근황 + 컴퓨터 음악 이야기

올해 상반기는 박사 첫 학기 진학과 <날개셋> 한글 입력기 7.4 완성이라는 본인의 개인사와는 대조적으로, 분위기가 은근히 우울했다.
월드컵 축구 경기는 기대를 저버리는 졸전 끝에 별 재미를 못 봤고, 신촌 동성애 퍼레이드에다 어째 1993년에 벌어진 것과 비슷한 패턴의 사건· 사고가 두 건이나 벌어졌다. 세월호(1993년의 서해 페리호), 그리고 총기 난사+무장 탈영(1993년의 임 채성 무장 탈영 인질극) 말이다. 정치판에서 돌아가는 큼직한 사건들은 좌파와 우파 성향 모두에게 최악의 실망만을 안겼다.

뭐 어쨌거나.. 이번 학기에 본인은 아직 프로그램 개발에 더 전념하려고 수업은 2개만 들었다. 언어학 문법 수업은 배경 지식이 부족하다 보니 확실히 어려웠다. 그래도 다음 학기에 프로그래밍 언어와 관련된 수업을 들으면서 경험을 서로 대조해 보면, 자연어와 인공 프로그래밍 언어가 개념적으로 어떤 관계가 있는지를 조명할 수 있을 것 같다.

다음으로 학기 초부터 기대했던 컴음악은 어려운 한편으로 재미있었다.
다른 학생들이 텀 프로젝트를 발표한 걸 보니 모바일 또는 웹으로 간단한 미디 음악 시퀀서를 만든 경우도 있고, 미디 데이터를 일정 규칙대로 변조하거나 climax를 찾는 알고리즘을 연구하기도 했다.
그 담당 교수님의 연구실에 들어가 있는 학생들은 여러 이미지와 여러 음악들을 분위기에 맞는 것끼리 서로 짝지어 주는 솔루션을 주로 내놓았다.

나도 처음에는 멜로디로부터 chord를 자동으로 매긴다거나 다른 감정 같은 의미를 읽어 내는 프로그램을 생각하고 있었으나.. 곧 단념했다. 그런 것도 없는 곡을 새로 만드는 것만큼이나 엄청 어렵고 창의적인 일이라는 걸 곧 인지했기 때문이다.

결국, 컴음악 시간에는 이 기회를 이용해 죽이 되건 밥이 되건 자동 작곡을 하는 프로그램을 만드는 걸로 방향을 선회했다. 복잡한 요소들 싹 다 제끼고 오로지 초등학교 음악책에 나오는 동요 급의 간단하고 짤막한 단음 멜로디를 생성하는 것.

음악이라는 게 어느 정도는 무질서하고 무작위한 요소가 있지만, 그 뒤부터는 정말 인간의 언어만큼이나 극도로 예전 문맥에 의존적이고 체계와 질서가 있어야 한다. 그게 없이 그저 rand()의 결과대로 멜로디와 박자를 뿌리면 그건 음악이 되지 않고 아무 호소력이나 메시지, 시너지 효과가 안 나오는 횡설수설 노이즈밖에 만들어지지 않는다.

연구하면 할수록 음악도 마치 문장을 구문 분석하듯이 계층이 존재한다는 걸 알 수 있었다. 각 마디 안의 음표들은 일정 chord 범위에 드는 한도에서 생성되는데, 그 chord가 바뀌는 규칙은 또 다른 상위 계층에 따라 정해지고, 그 계층의 상위 계층은 또??

맨 처음엔 박자를 재귀적으로 무작위 생성하는 것부터 해 봤다. 음색이 들어간 음악이 말 그대로 색, 컬러 그림이라면, 박자는.. 그냥 흑백 그림에 가깝다고 하겠다. 박자도 생각보다 가짓수가 많았으며, 취사선택을 잘 해야 했다.

