\heading{Noteneingabesprachen im Zusammenhang mit dem automatisierten Notensatz} \centerline{\bigrm 1.\quad Noteneingabesprachen}\smallskip \centerline{\bigrm im Zusammenhang mit dem automatisierten Notensatz} \bigskip Bevor auf die Automatisierung des Notensatzes eingegangen wird, soll zuerst die her\-k"ommliche Notationsweise von Musikst"ucken, die Notenschrift, erl"autert werden, denn aufgrund ihrer Gestalt ist die Automatisierung des Notensatzes relativ schwer. \abs Das Ziel einer schriftlichen Aufzeichnung der Musik mu\3 es sein, den Klang graphisch darzustellen und den zeitlichen Ablauf der Musik festzuhalten. Die heute gebr"auchliche abendl"andische Notenschrift ist seit dem 11. Jahrhundert st"andig weiterentwickelt worden. Dabei hat sie einen hohen Grad der Vollkommenheit erreicht. \abs In der Notenschrift werden die Tonh"ohe durch die Stellung der Noten im Liniensystem, die relative Dauer der Einzelt"one durch die Notengestalt, die rhythmische Gruppierung und die Akzentlage durch Taktvorzeichen und Taktstriche und das Tempo durch allgemeine Angaben oder Metronom--Zahlen wiedergegeben. Differenzierungen der Tonst"arke, Verzierungen, Artikulationen oder "ahnliche Zus"atze werden durch schriftliche Anweisungen oder besondere Zeichen ausgedr"uckt. Die Notenschrift bedient sich eines zweidimensionalen Systems, in dem die Noten vertikal und horizontal angeordnet werden. Die vertikale Richtung stellt die Tonh"ohe und die horizontale die zeitliche Aufeinanderfolge der T"one dar. Auf diese Art kann die musikalische Struktur einer Partitur bis in Einzelheiten visuell veranschaulicht werden. \abs Im folgenden soll auf die Problematik des automatisierten Notensatzes eingegangen und die Unterschiede zum automatisierten Schriftsatz deutlich gemacht werden. Zus"atzlich zu den Schwierigkeiten bei der Entwicklung einer Eingabesprache werden auch kurz die Probleme der Notenschriftausgabe angesprochen, weil manche dieser Probleme aus der Eingabe resultieren. \abschnitt\abschnitt \centerline{\bf 1.1 Problematik des automatisierten Notensatzes} \abschnitt Die "ubliche Aufzeichnung von Musikst"ucken ist die oben beschriebene Niederschrift in Noten. Ihr besonderes Merkmal ist die Anordnung sehr unterschiedlicher Zeichen in einem zweidimensionalen System, dem Notenliniensystem. Die Zeichen der Notenschrift, die in der Gr"o\3e stark variieren, treten nicht nur einzeln sondern auch miteinander kombiniert auf. Zeichen bzw. Zeichengruppen m"ussen in dem Notenliniensystem sehr genau plaziert werden. Es spielt also nicht nur die horizontale Ausrichtung und Anordnung eine wichtige Rolle, sondern auch die vertikale. Beide, horizontale wie vertikale Plazierung der Zeichen, sind f"ur das Verst"andnis eines Musikst"ucks gleichbedeutend und liefern entscheidende Informationen.\abs Die Aufgabe der Eingabesprache f"ur den Computer besteht nun einerseits darin, Ausk"unfte "uber die Plazierung der Zeichen im Notenliniensystem zu geben. Andererseits sollen zus"atzliche Informationen, die durch die zweidimensionale Schreibweise vermittelt werden, genau erfa\3t und wiedergegeben werden. Bei der Entwicklung einer Eingabesprache, die diese Aufgabe l"ost, ist die Umsetzung der zweidimensionalen Notenschrift in eine lineare Schreibweise die gr"o\3te Schwierigkeit. Diese "Ubertragung ist erforderlich, weil f"ur den Computer eine Noteneingabe vorliegen mu\3, bei der die Zeichen ausschlie\3lich aufeinanderfolgen. Das bedeutet aber auch, da\3 die Zeichen der Notenschrift durch ein Zeichensystem ersetzt werden m"ussen, das einem Standardzeichensatz f"ur den Computer angeh"ort. Bei diesem Umsetzungsschritt sollen die Informationen der Notenschrift erhalten bleiben, das hei\3t, die "Ubertragung sollte ohne Verf"alschung und ohne Verlust von Informationen stattfinden. Der andere Teil der Aufgabe einer Eingabesprache