Losowość

Wspaniałym sposobem, aby dodać odrobine intrygi do Twojej muzyki, jest wykorzystanie paru losowych liczb. Sonic Pi posiada kilka fajnych funkcjonalności, które umożliwiają dodanie przypadkowości do Twojej muzyki. Zanim jednak zaczniemy, musimy nauczyć się jednej szokującej prawdy: w Soni Pi losowość nie jest tak naprawdę losowa. Co to do diaska znaczy? No cóż, zobaczmy.

Powtarzalność

Bardzo przydatną funkcją do generowania liczb losowych jest rrand, która zwróca losową wartość pomiędzy dwoma liczbami - minimum min i maksimum max. (rrand to skrót od angielskiego ranged random - liczba losowa z określonego przedziału). Spróbujmy zagrać losową nutę:

play rrand(50, 100)

Och, została zagrana losowa nuta - to 77.4407. Fajna liczba losowa pomiędzy 50 a 100. Zaraz zaraz, czy przypadkiem nie zgadłem dokładnej wartości losowej nuty, którą przed chwilą otrzymałeś? Dzieje się tu coś podejrzanego… Spróbuj uruchomić kod ponownie. I co? Znowu została wybrana liczba 77.4407? Toć to nie jest liczba losowa!

Odpowiedzią jest fakt, że tak naprawdę wynik nie jest losowy, jest pseudo losowy. Sonic Pi wygeneruje dla Ciebie liczby, które wyglądają jak losowe, lecz w sposób powtarzalny. Takie podejście jest bardzo przydatne, jeśli chcesz być pewny, że muzyka, którą tworzysz na swojej maszynie, będzie brzmieć identycznie na każdym innym komputerze - nawet jeśli używasz w swojej kompozycji pewnej losowości.

Oczywiście, jeśli w danym utworze ta ‘losowo wybrana liczba’ będzie za każdym razem miała wartość 77.4407, to nie będzie to zbyt interesujące. Jednakże jest inaczej. Spróbuj poniższego kawałka kodu:

loop do
  play rrand(50, 100)
  sleep 0.5
end

Tak! Wreszcie uzyskaliśmy losowe dźwięki. W ramach danego uruchomienia kolejnych wywołań funkcji losującej zostaną zwrócone wartości losowe. Jednakże kolejne uruchomienie spowoduje wyprodukowanie dokładnie takiej samej sekwencji losowych wartości i brzmienie będzie takie same, jak przy pierwszym uruchomieniu. To tak, jakby cały kod Sonic Pi cofnął się w czasie dokładnie do tego samego punktu za każdym razem, gdy zostaje wciśnięty przycisk Run (Uruchom). Toć to Dzien Świstaka dla syntezy muzycznej!

Haunted Bells (Nawiedzone Dzwony)

Piękną ilustracją randomizacji w akcji jest przykład nawiedzonych dzwonów (Haunted Bells), który zapętla sampel :perc_bell, nadając mu przy tym losowe tempo (parametr rate) oraz czas przerwy (polecenie sleep) pomiędzy poszczególnymi dźwiękami dzwonów:

loop do
  sample :perc_bell, rate: (rrand 0.125, 1.5)
  sleep rrand(0.2, 2)
end

Losowe odcięcie

Innym ciekawym przykładem losowości jest modyfikacja odcięcia syntezatora losowo. Świetnym syntezatorem, na którym możemy tego spróbować, jest emulujący :tb303:

use_synth :tb303
loop do
  play 50, release: 0.1, cutoff: rrand(60, 120)
  sleep 0.125
end

Losowe zarzewie

A co, jeśli nie podoba Ci się ta konkretna sekwencja liczb losowych, które generuje Sonic Pi? Nic nie stoi na przeszkodzie, abyś wybrał inny punkt rozpoczęcia za pomocą polecenia use_random_seed. Domyślną wartością dla funkcji odsiewu (seed) jest 0, zatem wybierz różny odsiew dla różnych doświadczeń losowych!

Weźmy pod uwagę poniższy przykład:

5.times do
  play rrand(50, 100)
  sleep 0.5
end

Za każdym razem, gdy uruchomisz powyższy kod, usłyszysz sekwencję tych samych 5-ciu nut. Aby uzyskać inną sekwencję, wystarczy zmienić wartość odsiewu (seed):

use_random_seed 40
5.times do
  play rrand(50, 100)
  sleep 0.5
end

Spowoduje to wygenerowanie sekwencji 5-ciu innych losowych nut. Zmieniając parametr odsiewu (seed) i słuchając wyników, jakie to spowodowało, możesz w końcu znaleźć taką sekwencję, która Ci się spodoba - a gdy wtedy podzielisz się nią z innymi, usłyszą oni dokładnie to samo co Ty.

