo per migliorarsi e un sacco di pazienza.
  2. Non copiare il codice! Mi rendo conto che la tentazione di fare un veloce copia-incolla del codice che troverai di seguito sia troppo forte ma, così facendo, non imparerai nulla. Inserire a mano, di volta in volta, le righe di codice ti darà la possibilità di imparare più in fretta il linguaggio di programmazione e di capire realmente quello che si sta facendo.
  3. Sperimenta. Questo è un concetto fondamentale: non basarti solo su quello che troverai scritto nei miei post. L’obiettivo è sperimentare: prova a sostituire dei valori, delle variabili, intere parti di codice, ecc… . Solo così facendo riuscirai a imparare a programmare in ChucK esplorandone tutte le possibilità.
  4. Debug. Ti potrà capitare che i tuoi programmi non funzionino. È normale, succede a tutti (anche ai programmatori più esperti) e succede di continuo. Talvolta gli errori sono dovuti a sviste banali: errori di digitazione, punti o virgole mancanti, ecc…, altre volte individuare il problema può essere un’attività lunga complessa. La cosa che devi imparare subito è capire e interpretare correttamente i messaggi di errore che ti vengono restituiti dal compilatore quando il programma non funziona. Prima imparerai a riconoscerle questi messaggi e le relative cause del problema, più semplice sarà effettuare il debug del programma.
  5. Copia gli altri e non cancellare mai niente. Molti programmatori rilasciano parti di codice liberamente e con licenze che ti permettono di copiare o modificare i loro programmi. Non reinventare la ruota ogni volta; cerca se qualcuno ha affrontato il problema prima di te, studia le loro soluzioni (ma non prenderle mai come oro colato perché potrebbero non essere aggiornate) e, se consentito, copia il loro codice. Non c’è modo migliore di imparare e migliorarsi che guardare come programmatori più esperti hanno risolto lo stesso problema. Ricorda di non cestinare mai i tuoi programmi, in futuro quelle porzioni di codice potrebbe sempre tornarti utile.
  6. Google è tuo amico. Quando sbatti la testa contro un problema che non riesci a risolvere, cerca su Google, è molto probabile che qualcuno l’abbia fatto prima di te e abbia già trovato la soluzione (e sia stato così gentile da condividerla da qualche parte).

Il software: miniAudicle

Il primo passo da compiere è quello di scaricare il software  miniAudicle da questo indirizzo. L’ultima versione disponibile, al momento, è la 1.3.4.0. Il programma è diviso in tre finestre principali: Main Window (dove scriveremo il codice), Virtual Machine Monitor Window (il server che dobbiamo avviare ogni volta che vogliamo far girare un nostro programma), Console Monitor Window (finestra che si attiva quando avviamo la virtual machine e che ci mostra vari messaggi).

Main Window
Main Window
Virtual Machine Monitor Window
Virtual Machine Monitor Window
ChucK Console Monitor
Console Monitor Window

Hello World!

Normalmente il primo programma che si impara a scrivere, indipendentemente dal linguaggio utilizzato, si chiama “Hello World!”. Lo scopo di tale programma è quello di far scrivere sul monitor del computer queste due parole come output del programma.

Nella Main Window digitate:

<<<"Hello World!">>>;

Salvate il programma andando nel menu File > Save (scorciatoia Command + S). Dopodiché nella finestra Virtual Machine cliccate sul pulsante Start Virtual Machine e, infine, nella Main Window cliccate sul pulsante Add Shred (Command + “+”).

Se avete scritto tutto correttamente, dovreste ottenere un risultato come quello nell’immagine seguente:

ChucK Hello World

Dopo l’inizializzazione della Virtual Machine  (con i relativi parametri di configurazione), potete notare che il programma ha restituito in output quello che volevamo: la scritta “Hello World!”.

Con questo semplice programma abbiamo imparato due cose importanti: la prima è che alla fine di ogni riga di istruzioni dobbiamo utilizzare il punto e virgola, la seconda è che per vedere scritto qualcosa nella finestra Console Monitor dobbiamo utilizzare il comando <<<” “>>>.

Hello Sine!

Siccome ChucK è un linguaggio di programmazione orientato alla musica, il nostro obiettivo è quello di produrre dei suoni. Mettiamo dunque da parte il nostro primo programma “Hello World” e concentriamoci sul nostro primo esperimento musicale: “Hello Sine!”.