betrifft die "Ubermittlung von Informationen zur Plazierung der Zeichen bzw. Zeichengruppen. Ziel sollte es dabei sein, da\3 der Benutzer nicht die Position der Zeichen in dem zweidimensionalen System, sondern ihre Funktion und Bedeutung angeben mu\3. Es sollte bei der Dateneingabe auch nicht n"otig sein, das Ende einer Notenzeile bzw. einer Seite explizit anzugeben, da der Endpunkt einer Zeile bzw. Seite innerhalb eines Musikst"ucks ohne Bedeutung ist. \abs Mit diesen Ausf"uhrungen ist ein wesentlicher Unterschied zum normalen Schriftsatz herausgestellt worden. Dort kommt es nur auf die horizontale Anordnung und Aufeinanderfolge der Schriftzeichen an, die Elemente eines Standardzeichensatzes f"ur den Computer sind. Damit entf"allt bei der Automatisierung des Schriftsatzes das Problem, die "ubliche Niederschrift des Textmaterials bzw. das Zeichensystem codieren zu m"ussen. Eine Ausnahme bildet \zB der Satz mathematischer oder chemischer Texte, denn f"ur die Notierung mathematischer bzw. chemischer Formeln wird ebenfalls eine zweidimensionale Schreibweise verwandt. Es werden dabei auch sehr unterschiedliche Zeichen horizontal wie vertikal angeordnet. F"ur diese Art von Texten mu\3 es demnach wie bei einer Noteneingabe eine Codierungsvorschrift geben, die die zweidimensionale Notationsform in eine lineare "ubertr"agt. \abs Da die Eingabedaten Grundlagen f"ur einen Ausgabealgorithmus sind, wird dieser von der Art der Eingabe beeinflu\3t. In unserem Fall bedeutet das, da\3 die Positionsermittlung der Zeichen im Notenliniensystem Aufgabe des Ausgabeverfahrens ist. Au\3erdem mu\3 ein Algorithmus gefunden werden, der den Seiten-- bzw. Zeilenumbruch selbst"andig vornimmt, weil das Ende einer Zeile bzw. Seite nicht angegeben zu werden braucht. An diesen Algorithmus wird die Forderung gestellt, da\3 er die f"ur einen Umbruch g"unstigsten Stellen findet. G"unstige Umbruchpunkte sind dabei solche, die das Notenbild und die Bedeutung des Musikst"ucks nicht beeintr"achtigen. Ein Umbruchalgorithmus f"ur den Notensatz mu\3 auch vertikale Zusammengeh"origkeiten ber"ucksichtigen. Dies ist \zB bei Orchesterpartituren notwendig, bei denen die Takte der verschiedenen Stimmen exakt untereinander stehen m"ussen. Der Algorithmus sollte also f"ur jede Stimme g"unstige Umbruchpunkte suchen und dann einen f"ur das gesamte System bestimmen, der f"ur alle Stimmen m"oglichst gut ist. Solche Umbruchalgorithmen werden auch beim automatisierten Schriftsatz benutzt. Allerdings m"ussen dort in den meisten F"allen keine vertikalen Zusammengeh"origkeiten beachtet werden. \abs Zus"atzlich zur Ein-- und Ausgabe mu\3 eine weitere Voraussetzung angesprochen werden, die notwendigen Zeichens"atze. F"ur den Notensatz werden eine Vielzahl von Schriftelementen ben"otigt, die sich oft nur geringf"ugig unterscheiden. Als Beispiel seien dabei die Balken erw"ahnt, die mehrere Noten miteinander verbinden. Sie unterscheiden sich haupts"achlich in ihrer L"ange bzw. Steigung. W"unschenswert ist daher ein zus"atzliches Programmpaket, das beliebige Zeichens"atze mit m"oglichst geringem manuellem Aufwand erstellt. \abs Die angef"uhrten Themen werden in den n"achsten Kapiteln n"aher erl"autert und Probleml"osungen angegeben. Die Umsetzung der zweidimensionalen Notation in eine eindimensionale wird im zweiten Kapitel, die Zeichensatzerstellung in Anhang D behandelt. % Algorithmen, die den \SZ\ optimieren bzw. die Zeichen im Notenliniensystem genau plazieren, werden in der Arbeit von A. Steinbach beschrieben. % % % \abschnitt\abschnitt \centerline{\bf 1.2 Einsatz des Textsatzsystems \TeX\ f"ur den Notensatz} \abschnitt In diesem Abschnitt soll gezeigt werden, aus welchen Gr"unden das schon mehrfach erw"ahnte \Tss\ \TeX\ f"ur den automatisierten Notensatz verwandt werden kann. Zuerst wird eine zusammenfassende Beschreibung