A teraz przyjrzyjmy się kilku innym, przydatnym funkcjom generującym wartości losowe.

choose (wybierz)

Bardzo popularną rzeczą jest wybór losowego obiektu z listy znanych nam obiektów. Przykładowo mogę chcieć zagrać jedną z następujących nut: 60, 65 lub 72. Żeby to osiągnąć, mogę użyć funkcji choose, która pozwala mi na wybór jednego obiektu z istniejącej listy obiektów. Po pierwsze, muszę wsadzić moje liczby (nuty) do listy. Aby tego dokonać, wystarczy, że opakujemy nasze liczby w nawiasy kwadratowe i oddzielimy każdą z nich przecinkiem: [60, 65, 72]. Następnie wystarczy przekazać je jako parametr do polecenia choose:

choose([60, 65, 72])

Posłuchajmy zatem, jak to brzmi:

loop do
  play choose([60, 65, 72])
  sleep 1
end

rrand

Widzieliśmy już w akcji funkcję rrand, ale spróbujmy uruchomić ją raz jeszcze. Zwraca ona losową liczbę z podanego przedziału, który jest w tym wypadku przedziałem otwartym. Oznacza to, że żadna z podanych liczb, jako wartości minimalna i maksymalna, nigdy nie zostanie zwrócona - zawsze coś pomiędzy tymi dwoma liczbami. Zwrócona liczba będzie liczbą zmiennoprzecinkową - oznacza to, że nie jest to liczba całkowita, tylko ułamek. Oto kilka przykładów liczb zmiennoprzecinkowych zwracanych przez polecenie rrand(20,110):

rrand_i

Sporadycznie może się zdarzyć, że będziesz potrzebował liczbę losową, która jest liczbą całkowitą, a nie zmiennoprzecinkową. W tym przypadku z pomocą przychodzi polecenie rrand_i. Polecenie to działa bardzo podobnie do rrand, z tą jednak różnicą, że może zwracać też liczbę minimalną i maksymalną z podanego przedziału jako potencjalna wartość losowa (co oznacza, że podawany przedział jest domknięty, a nie otwarty). Poniżej przykłady liczb losowych, które mogą zostać zwrócone przez polecenie rrand_i(20, 110):

rand

Te polecenie zwraca losową liczbę zmiennoprzecinkową pomiędzy 0 (przedział domknięty) a maksymalną liczbą, którą podajesz jako parametr (przedział otwarty). Domyślnie (jeśli nie podamy parametru) zostanie zwrócona liczba z przedziału od 0 do 1. Warto zauważyć, że polecenie to może być bardzo użyteczne do ustawiania losowego poziomu amplitudy amp::

loop do
  play 60, amp: rand
  sleep 0.25
end

rand_i

Przy tym poleceniu mamy relację podobną jak w przypadku poleceń rrand_i i rrand. Polecenie rand_i zwraca losową liczbę całkowitą z zakresu od 0 do maksymalnej wartości, którą podasz.

dice (kostka do gry)

Czasami chciałbyś zasymulować rzut kostką - jest to specyficzny przypadek dla polecenia rrand_i, dla którego najniższa liczba to zawsze 1. Uruchomienie polecenia rzut kostką dice wymaga, abyś podał liczbę oczek na kostce. Standardowa kostka ma 6 oczek, więc polecenie dice(6) zachowa się bardzo podobnie - każde uruchomienie będzie zwracać jedną z wartości 1, 2, 3, 4, 5 lub 6. Jednakże tak samo jak w grach RPG (role-playing games) może się zdarzyć, że będziesz potrzebować kostki o 4 oczkach albo o 12, albo o 20 - być może będziesz potrzebować nawet kostki, która będzie miała 120 oczek!

one_in

Na koniec może się zdarzyć, że będziesz chciał zasymulować wyrzucenie najlepszego wyniku dla danej kostki, np. 6 oczek dla standardowej kostki. Polecenie one_in zwraca prawdę (true) z prawdopodobieństwem, że zostało wyrzucone jedno oczko. Idąc dalej, polecenie one_in(6) zwróci prawdę (true) z prawdopodobieństwem 1 do 6-ciu lub fałsz. Wartości prawda (true) i fałsz (false) są bardzo przydatne przy korzystaniu z polecenie warunkowego if, które omówimy w jednej z kolejnych sekcji tego tutoriala.

A teraz spróbuj trochę zagmatwać Twój kod i muzykę odrobiną losowości!