2 1 1 2 1 1
8
3 1 4
4 2 2
3 1 4
8
2 1 1 2 2
6 2
4 2 2
3 1 2 2
2 2 3 1
8
2 2 2 2
3 1 2 1 1
6 2
3 1 4
8
4 2 1 1
4 2 2
6 2
1 1 1 1 2 2
1 1 1 1 4

아주 공교롭게도, 마지막 두 박자는.. 바로 “노래 시작했다 노래 끝났다 / 그런 노래 없다 다시 불러라”의 박자와 동일하다.. ㅋㅋㅋㅋ 컴퓨터가 그런 박자도 만들어 냈다. 하지만 박자에다가 음색을 입히는 건 훨씬 더 어려운 일이었다.

처음엔 1도 화음에서 시작하고 끝은 언제나 '도'로 끝나고, 주어진 chord와 어긋나는 음은 약박에만 들어가게 하고,
같은 음 반복, 1도씩 증가, 1도씩 감소 같은 인위적인 규칙을 일정 확률로 준 결과, 노이즈보다는 듣기 좋은 멜로디가 종종 생성되었다. 아 물론, Looking for you나 Let it go 같은 퀄리티를 기대해서는 안 되지만..ㅎㅎ

텀 프로젝트를 발표한 후 교수님의 반응은 “(1) 마디별 코드 전환이 부드럽고 꽤 그럴싸하게 작곡이 잘 됐다. (2) 단, 당초 계획만치 참고문헌 내용이나 관련 기존 연구 성과가 반영되지 못한 것은 아쉬움”이었다.

내가 목표했던 퀄리티는 그냥 별 생각 없이 콧노래를 흥얼거리는 수준의 작곡이었다. 그런데 사람은 무작위로 흥얼거린다 해도 결국 예전에 자기가 들어서 기억하고 있는 음악을 변형하는 형태인 반면, 컴퓨터는 그런 경험 데이터가 없이 난수 생성만으로 음악을 만든다. 결국 컴퓨터도 사람에게 듣기 좋은 음악을 만들려면 모방이 필요하며 기존 음악 패턴에 대한 데이터가 아주 없어서는 안 될 것 같다.

이래저래 음악은 탁월한 수리 능력에다가 창의성까지 갖춘 괴수 천재들을 매혹시키기 충분한 분야이다. 리서치 과정에서 Musimathics라는 책을 참고했는데, 저자는 이건 뭐 수학, 전산학에 소리를 물리· 전자공학적으로 분석하는 것까지 완전 다 통달한 천재다. 전자공학의 푸리에 변환도 나오고, 작곡 방법론에서 난수 생성 얘기를 하는 데서는 ACM 논문까지 소개한다.

나 또한 딴 건 몰라도 음악의 위력에 대해서는 Looking for you와 관련하여 할 말이 무진장 많다. 이런 음악 한 곡도 지적 설계자의 치밀한 설계 없이는 만들어질 수 없는데 하물며 이 세상 만물이겠는가 하는 생각도 응당 들었다.

사실, 과거에 마소에서는 미래엔 이렇게 실시간으로 작· 편곡을 하여 분위기에 맞는 음악을 만들어 내는 게임이 등장할 걸로 예상하고 DirectX에다가 미디 기반의 DirectMusic이라는 컴포넌트도 만들었다. 1990년대 말이면 아직 소프트웨어 기반 미디 신시사이저도 흔치 않던 시절이어서.. 하지만 게임 음악 기술은 음표 신호 방식이 아닌 waveform 방식으로 대세가 완전히 바뀌었으며, DirectMusic도 개발이 중단된 흑역사로 전락했다. 아쉽다면 아쉬운 점이다.

다음은 여담이다.

1.
어떤 학생이 자기 결과물을 발표하고 시연하는 중이었는데, 파일을 기록했다는 영문 메시지가 writed라고 뜨고 있었다. 본인은 그걸 보면서 속으로 뿜었다. 우와, 정말 생각도 못 했던 단어다.
그런데 집에 돌아와서 내가 발표했던 PPT 자료를 다시 보니, 나도 ‘결론’을 Conclusition이라고 써 놔 있었다. ㅋㅋㅋㅋㅋ

다들 시간에 쫓기는 상태로, 혹은 밤샘 하고 나서 머리 가동률이 70% 이하로 떨어진 상태로 비몽사몽 발로 영작을 하다 보니 저런 오타들이 나왔는가 보다.