der Arbeitsweise mit dem \Tss\ gegeben. \abs Mit \TeX\ k"onnen alle Arten von Schrifttexten verarbeitet werden, auch mathematische und chemische Formeln. F"ur die Textverarbeitung mit \TeX\ wird eine gew"ohnliche sequentielle Eingeabedatei erstellt, die den zu setzenden Text enth"alt. Zusammen mit dem Text werden Steuerbefehle eingegeben, die angeben, auf welche Art der Text verarbeitet wird. Diese Steuerbefehle k"onnen Einflu\3 auf die Formatierung nehmen oder Sonderzeichen ansprechen, wie sie \zB f"ur mathematische Formeln ben"otigt werden. Aus dieser Eingabedatei erzeugt \TeX\ eine Datei, die Angaben "uber die Art der Zeichen und ihre Position auf einer Manuskriptseite enth"alt. Diese Datei ist vom m"oglichen Ausgabeger"at v"ollig unabh"angig. Mit einem ger"ateabh"angigen Programm wird nun aus dieser Datei das tats"achliche lesbare Dokument erstellt. Bemerkenswert ist dabei vor allem, da\3 keinerlei Informationen "uber Position der Schriftzeichen oder Umbruchpunkte in der Eingabe n"otig sind, um eine lesbare Ausgabe zu erhalten. Damit bietet \TeX\ auch dem Benutzer, der keine oder nur geringe Kenntnisse von Satzregeln besitzt, die M"oglichkeit, eine gut formatierte Ausgabe zu erzielen. Andererseits stellt \TeX\ Mittel bereit, die es zulassen, da\3 der Benutzer den Text genau nach seinen Vorstellungen formatieren kann. Zu dem \Tss\ \TeX\ geh"ort das Programmpaket \mf\ \lit{\Knuthmf}, das f"ur den Textsatz notwendige Zeichens"atze generieren kann. \abs Im folgenden werden die Gr"unde dargelegt, die f"ur eine Anwendung des \Tss s \TeX\ beim automatisierten Notensatz sprechen. Einige Aspekte werden beim Vergleich der Anwendungsbereiche und der Arbeitsweise von \TeX\ mit den speziellen Fragestellungen des Notensatzes deutlich. Bei der Entwicklung der Ein-- bzw. Ausgabeverfahren f"ur dieses Textsatzsystem mu\3ten "ahnliche Probleme gel"ost werden. Die Gemeinsamkeiten dieser Probleme betreffen vor allem \item{---} die Umsetzung der zweidimensionalen in eine lineare Notation, \item{---} die Formatierung des Textes, \item{---} die M"oglichkeit, verschiedenartige Texte miteinander zu verarbeiten und \item{---} die Wahl der Ausgabeger"ate. \abs Die aufgef"uhrten Punkte werden nun n"aher erl"autert und in Verbindung mit dem Notensatz gebracht. \abs \item{1.} Einer der entscheidenden Gr"unde, die eine Anwendung des Textsatzsystems \TeX\ bei der Automatisierung des Notensatzes rechtfertigen, ist sicherlich, da\3 es alle M"oglichkeiten bietet, um auch mathematische Texte zu setzen. Bisher mu\3ten mathematische Manuskripte genau wie musikalische ausschlie\3lich von ausgebildeten Schriftsetzern gesetzt werden. Der Einsatz des Satzsystems \TeX\ macht es m"oglich, da\3 auch Laien mathematische Texte setzen k"onnen. F"ur den Notensatz ist das insofern von Bedeutung, weil der Satz mathematischer und \m er Manuskripte Gemeinsamkeiten aufweist, die sich vor allem darin begr"unden, da\3 in beiden F"allen die Zeichen innerhalb eines zweidimensionalen Systems angeordnet werden. F"ur die Eingabe mathematischer Texte mu\3 ebenfalls -- "ahnlich wie f"ur die Notenschrifteingabe -- eine Methode gefunden werden, die die oft zweidimensionale Notationsweise f"ur mathematische Formeln in eine eindimensionale "ubertr"agt. Knuth ist dies mit seinem \Tss\ auf eine f"ur den Benutzer relativ leicht zu handhabende Weise gelungen, ohne da\3 das System die M"oglichkeiten des Benutzers einschr"ankt oder Strukturen der "ublichen Notation verf"alscht. Mathematische Texte weisen eine "ahnliche Blockstruktur wie Musikst"ucke auf. Mit \TeX\ werden die vorkommenden Bl"ocke in der Eingabe auch als solche kenntlich gemacht. Die Blockstruktur von Musikst"ucken zeigt sich in der Zusammenfassung von Notenschriftzeichen zu Gruppen wie Akkorde, Verbalkungen, Takte oder im Zusammenschlu\3 mehrerer Systeme zu einer Partitur. \item{2.