Audio feedback, in which sound is generated through the connection of a microphone, signal processing components and a loudspeaker, is one of the popular structures used in computer music. Since audio feedback has a circular structure using the output signals as re-input signal, beyond the one-way relationship, it results in unique features and a lot of attempts have been made to take advantage of an audio feedback in music composition and sound arts.
This dissertation practically explores audio feedback systems by developing control methods and applications according to environmental openness. Environmental openness, degree of contact with external energy and information, enables development of various musical applications depending on the structure. Since audio feedback features nonlinear characteristics, sonic control methods are required to create the feedback-based applications for specific purposes (e.g., performance, composition and exhibition). These are the reasons why this thesis includes control methods as well as artistic uses. By generating sounds using the feedback structure according to environmental openness and presenting control methods for certain sonic properties, we propose creative utilization of feedback systems in the fields of musical interactions while preserving the unique nonlinear characteristics. Classification of these methods also builds a new framework of audio feedback systems regarding sonic control, which would explore a wide range of potential applications.
We present several systems in three types of environmental openness: closed, semi-open and open. Closed feedback structure is a typical model of Karplus-Strong algorithm and digital waveguide synthesis, and we propose synthesis models and instrument software for the Geomungo, a Korean traditional plucked-string instrument, with a time-varying filter for vibrato effects. Semi-open feedback system installed in a specific shape space (e.g., a pipe) generates resonant sounds, and we propose two types of feedback-based pipe interfaces. Open system could generate various timbres depending on the internal and external conditions, and we explore the methods for intentional control of audio feedback through a context-based control and an evolutionary control.
본 연구에서는 공간 개방성에 따른 각각의 오디오 피드백 시스템에서 음향 특성 제어 방법을 설계하고 그에 따른 예술적 활용을 제안한다. 오디오 피드백은 마이크와 스피커 사이가 일정한 신호처리 구조로 연결된 시스템을 의미한다. 출력 신호가 다시 입력 신호로 사용됨에 따라 선형 구조가 아닌 순환 구조를 가지게 되어 다양한 비선형적 특성을 보임에 따라 이를 예술적으로 활용한 사례가 많이 제시되어 왔다. 공간 개방성은 이러한 오디오 피드백 시스템의 외부 음향 환경과의 접촉 정도를 의미한다. 개방성 정도에 따라 소리 합성, 음악 인터페이스 및 작곡/사운드 인스톨레이션 등 다양한 어플리케이션이 만들어질 수 있다. 본 연구에서는 이러한 공간개방성에 따라 국악기 소리 합성 엔진 및 모바일 악기 연주 어플리케이션 (closed system), 파이프 기반의 음악 인터페이스 및 악기 (semi-open system), 공간 특성(울림 등)에 따른 소리 제어 및 진화 프로세스 기반의 피드백 소리 제어와 이를 활용한 작곡 및 소리 인터랙션 시스템(open system)을 제안한다. 그리고 이러한 세부 연구들을 기반으로 오디오 피드백의 소리 제어에 관한 새로운 프레임워크를 제안하여 오디오 피드백의 잠재적인 활용을 탐색해보고자 한다.
