だいぶ大仰なタイトルでありますが掲題の内容を社内勉強会で話しました。
音楽を作る古典的な方法論 (機能和声) を取り上げ、その中でも和声 (harmony) をコアドメインと見据え、実際に和音進行の規則などを実装したという内容です。
和声と周辺の概念をScalaで表現したコードを交えながら、和音や調・音階をエンジニア向けにどういうパラメーターを受け取ってどのように導出できるか、といった観点で紹介しています。
端折ったりやや正確さに欠ける説明になっているところがあると認識していますが、プログラミングあるいは抽象的な構造とその生成規則を発見するという観点でおもしろさを感じてもらえるようなアレンジです。
紹介したコードは素朴なWebアプリケーションとして実装し、公開しています: GitHub - aereal/music-study
きっかけ
アカデミックな知識を師事したりきちんと学んだことはないのですが、ピアノを弾き始めたころからずっと学んできた分野で、プライベートワークもいくつか作っています。
一方、プログラミングを始めてからしばらくして、ものごとを抽象化して似た特徴や規則を発見するおもしろさを見出してから、たとえば和音の特徴付けは音程 (周波数比) で決まるよなとか、音楽や音楽を作り上げるルールたちをプログラミングや数学の語彙を使って述べ直すことができそうだなということはずっと頭の中にありました。
ちょうど社内勉強会の順番がやってきて、最近は業務に直結した話が多くマンネリを感じていたので、ハッタリを効かせる意味と自分に発破をかける意味で「自動作曲」というワードで取り組むことにしました。
実際にコードを書き始めたのは10日前くらいでいけるやろと思っていたけど後述する点にハマるなどし、動くものができたのはギリギリだったのでだいぶ焦りました。
なにせ発破をかけるために大仰なタイトルをつけたのに、蓋を開けたら動くものはなにもありませんでした、だと顔向けできないので……。
普段の業務範囲からだいぶ離れたドメインを扱うので退屈に感じないかなあという心配もしていたのですが、思ったより反響があったことには救われました。実際、こういうことが考えられるよねという実装を提示してワイワイ議論が起こったらいいなと目論んでいたので、そういった意味では成功したといえます。
毎週開催のはてな社内勉強会、本日は「機械学習アプリケーションの管理」と「Scalaで自動作曲の練習」の二本立てでした。意外と音楽に一家言あるエンジニアも多く、Slackの実況が盛り上がってました！ pic.twitter.com/7lzzY9K9bv
— hatenatech (@hatenatech) 2017年9月14日
難しかったところ
当初は12平均律を前提として、周波数を実装に使っていたのですが数値の精度が足りなくてテストが落ちはじめた時は、進まない進捗と共に絶望的な気持ちになりました。
Rationalに切り替えていくのも大変だったので、動くものを作ることを重視して、物理的な実装に寄せる作戦は諦めました。
また種々の概念は一見すると規則的で実装しやすく見えたのですが実際はそうでもなく、ある言葉が指す概念が非常に曖昧あるいは広すぎてユビキタス言語を発見するのに戸惑いました。
たとえば音程の完全1度、短2度、長3度、増1度みたいな名前は、一見すると「修飾子」+「N度」という構造をとれるのではないかと思うのですが「N度」という概念は五線上の距離を指す一方、修飾子は半音上げたり下げたりといった音高に作用するものなのでドメインが異なり表現が困難です。
音程は結局、半音の数で表すこととし、半音の数が6つの場合はDiminishedFifth, AugmentedFourth, あるいはTritoneという名前で参照できるということにしました。
12平均律が前提であればこれでよいのですが、音律に依存せずN度の表現ができると望ましいと感じているので今後改善していきたいところです。
今後の展望
Web Audioなどを用いて実際にこのソフトウェア実装から生成した和音進行を耳にできるようにして、そこから実装されていない規則を追加していきたいですね。
また、和声といいつつ和音進行しか実装できていないので、せめて声部配置くらいは実装したいし、できていて然るべきかなと思っています。
プレゼンテーション内で短三和音を誤って「長三和音」としていた点を修正しました。