} Mit dem Satzsystem von Knuth erfolgt auch dann eine gut formatierte Ausgabe, wenn der Benutzer keine oder nur geringe Kenntnisse von Satzregeln besitzt. Gleichzeitig weist das System so viel Flexibilit"at auf, da\3 es die Umsetzung fester Vorstellungen vom Layout des gesetzten Textes zul"a\3t. Beide M"oglichkeiten sollen auch f"ur den Notensatz verwirklicht werden. Das bedeutet, da\3 mit Hilfe einer vorgegebenen Formatierung ein Benutzer, der mit den Satzregeln nicht vertraut ist, Partituren eingeben kann und eine publikationsf"ahige Notenausgabe erh"alt. Die W"unsche des Benutzers bez"uglich der Formatierung k"onnen aber mittels Steuerbefehlen ebenfalls ber"ucksichtigt werden. Des weiteren soll es auch f"ur eine vom Benutzer gew"ahlte Formatierung nicht n"otig sein, das Ende einer Zeile bzw. Seite einzugeben. Diese Endpunkte sollen mittels eines Umbruchalgorithmus gesucht werden. F"ur das \Tss\ \TeX\ wurde ein Algorithmus entwickelt, der den \SZ\ optimiert und auf diese Weise die Formatierung erleichtert. \item{3.} Mit Hilfe des Satzsystems von Knuth k"onnen Texte gemeinsam verarbeitet werden, obwohl sie sich in ihrer Struktur unterscheiden. Beispiele daf"ur sind mathematische bzw. chemische Formeln oder anderssprachige Manuskripte, die andere Schriftzeichen verwenden. Dadurch scheint die M"oglichkeit gegeben zu sein, auch musikalische St"ucke zusammen mit anderem Textmaterial verarbeiten zu k"onnen. Erleichtert wird das noch durch die Tatsache, da\3 die Verarbeitung mathematischer und musikalischer Manuskripte "ahnliche Fragen aufwirft und diese f"ur mathematische Texte gel"ost wurden. \item{} Die Kombination des Notensatzes mit einem \Tss\ macht es au\3erdem "uberfl"ussig, Zeichens"atze zu generieren, die die Schriftzeichen f"ur Texte, die innerhalb eines Musikst"ucks vorkommen, enthalten. Die Zeichs"atze f"ur die Notenschriftzeichen k"onnen mit dem Programmpaket \mf, das ebenfalls von Knuth entwik\-kelt wurde, erzeugt werden. Mit \mf\ werden Zeichens"atze verh"altnism"a\3ig schnell und ohne gro\3en Arbeitsaufwand des Benutzers erstellt. \item{4.} Eine weitere Eigenschaft des \Tss\ \TeX\ besteht darin, da\3 es maschinen-- und ausgabeger"ateunabh"angig arbeitet. Eine Ausgabe wird nicht nur mit einem bestimmten Ausgabeger"at erreicht, sondern jede \TeX--Eingabedatei kann durch geeignete Programme so aufbereitet werden, da\3 die Ausgabe mit verschiedenen Ausgabeger"aten m"oglich ist. Dies ist in der heutigen Zeit nicht unwesentlich, da es eine Vielzahl verschiedener Ger"ate zur Datenverarbeitung gibt. Allerdings h"angt die Qualit"at der Ausgabe vom benutzten Ausgabeger"at ab. \abs Aufgrund dieser Gesichtspunkte sollte im Zusammenhang mit der Automatisierung des Notensatzes versucht werden, eine Notenausgabe mit Hilfe des \Tss s \TeX\ zu erzielen. Dazu ist es notwendig, zus"atzlich zu der Noteneingabesprache ein "Ubersetzungsprogramm zu entwickeln, das die Eingabedatei in eine Form "ubertr"agt, auf die \TeX\ angewandt werden kann. Dieses Programm wird in Anhang B beschrieben. \abschnitt Bevor eine Sprache zur Notenschrifteingabe entwickelt werden kann, m"ussen die Grunds"atze, auf denen ein solches Verfahren basieren soll, erarbeitet werden. Dabei mu\3 vor allem beachtet werden, da\3 eine Noteneingabesprache nicht speziell f"ur eine Anwendungsm"oglichkeit entwickelt werden soll, sondern es soll jede Weiterverarbeitung m"oglich werden. Nat"urlich ist es dann notwendig, spezielle Programme, die die Eingabe nach Wunsch aufbereiten, zu erstellen. "Anderungen am Eingabematerial sollten allerdings unn"otig sein, \dh die Erstellung einer einzigen Eingabedatei sollte ausreichen. Denkbare Anwendungsbereiche k"onnten neben der Automatisierung des Notensatzes die Analyse von Musikst"ucken, die Kopie einzelner Stimmen zur Katalogisierung oder Transponieren