Per non rendere questo post troppo lungo e noioso con questioni teoriche, sorvolerò alcune questioni di base sull’audio, le forme d’onda, ecc… .

L’obiettivo del programma sarà:

  1. Utilizzare un oscillatore con onda sinusoidale (la forma d’onda più semplice)
  2. Fare in modo che tale oscillatore sia collegato al convertitore digitale-analogico (ovvero quel componente che permette al computer di emettere dei suoni attraverso gli speaker)
  3. Assegnare un valore di gain (volume) all’oscillatore
  4. Assegnare un valore di frequenza all’onda sinusoidale
  5. Emettere un suono per 1 secondo

Il codice del nostro programma:

// Hello Sine
// Aprile 2014
SinOsc sine => dac;
0.7 => sine.gain;
440 => sine.freq;
1::second => now;

Una volta completata la digitazione, avviando la Virtual Machine e cliccando su Add Shred, il vostro computer emetterà un suono a 440Hz (la nota di riferimento che viene utilizzata dai musicisti per accordarsi).

Analizziamo il codice che abbiamo scritto: le prime due righe, precedute da //, sono semplicemente di commento. All’inizio del tuo percorso, ti consiglio di commentare il più possibile ogni passaggio, più migliorerai, più sarai in grado di valutare autonomamente quando sarà necessario scrivere un commento e quando no. Cosa molto importante: tutto ciò che è scritto nei commenti verrà completamente ignorato dal compilatore.

Con il comando SinOsc abbiamo richiamato un oggetto unit generator in grado di generare il suono di un’onda sinusoidale. Il nostro generatore l’abbiamo chiamato sine (ma avremmo potuto scegliere un nome qualsiasi) e, attraverso l’operatore =>, l’abbiamo collegato al dac (digital to analog converter).

Abbiamo assegnato il valore .7 al gain e 440 alla frequenza emessa dal nostro oscillatore. A differenza di molti linguaggi di programmazione, in ChucK si esprime prima il valore e poi la variabile a cui tale valore deve essere assegnata (e lo si fa utilizzando sempre l’operatore => che, come vedremo in futuro, sarà onnipresente nei nostri esercizi).

Come avrete intuito, le variabili sono legati all’oggetto di riferimento attraverso la sintassi oggetto.impostazione per cui dobbiamo utilizzare nomi efficaci e che abbiano senso. Per esempio, se avessimo assegnato all’oscillatore il nome «pippo» (SinOsc pippo => dac;) avremmo dovuto scrivere pippo.gain pippo.freq per assegnare correttamente i valori.

Infine, abbiamo detto al nostro programma di avanzare di un secondo nel tempo con il comando: 1::second => now;

Mi rendo conto che quest’ultima parte potrebbe non essere chiara al momento ma in futuro spiegherò esattamente come funziona la gestione del tempo in ChucK.

Compiti a casa

Per concludere questa prima lezione ti lascio con qualche spunto per divertirti un po’ nell’attesa della prossima lezione:

  • SinOsc ha prodotto un’onda sinusoidale, prova a utilizzare TriOsc (onda triangolare), SqrOsc (onda quadra) o SawOsc (onda a dente di sega)
  • Utilizza /* per aprire un commento di più righe e */ quando vuoi chiuderlo. Questo sistema tornerà molto utile in fase di debug per escludere, commentandole, le righe di codice non funzionante.
  • Prova a creare una breve composizione utilizzando solo ed esclusivamente le cose descritte fino a qui. Suggerimento: quando vuoi creare una “pausa”, devi impostare il valore del volume dell’oscillatore a 0. Ricordati di lasciare nei commenti un link alla tua composizione!

Mixare è come cucinare

Molto spesso mi servo di analogie per uscire dall’impasse di dover descrivere ai miei studenti, in termini facilmente comprensibili, questioni legate al mondo del suono e dell’audio che, per loro natura, sono soggettive o difficilmente descrivibili a parole.

Di recente mi è capitato di paragonare la professione del fonico, sia esso in studio di registrazione che live, con il mondo della cucina.

