科学・技術
ユニークなフェスティバルのためのインタラクティブ楽器の制作
Building an interactive instrument for a one-of-a-kind festival (benholmen.com)
要約
著者は、ウィスコンシン州で開催されるユニークな音楽フェスティバル「Eaux Claires」のために、インタラクティブな楽器「Halfmoon Chimes」を制作しました。この楽器は、ライブ演奏、録音、他者の録音の再生が可能で、演奏の記録は物理的なレシートとして出力され、作品の一部となります。MIDIキーボードとソレノイド、そして金属パイプで作られたチャイムを組み合わせ、Raspberry Piで制御する仕組みが構築されました。
全文翻訳
ユニークなフェスティバルのためのインタラクティブ楽器の制作
2026年8月7日
写真提供:Andrea Paulseth、Evelyn Nelson、Luong Huynh、Nick Meyer、Kip Holmen。
Eaux Claires 2026でのHalfmoon Chimes
私の故郷であるウィスコンシン州オード・クレールは、Justin Vernon(Bon Iver)が発案した、他に類を見ない音楽、文学、アートのフェスティバルが開催される場所です。Eaux Clairesと呼ばれるこのフェスティバルは、他の主要な音楽フェスティバルとは異なり、ユニークなコラボレーション、観客の参加、そして予期せぬ驚きを重視しています。世界クラスのミュージシャンがユニークなセットを披露し、新しい方法でコラボレーションするだけでなく、フェスティバルでは、探求する意欲のある人々のために、発見されるべき幅広いアートインスタレーションが開催されてきました。私はこのフェスティバルの全てのバージョンを体験し、2016年のエディションではアートインスタレーションの制作にも協力しました。
2015年から2018年まで開催された後、フェスティバルは無期限の休止期間に入りました。2018年から2026年の間、私はカスタム楽器/アートインスタレーションのアイデアを考えていました。それはEaux Clairesフェスティバルの精神と、そのコミュニティに非常に特化したものであり、実際にそれを制作して他者と共有する機会が得られるかどうか疑問でした。その間、私はKilopixelに集中し、成功したインスタレーションを終えたばかりの頃、Eaux Clairesが2026年に復活することを聞きました。私はすぐにアイデアのプロトタイピングを開始し、主催者を突き止め、提案しました。Kilopixelでの成功が、これをやり遂げられるという自信を与えてくれました。
コアコンセプト
この楽器には3つの基本的な機能がありました。
ライブで演奏可能 - 近づいてすぐに演奏を開始できる
録音可能 - ボタンを押して、演奏したものを録音し、他者と共有できる
再生可能 - 他のフェスティバルの参加者の録音を選択して再生できる
録音すると、物理的なアーティファクト、つまり作品のレシートが生成され、アートインスタレーションの一部となり、参加者の貢献によってゆっくりと楽器の周りを囲むことになります。私は、それが可能であることを証明するために、コア機能のプロトタイプを制作し、コンセプトをスケッチして、主催者にビデオを送りました。彼らは「はい!」と言いました。私は実際にこの夢の楽器を制作することになったのです!
素材の選定とアイデア出し
私は、2〜4オクターブのMIDIキーボードをベースにしたいと考えており、ハンマーとしてソレノイドを使用して音を鳴らすつもりでした。私はパーカッションセクション全体に没頭し、様々な種類のヴィブラフォン、マリンバ、グロッケンシュピール、木琴などについて、可能な限り多くを学びました。最終的に、金属パイプから即興で作られたチャイムに落ち着きました。それは明るく、ピュアで、持続する音でした。私は、チャイムについて知る必要のある全てを学んだ、信じられないほど素晴らしい古いインターネットサイトを見つけました。チャイムの素材と制約について多くを学びました!まず、直径と壁の厚さが重要です。薄い鋼管はキンキンとした細い音になり、厚いアルミニウム管はピュアで甘い音になります。低い音には大きなパイプが必要で、中央のCより下の音を良い音で出すのは非常に困難です。素材の制約のため、楽器全体を1オクターブ上にシフトし、C4(中央のC)からC7までの範囲にしました。37個の音符を制作し、演奏することになります。
ソレノイドを使った初期のプロトタイピングは成功しました。12V、5Nのソレノイドは十分に強く叩くことができ、合理的な量の電力を消費します。ハンマーの素材(木、プラスチック、フェルト、コルク)を実験しました。適切なコルクパッドを見つけ、打撃を十分に減衰させつつも、響き渡るようにしました。したがって、解決策は以下の通りです。アルミニウムパイプ、ソレノイド、コルクパッド、12ボルト、そしてコンピューター。