der Stimmen sein. \abs Es werden nun zun"achst die Bedingungen gestellt, die eine Eingabemethode erf"ullen sollte. Dabei wird die allgemeine Anwendbarkeit der Sprache beachtet, obwohl haupts"achlich auf den Notensatz eingegangen wird. \abschnitt\abschnitt \centerline{\bf 1.3 Grundlegende Anforderungen an eine Sprache zur Notenschrifteingabe}\abschnitt F"ur die \A\ des Notensatzes ist eine sinnvolle Methode zur Eingabe des musikalischen Materials von gro\3er Bedeutung, weil sie -- zusammen mit der maschineninternen Behandlung der eingegebenen Daten -- Auswirkungen auf die Notenschriftausgabe hat. Eine Eingabesprache, die das Klangbild musikalischer Werke nicht exakt erfassen kann, f"uhrt dazu, da\3 Musikst"ucke unabh"angig von der Beschaffenheit des Ausgabeverfahrens verf"alscht oder fehlerhaft wiedergegeben werden. Aus diesem Grund resultieren einige der Bedingungen aus "Uberlegungen, die zur Ausgabe gemacht wurden. Die wichtigsten Forderungen beziehen sich auf die Darstellung der Eingabedaten und die Einsatzm"oglichkeiten f"ur den Benutzer. \abs Es wurde schon zu Anfang dieses Kapitels erw"ahnt, da\3 mit der Notenschrift das Klangbild einer Partitur bis in Einzelheiten erfa\3t werden kann. Das liegt daran, da\3 zus"atzlich zu den Angaben zu jedem einzelnen Ton diese Darstellung auch den Bezug jedes Tons zur Gesamtstruktur des Musikst"ucks in seinem horizontalen wie vertikalen Aufbau erkennen l"a\3t. Das Ziel bei der Entwicklung einer Eingabesprache mu\3 also sein, diese Informationsvielfalt der gebr"auchlichen Notation wiederzugeben. Aufgrund der Komplexit"at der Musik und ihrer Notationsform ist es nicht einfach, das mit einer linearen Eingabemethode zu verwirklichen. Zus"atzlich wird das noch durch die Tatsache erschwert, da\3 eine lineare Notation ein anderes Zeichensystem als Grundlage hat. Aus der Vielschichtigkeit der Notenschrift lassen sich Bedingungen f"ur die Eingabemethode in Textform ableiten. \item{1.} Die lineare Darstellung der Musik sollte die gleiche "Ubersichtlichkeit aufweisen wie die "ubliche Notation. Das bedeutet, da\3 die Art der Musik und das Klangbild der Partitur deutlich werden mu\3 und unmittelbar erkennbar sein sollte. Dies wird gew"ahrleistet, wenn die Eingabedatei haupts"achlich Daten zur Funktion und Bedeutung eines Zeichens innerhalb des \m en Werks enth"alt. Die Alternative w"are, die Position der Zeichen anzugeben. Dazu w"are es notwendig, das Notenliniensystem mit einer Skalierung zu versehen und dann als Koordinatensystem zu betrachten. Allerdings w"urde dabei die geforderte "Uberschaubarkeit nicht vorhanden sein, weil jedes Zeichen f"ur sich ohne Ber"ucksichtigung seiner Umgebung eingegeben werden m"u\3te. \abs Da die Funktion und nicht die Position der Zeichen f"ur die Eingabe relevant sein soll, kann die folgende Bedingung gestellt werden. \item{2.} Die Eingabe soll nicht zeilenweise erfolgen. Das Ende einer Zeile bzw. Seite innerhalb eines Musikst"ucks braucht deshalb bei der linearen \Em\ nicht gekennzeichnet werden. Der Grund daf"ur liegt darin, da\3 im Fall einer zeilenweise Eingabe der Zusammenhang und die "Uber\-schau\-barkeit des Musikst"ucks verloren geht. Beispielsweise m"u\3ten bei dieser Art der Eingabe die verschiedenen Instrumentenstimmen einer Orchesterpartitur zerst"uckelt eingegeben werden. \abs Die weiteren Anforderungen betreffen die Kenntnisse, die ein Benutzer haben sollte, der die Methode zur Noteneingabe benutzen will. \item{3.} Ein \Ev\ sollte schnell erlernbar und einfach zu handhaben sein. Diese Forderung kann erf"ullt werden, wenn die Angaben, die eingegeben werden m"ussen, dem \m en Sprachgebrauch angepa\3t sind. Das spricht wiederum daf"ur, auf Positionsangaben zu verzichten. \item{4.