Gli ingredienti

Scegliere gli ingredienti giusti per mixare
Photo Credit: The Little Squirrel

Per prima cosa dobbiamo partire dagli ingredienti: in ogni cucina ci devono essere degli ingredienti base che non possono mancare ai quali, di volta in volta, ne dovranno essere aggiunti altri che dovranno essere freschi e di qualità. Indipendentemente dalla ricetta, dagli strumenti utilizzati e dalla persona che lo prepara, se cuciniamo un piatto con qualche ingrediente non fresco, il risultato sarà sicuramente da buttare.

Nel caso di un lavoro in studio di registrazione, gli ingredienti di un mix sono, ovviamente, le tracce audio; le nostre registrazioni devono essere della massima qualità sia per quanto riguarda l’aspetto tecnico (non starete mica registrando a 16 bit, vero?), che per quello musicale: evitate clip e distorsioni, non mettete un gain troppo alto perché, quando si lavora in digitale, è facile recuperare tracce con gain basso ma impossibile lavorare con quelle che sono andate in distorsione. Il nostro obiettivo è quello di registrare la miglior performance del musicista e, per farlo, dobbiamo mettere gli strumentisti a loro agio, assicurarci che le chitarre siano accordate, essere pronti a registrare e, per sicurezza, premere sempre REC anche quando “si fa una prova”.

In ambito live gli ingredienti sono i musicisti che sono sul palco: più sono professionali, migliore sarà il risultato finale. Anche in questo caso il vostro compito è quello di fare in modo che loro siano a loro agio e, durante la sera, possano fare la miglior performance possibile.

La ricetta

La ricetta
Photo Credit: ciuccio51

La ricetta è il punto di partenza di ogni esperimento culinario: che si parta completamente da zero o che si esegua un piatto già noto, le ricette sono la nostra guida (anche solo per controllare la quantità di un singolo ingrediente) e il libro delle ricette è il Sacro Graal di ogni chef. Fuor di metafora, le ricette sono i nostri riferimenti musicali e il libro delle ricette è la nostra libreria musicale. Più saremo curiosi e avidi di «nuova» musica, più sarà semplice il nostro lavoro di mixing engineer.

La cucina

Photo Credit: Julicious Photography
Photo Credit: Julicious Photography

Se stiamo pensando al lavoro in studio di registrazione, la cucina è la nostra Digital Audio Workstation ovvero il software che decidiamo di utilizzare per il nostro lavoro. Quando mi viene chiesto qual è il programma migliore per comporre, registrare, mixare, ecc…, la mia risposta è sempre la stessa: quello che conosci e sai usare meglio.

Fino a qualche anno fa esisteva una reale differenza in termini di qualità, prestazioni e potenzialità tra Pro Tools, Logic Pro, Digital Performer, Cubase, … . Oggi queste differenze si sono assottigliate parecchio e, come dicevo prima, il principio fondamentale deve essere quello di riuscire a compiere l’azione che vogliamo fare nel minor tempo possibile. Così come un cuoco è padrone della sua cucina e sa bene cosa si nasconde dentro ogni mobile e dentro ogni cassetto, quando si registra o siamo in fase di mix non dobbiamo perdere più di tre secondi per ogni azione che vogliamo compiere. Quindi scegliete un software, studiatelo bene e usate solo ed esclusivamente quello; installarne due e provare a utilizzarli entrambi sarà solo una gran perdita di tempo.

Nota a margine: quando avete un sistema funzionante e ottimizzato, NON aggiornate MAI. Ho sentito storie di tecnici del suono che utilizzano ancora Pro Tools 5.

Nel caso dei live, invece, la cucina è la strumentazione che stiamo usando e, in particolare, il mixer. Negli ultimi anni i mixer digitali hanno invaso il mercato grazie ai costi sempre più accessibili; ognuna di queste macchine ha possibilità pressoché infinite e, proprio per questo, dobbiamo conoscere la funzione di ogni tasto o knob e sapere che se stiamo muoviamo un fader, stiamo realmente ottenendo l’effetto che cercavamo.

Gli utensili

Photo Credit: felix388
Photo Credit: felix388

Una volta scelta con attenzione la nostra cucina, dobbiamo imparare a utilizzare ogni strumento nel modo giusto. Tentare di sbucciare un’arancia con un cucchiaino da caffé non ci porterà molto lontano così come cercare di eliminare con un riverbero il rientro dell’hi-hat nel microfono del rullante sarà fatica sprecata. Il mio esempio è, ovviamente, assurdo ma (molto) spesso mi capita di vedere ragazzi che utilizzano in modo inappropriato i compressori. Consiglio: non andate alla continua ricerca dell’ultimo plug-in in vendita o all’acquisto di hardware sempre nuovi; imparate a usare bene quelli che sono già a disposizione, gratuitamente, nella vostra DAW (o quelli che avete già acquistato); saranno sufficienti nel 99% dei casi.