2.
본인은 작곡한 멜로디를 출력할 때 미디 API를 쓴 게 아니라, 과거 BASIC에 존재하던 PLAY문과 비슷한 기능을 하는 함수를 직접 만들어서 썼다. 지정된 음의 주파수에 해당하는 sine wave를 생성해서 오디오로 출력하는 것이다. 난생 처음으로 waveOut*** 어쩌구 하는 함수들을 직접 공부해서 써 봤다.

난 간단한 콘솔 프로그램을 만드는 게 목적이기 때문에 파일 재생 관련 통지를 그냥 callback 함수 호출로 받게 했는데... 뭐가 이상하게 꼬이면서 잘 되질 않았다.
한참을 디버깅 하다가 시간도 부족하고 설마 하는 심정으로 message-only 윈도우를 만들고 통지를 메시지로 받게 했더니.. 모든 문제가 싹 해결되었다. 메시지가 진리. 두 메커니즘의 차이가 뭔지는 잘 모르겠다.

그래픽 애니메이션 출력 때 더블 버퍼링을 하는 것만큼이나, 실시간으로 오디오 데이터를 보내는 것도 더블 버퍼링 기법이 쓰인다는 게 흥미롭다. 관련 코딩을 해 보신 분이라면 이미 잘 아실 것이다.
버퍼 A의 내용이 사운드 카드로 가서 재생되는 동안 미리 버퍼 B의 내용을 보내 놓고 기다리고, 다음으로 버퍼 B가 처리되었으면 다시 버퍼 A에다가 다음 내용을 보내는 것이다.

Posted by 사무엘

2014/07/05 08:36 2014/07/05 08:36
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  1. 김기윤 2014/07/06 09:49 # M/D Reply Permalink

    랜덤하게 작곡을 한다.....는거군요!? 흥미로운데요.

    1. 사무엘 2014/07/06 22:46 # M/D Permalink

      네, 컴을 통해 음악이라는 도구로 뭔가 무한한 가능성을 표현해 보려 했지요. ^^

  2. freev165 2014/10/11 10:40 # M/D Reply Permalink

    제가 이번학기 C언어로 하는 프로젝트 구상과 비슷한 점이 많은데
    (저는, real time으로 입력가능한 4rhythm(드럼,베이스,피아노,기타) machine을 만들려고 했었습니다.)

    하지만 애당초 계획과 달리 시간에 쫓기고
    진행하는 부분에 있어서 막히는 부분이 많이 있어서 이번학기에는 완성시키지 못하고 별도로 만들 계획을 하고 있는데요,

    이와 같은 프로그래밍을 하기 위해서는 어떤 내용을 공부해야하는지 조언 부탁드리겠습니다.

    1. 사무엘 2014/10/11 22:20 # M/D Permalink

      반갑습니다. 이곳을 찾아 주셔서 고맙습니다. ^^
      자동 작곡에 관심이 있으신가요? 아니면 단순히 사용자의 key 입력을 4중주 악기 연주로 바꾸는 프로그램인가요? 혹은 더 범용적인 미디 시퀀서? 혼자만 개인적으로 쓰는 프로그램인지 아니면 배포할 목적이 있는지?
      이런 것에 따라서 알아야 하는 것과 필요한 시간과 노력은 큰 폭으로 달라질 듯합니다.
      만들고자 하는 프로그램이 공략하는 목표가 무엇인지를 정확하게 정하고, 대상 플랫폼에서 지원하는 사운드 API를 알아야겠네요. 파일을 읽고 쓰려면 미디 파일 포맷에 대해서도 알고 관련 라이브러리를 찾아 봐야겠습니다.

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