} Die Noteneingabesprache sollte so beschaffen sein, da\3 auch Laien sie benutzen k"onnen. Der Benutzer sollte weder Programmierkenntnisse ben"otigen noch Notensatzregeln beherrschen m"ussen. Fertigkeiten im Notenlesen sollten ausreichen, um eine Eingabe f"ur den Computer erstellen zu k"onnen. \absatz Anhand dieser Bedingungen soll im n"achsten Kapitel eine Eingabesprache entwickelt werden. Dabei wird aufgrund der Themenstellung dieser Arbeit vor allem die Automatisierung des Notensatzes ber"ucksichtigt. Zuvor werden einige andere Noteneingabeverfahren vorgestellt, die aus verschiedenen Motiven entwickelt wurden. \abschnitt\abschnitt \centerline{\bf 1.4 Er"orterung und Vergleich vorhandener Eingabeverfahren} \abschnitt Schon seit einiger Zeit werden einige Methoden zur Noteneingabe, die f"ur den Computer geeignet sind, ver"offentlicht. Der Nachteil der meisten dieser Eingabeverfahren besteht darin, da\3 sie nicht sehr flexibel und in ihrer Verwendbarkeit eingeschr"ankt sind. Die Mehrzahl erf"ullt nur einen Teil der oben genannten Bedingungen. Um einen ungef"ahren "Uberblick "uber die bereits ver"offentlichten Arbeiten zu diesem Thema zu erhalten, werden im folgenden einige davon beschrieben. Ein Gesichtspunkt der Untersuchung dieser Eingabemethoden wird dabei sein, ob die obigen Anforderungen erf"ullt werden. Daran kann erkannt werden, wie geeignet die Methode f"ur die verschiedenen Aufgaben ist. \abs Allerdings k"onnen an dieser Stelle nicht alle vorhandenen Methoden zur computergerechten Noteneingabe erfa\3t werden. Genauso wenig ist es m"oglich, die Eingabeverfahren vollst"andig zu beschreiben und auf jede Codierungsvorschrift einzugehen. Doch ein "Uberblick "uber die zug"anglichen Publikationen wird trotzdem vermittelt, und einige grundlegende Unterschiede der einzelnen Methoden werden ersichtlich. \abs Die Eingabemethoden, die beschrieben werden, stehen jeweils stellvertretend f"ur eine Gruppe "ahnlicher Verfahren. Mit deren Hilfe werden typische Unterschiede zwischen den Methoden deutlich. Die Vorstellung der \Ev\ erfolgt anhand einer knappen Zusammenfassung der Regeln und einiger Mustercodierungen. \abschnitt\abschnitt \subheading{1.4.1 Plaine and Easy Code \lit{\Brook}} Den Angaben der Autoren zufolge ist diese Methode nicht entwickelt worden, um vollst"andige Partituren einzugeben. Ihre Absicht bestand darin, eine M"oglichkeit zu schaffen, Ausz"uge aus Partituren -- vor allem den Anfang der Musikst"ucke -- speichern zu k"onnen. Dies wird ben"otigt f"ur Bibliothekskarteien zur Katologisierung und schnellen Identifizierung \m er Werke, f"ur Kataloge, f"ur Musikbeispiele in Artikeln und B"uchern, bei der Aufstellung von Karteien mit den wichtigsten Merkmalen eines Musikst"ucks. \abs Um den Aufbau der Eingabesprache von Brook und Gould trotz einer knappen Beschreibung deutlich werden zu lassen, wird zun"achst ein Beispiel f"ur ihre Eingabe vorgestellt. % % % $$\hbox{(All bBEAm 34) ,4G / C E G / 2C 4E / 2D ,4xF / 2.G $\us$ / G /}$$ \par\vskip-0.7cm {\hsize13.5cm\parindent3cm \nointerlineskip \beginsong\bass\Es\^n{Allegro}{\meter3/4}\v0\|\v3\v5\v7\|% \h{10}\v{12}\|\h{11}\x6\v6\|\group{\\{\h7\.1}\\{\|}\\{\h7\.1}} {\\{7}\\{8}\\{7}}\uslur13\go\hfill\endsong} \vskip-1cm\abs %Beispiel Brook S.142 oben % % Da es vor allem darum geht, den Anfang eines Musikst"ucks f"ur eine Klassifizierung computergerecht aufzubereiten, haben Brook und Gould die \Em\ in zwei Teile aufgegliedert. \abs Der erste Teil enth"alt die Angaben zu Tempo, Notenschl"ussel, Vorzeichnung und Taktart. Zus"atzlich k"onnen Aussagen "uber Instrumente bzw. Stimmen, Satznummern und "ahnliches notiert werden. Die Eingabe des Tempos und der Instrumente bzw. Stimmen erfolgt durch eine Abk"urzung ihres Namens; die Taktart wird mit Hilfe zweier Zahlen, die durch einen Schr"agstrich getrennt werden k"onnen, notiert; f"ur die Vorzeichnung wird die Art der Vorzeichen durch einen Buchstaben eingegeben, auf den die Notennamen der