Il cuoco

Photo Credit: Ansgar Trimborn
Photo Credit: Ansgar Trimborn

Alla fine tocca anche al cuoco perché pur partendo con gli ingredienti migliori, la cucina più attrezzata e gli strumenti giusti, è il cuoco che fa la magia. La stessa cosa avviene anche quando si mixa: è il «gusto» del fonico a fare la differenza.

Come si diventa dei bravi cuochi? Con la pratica: ore e ore di cucina, ore passate nei mercati per imparare a scegliere gli ingredienti giusti dai venditori migliori, un sacco di piatti buttate nella pattumiera per puntare a raggiungere un risultato migliore.

Un’introduzione a ChucK

L’introduzione dei computer in ambito creativo ha portato a un’evoluzione del significato abitualmente attribuito ai termini artista e musicista: il computer infatti, per moltissimi performer, è diventato indispensabile sia durante la fase creativa che live; ma possiamo davvero definirci «creativi» e non semplici «utilizzatori» di tecnologie sviluppate da altri?

Rispondere a questa domanda potrebbe non essere semplice e potremmo rischiare di finire in un loop nel caso in cui non fissassimo dei punti fermi: lo scopo di questo post (e di quelli che seguiranno) non è certo quello di spiegare come costruire un computer e programmare da zero un sistema operativo bensì di invogliare a spingersi un po’ più in profondità rispetto a quello che, normalmente, accade quando fruiamo di un programma di questo genere.

Utilizzare strumenti creati da altri è certamente una scorciatoia per realizzare velocemente le idee che abbiamo in mente ma questo comporta, necessariamente, rispettare dei limiti che ci vengono imposti da chi quel software l’ha creato. Alcuni artisti non amano avere questo tipo di barriere e, quindi, si sono rivolti al mondo della programmazione per poter analizzare più in profondità le possibilità che la tecnologia oggi può offrire.

Avere maggiore controllo sulla tecnologia ci permette di abbattere anche le barriere “di genere” e ci consente di unire più ambiti artistici. Uno dei maggiori trend in ambito sia tecnologico che musicale degli ultimi anni è proprio quello di combinare performance musicali ad altre discipline creative: danza, animazione, computer grafica, design, installazioni, ecc…

Cos’è ChucK?

ChucK è un linguaggio di programmazione open-source per sintetizzare suoni e creare musica in real-time sviluppato da Ge Wang, professore associato alla Stanford University e fondatore della start-up Smule (Ocarina per iPhone). A differenza degli altri linguaggi (CSound, SuperCollider, PureData e Max/MSP), ChucK si basa su un concetto fondamentale: il tempo. Come vedremo nei post che seguiranno, quando scriviamo un programma in ChucK dobbiamo sempre fare riferimento al tempo che, scorrendo, ci permette di generare suoni o sintetizzarli.

ChucK è un linguaggio di programmazione testuale; questo significa che per utilizzarlo dovremmo scrivere righe di codice, un modo davvero inusuale di fare musica. Personalmente l’ho trovato molto stimolante perché permette di approcciare un problema comune con una prospettiva diversa. All’inizio farete un po’ più di fatica ma, una volta superati i primi scogli, vi assicuro che vi divertirete.

Alcuni esempi

Per cominciare

ChucK è completamente gratuito; il primo passo da compiere è scaricare l’applicazione a questo indirizzo (è disponibile per Mac, Windows e Linux).

Lo scopo di questo post era introdurre ChucK; l’intento generale è quello di scrivere  nel corso delle prossime settimane e mesi una guida in italiano sull’utilizzo di questo linguaggio di programmazione.

Risorse

Per chi volesse partire “da subito” consiglio le seguenti risorse:

ChucK Documentation:
http://chuck.stanford.edu/doc/

Introduction to Programming for Musicians and Digital Artists:
https://www.coursera.org/course/chuck101

Programming for Musicians and Digital Artists (book):
http://www.manning.com/kapur/