チャイムのチューニング
チャイムの長さが音に関係していることは直感的にわかります。これは基本周波数と呼ばれ、素材、壁の厚さ、直径、そして長さに依存します。与えられた音符のおおよその長さのチャートを持っており、長めにカットして、ミリメートル単位で調整しました。一部の音符は簡単にチューニングできましたが、他の音符は苦労しました。しかし、私は粘り強く、各音符を慎重に削り、ちょうど良い周波数で鳴るまで続けました。
チャイムの研磨
チャイムの素材は地元の金属供給業者から調達しました。状態は良好でしたが、一貫性がなく、アートインスタレーションの基準には達していませんでした。最良の方法は、ミニ旋盤を作り、研磨パッドでパイプを研磨することだとわかりました。この方法で鏡面仕上げにすることは可能ですが、私が必要だったのは一貫性でした。全てのチャイムが同じように見える必要がありました。私はチョック(固定具)を製作し、ドリルで旋盤セットアップを rigging しました。作業はゆっくりでしたが、結果は素晴らしかったです。
チャイムの支持
チャイム管は、振動を妨げずに2つの場所で支持できます。それは管の長さの22.4%の位置です。ウィンドチャイムは常にこれらの点のいずれかで支持されますが、私はチャイムを保持しつつ、自由に鳴らせるように両方の点を使用することにしました。私はカスタムブラケットを作成してパイプを保持し、銅線で吊り下げ、ブラケットをクルミ材の قطعةに取り付けました。それらを「カヌー」と名付けました。形状が似ており、私が使用していたウォーターテーマに合っていたからです。これらのカヌーはそれぞれユニークで、37個の異なるパーツを手作業で成形しました。4種類の異なるブラケットサイズを作成し、各パイプ径に対応させました。そして、それらを楽器に取り付けるために、カヌー、支持アーム、そしてソレノイドを正しい向きで保持できる別のカスタムブラケットを使用しました。これにより、チャイムとソレノイドのアセンブリが完成し、多くの時間と慎重な作業が費やされました。
内部構造
楽器は、マルチスレッドのPythonスクリプトを実行するRaspberry Pi 4を中心に構築されています。スクリプトは、可能な限り高速に以下のことを行います。
新しいMIDIメッセージの受信を待機
スキャンされた新しいバーコードの受信を待機
録音ボタンの状態を追跡
(録音中の場合)MIDIメッセージを保存
新しいバーコードがスキャンされた場合、正しい時間に再生するためにMIDIメッセージをキューに追加
新しいMIDIメッセージまたは再生MIDIメッセージのためにソレノイドをオンにする
十分な時間オンになっていたソレノイドをオフにする
1つのRaspberry Piで37個の出力を制御することは、アドレス指定可能なバスのようなものを使用しない限り不可能です。私はソレノイドブレークアウトボードを使用しました。これにより、数個のRaspberry Pi出力だけで最大6個のブレークアウトボードをチェーン接続できました。これは十分すぎるほどでした。1つのブレークアウトボードあたり8つの出力があったため、余裕を持ってソレノイドを制御できました。私のコードは、ソレノイドを自由にオンオフできました。MIDIベロシティをソレノイドのヒットに変換することを実験し、チャイムをわずかに叩くには約10ミリ秒、最大持続時間は40ミリ秒のソレノイド電源が必要だとわかりました。これをMIDIベロシティにマッピングしました。最も強く叩くと40ミリ秒、最も弱くキーを押すと10ミリ秒になります。
全体的な形態
プロジェクトは3つの音を出す必要があるとわかっていました。
美しく響く
美しく見える
直感的に演奏できる
楽器の全体的なデザイン、特に参加者とのチャイムの配置について熟考しました。フェスティバル会場を囲むハーフムーン湖に敬意を表して、「Halfmoon Chimes」という名前を思いつきました。これにより、チャイムを半月形に配置するというインスピレーションを得て、デザインとエンジニアリングの問題を一度に解決しました。それ以来、私は振り返ることはありませんでした。
レシート
最初から、録音の物理的なアーティファクトが欲しいと思っており、レシートに落ち着きました。レシートの即時性と触感は魅力的です!私は、紙をゆっくりと楽器に引き込む自動販売機スタイルの供給メカニズムを考案しましたが、複雑さと故障の可能性から却下しました。しかし、その供給を実現するためにはバーコードを含める必要があり、どちらの方向からでもスキャンできる必要がありました。これが、バーコードを伸ばして、目立たない場所に隠すというデザインにつながりました。私はこの独特で抽象的な外観を気に入ったので、最終デザインにも採用しました。これにより、各レシートは完全にユニークになりました。円は音の位置を表し、各円のサイズはどれだけ強く演奏されたかによって決まります。レシートから曲のスタイルをある程度推測できますが、それでも非常に偶然の要素があります。曲は...