Noten folgen, vor denen das Vorzeichen steht; und der Notenschl"ussel wird durch ein Codewort angegeben. \abs Der zweite Teil der Eingabe enth"alt ein St"uck des Melodieverlaufs. Dabei werden die Notennamen durch Gro\3buchstaben angegeben. Vor den Notennamen m"ussen zus"atzliche Angaben wie Tondauer, Oktave, Versetzungszeichen und Punktierungen stehen. Diese werden gem"a\3 ihrem Sprachgebrauch codiert: die Tondauer als Ziffer, Versetzungszeichen als Buchstabe, Punktierungen durch die entsprechende Anzahl von Punkten und Oktaven durch eine Anzahl von Kommata, die der Oktavlage entspricht. \abs Einzelne Noten werden durch Leerstellen voneinander getrennt, die Takte werden mit einem Schr"agstrich abgeschlossen. \abs F"ur die Verbindung einzelner Noten mit einem Bogen wird von den Autoren unterschieden, ob zwei oder mehr Noten mit einem Bogen verbunden werden. F"ur mehrere Noten wird der Bogenanfang durch den Buchstaben `y', das Bogenende mit `z' markiert. Falls nur zwei Noten miteinander verbunden werden, so reicht es aus, dies mit einem Querstrich zwischen den beiden Noten zu kennzeichnen. % $$\bunch\hbox{($\sharp$FC 44) `4.D 8D 4E - / 4.F 8F F y ,8B E G z /}\\ \hbox{G$\us$4F 8E D E y 4F$\us$ / 8F 6E D z 4E 2F //}\endbunch$$ \par\vskip-0.7cm {\hsize15cm \def\beamlist{\\{1-\the\N,}} \nointerlineskip\beginsong \vio\D\meter4/4% \v6\.1\a6\v7\pv\|\v8\.1\group{\\{\a8}\\{\a8}}{\\{8}\\{8}}\lbeam12\go \group{\\{\a4}\\{\a7}\\{\a9}}{\\{4}\\{7}\\{9}}\lbeam13\uslur13\go\|% \group{\\{\a9}\\{\v8}}{\\{9}\\{8}}\uslur12\go\a7% \group{\\{\a6}\\{\a7}}{\\{6}\\{7}}\lbeam12\go% \def\beamlist{\\{3-5,}\\{4-5,}} \group{\\{\v8}\\{\|}\\{\a8}\\{\s7}\\{\s6}}{\\{8}\\{8}\\{8}\\{7}\\{6}}\lbeam35% \uslur13\uslur15\go\v7\h8\doublebarline \endsong} %Smith S. 303, aber mit verbundenen Achtel-Noten \vskip-1cm\abs % % % Andere Arten von Notengruppen wie Triolen werden mit einer erkl"arenden, codierten Bemerkung in runde Klammer eingefa\3t. Auf Verbalkungen von Noten wird nicht n"aher eingegangen, da vorausgesetzt wird, da\3 Balken immer dort gezeichnet werden, wo zwei oder mehr aufeinanderfolgende Noten mindestens ein F"ahnchen haben. \abs Die Erfassung der Notenschrift durch diese Eingabemethode ist unkompliziert und leicht verst"andlich, schon allein dadurch, da\3 versucht wurde, die normalerweise gebr"auchliche \m e Ausdrucksweise zu simulieren. Weiterhin leistet dieses Verfahren genau das, wof"ur es von Brook und Gould entwickelt wurde: es erleichtert die Katalogisierung von Instrumentenstimmen, Themen, charakteristischen Tonfolgen und "ahnliche Ausz"uge mit deren Hilfe eine Partitur klassifiziert werden kann. \abs Damit sind die Anwendungsm"oglichkeiten dieser Eingabesprache aber schon weitgehend ersch"opft. Es werden von den Autoren keine Mittel bereitgestellt, um Partituren oder andere mehrstimmige Musikst"ucke und Vokalmusik zu erfassen. Auch f"ur die Notation kompletter einstimmiger Systeme ist das Verfahren in der vorgestellten Form nicht geeignet, da f"ur viele in der Notenschrift benutzten Zeichen und Symbole keine Synonyme in der linearen Eingabemethode angegeben wurden, \zB f"ur Tonst"arkegrade wie crescendo, descrescendo, Artikulationen oder Wiederholungen. Es fehlen auch Angaben, ob mehrzeilige Eingaben m"oglich sind und ob diese zeilenweise oder an einem St"uck eingegeben werden m"ussen. Zumindest wurden dar"uber in den Ver"offentlichungen der beiden Autoren keine Angaben gefunden. Insgesamt l"a\3t der einfache Aufbau dieses Eingabeverfahrens aber eine Erweiterung zu, so da\3 es auch f"ur anderweitige Anwendungen benutzt werden kann. \abschnitt\abschnitt Eine ganz andere Vorgehensweise benutzt Leland Smith \lit{\Smith} bei dem von ihm entwickelten \Ev. \abschnitt \subheading{1.4.2 Verfahren zur Noteneingabe von L. Smith} Smith besch"aftigt sich in seiner Arbeit mit dem automatisierten Notensatz. Deshalb beschreibt er neben einer \Em\ auch die Weiterverarbeitung der eingegebenen Daten und wie eine Ausgabe angefertigt werden und aussehen kann. \abs Um eine Vorstellung "uber die Art des \Ev s zu gewinnen, wird vor der Beschreibung wieder ein Beispiel, das aus der Computer--Eingabe und der entsprechenden Notation in Notenschrift besteht, angegeben. Die dargestellte Notenschrift entspricht allerdings nicht der Ausgabe von Smith, sondern wurde mit dem Verfahren von A. Steinbach \lit{\Steinb} erstellt. \eject % % %\abs $$\bunch \hbox{TR/K2S/4 4/D5//E/R/M/F///B4/E5/G/M/G/F/E/D/E/F/M/F/E/D/E/ F/M/$*$}\\ \hbox{4./8/4//4./8 x 6/4/8///4/8/16//4/2$*$}\\ \hbox{7 9/ 16 18$*$}\\ \hbox{7 9 2/ 10 11 1/ 15 16 1/ 15 18 2$*$}\endbunch$$ \vskip-0.5cm \par {\hsize15cm \parindent0pt \beginsong \vio\D\meter4/4% \v6\.1\a6\v7\pv\|\v8\.1\a8\a8% \group{\\{\a4}\\{\a7}\\{\a9}}{\\{4}\\{7}\\{9}}\lbeam13\uslur13\go\|% \group{\\{\a9}\\{\v8}}{\\{9}\\{8}}\uslur12\go\a7\a6\a7% \def\beamlist{\\{3-5,}\\{4-5,}} \group{\\{\v8}\\{\|}\\{\a8}\\{\s7}\\{\s6}}{\\{8}\\{8}\\{8}\\{7}\\{6}}\lbeam35% \uslur13\uslur15\go\v7\h8\doublebarline \endsong} \vskip -1.cm\abs % %Smith S. 303 % An diesem Beispiel ist die Struktur der Eingabedatei erkennbar. Sie ist in verschiedene Abschnitte unterteilt, die jeweils andere Informationen zu den Zeichen der Notenschrift enthalten. Au\3erdem mu\3 die Eingabe zeilenweise erfolgen, \dh das Ende einer Notenzeile wird bei der Eingabe f"ur den Computer durch ein besonderes Zeichen, einen Stern, gekennzeichnet. Einzelne Informationen zu einem Zeichen, die zu einer Datengruppe geh"oren, sind bei der Computer--Eingabe durch Schr"agstriche voneinander getrennt. Falls eine Angabe zu einem Zeichen mit der vorhergehenden identisch ist, so kann diese weggelassen werden, der trennende Schr"agstrich mu\3 aber auf jeden Fall geschrieben werden. \abs Der erste Datenabschnitt enth"alt in codierter Form Angaben zum Notenschl"ussel, zur Ton-- und Taktart. Darauf folgen die zur Melodie geh"orenden Noten, angegeben durch ihren Namen (Buchstabe) und die Oktave (Zahl), die sich an der Klaviertastatur orientiert. Danach werden in einer neuen Zeile die Informationen "uber die zu den Noten geh"orenden Tondauern gegeben, indem die Dauer durch eine ganze Zahl und eventuell vorkommende Punktierungen durch Punkte dargestellt werden. \abs Im n"achsten Eingabeabschnitt werden die zu verbalkenden Noten angegeben. Dazu m"ussen die Noten einer Zeile durchnummeriert werden. Die Eingabe enth"alt dann f"ur jede Balkengruppe jeweils die Nummer der ersten und letzten Note, die zu der Gruppe geh"oren. \abs Als n"achstes k"onnen Angaben zu Akzentuierungen gemacht werden. Im obigem Beispiel kommen allerdings keine vor, deshalb entf"allt dort diese Zeile. Sie mu\3 aber nicht durch eine Leerzeile ersetzt werden. \abs Zuletzt werden genauso wie bei den Verbalkungen die Noten angegeben, die durch einen Bogen verbunden werden sollen. Jeder durch Schr"agstrich getrennte Informationsteil enth"alt au\3er der Nummer f"ur die erste und letzte Note noch eine Zahl, die die Kr"ummung des zu zeichnenden Bogens angibt. \abs Mit diesem \Ev\ k"onnen ebenfalls Partituren und Vokalmusik eingegeben werden. Zus"atzlich zu der Noteneingabe wird f"ur Vokalmusik der Liedtext zusammen mit Angaben zur Positionierung der Silben notiert. % % $$\bunch \hbox{KY/-/RI/-/E,/KY/-/RI/-/E . . . }\\ \hbox{1/1.6/2/2.6/3/4/4.7/5/ ....}\endbunch$$ \par\vskip-0.2cm {\hsize15cm \universal \nointerlineskip\beginsong \vio\D\meter4/4% \_{KY - }{\v6\.1}\_{RI - }{\a6}\_{E,}{\v7}\pv\|% \_{KY - }{\v8\.1}\_{RI - }{\a8}\_{E}{\a8}% \group{\\{\_{E}{\a4}}\\{\a7}\\{\_{-}{\a9}}} {\\{4}\\{7}\\{9}}\lbeam13\uslur13\go\|% \group{\\{\a9}\\{\v8}} {\\{9}\\{8}}\uslur12\_n{ LE - }\hskip20pt{\gluebrule}\go\_{I-}{\a7}% \_c{SON,}{\a6}\_{E - }{\a7}% \def\beamlist{\\{3-5,}\\{4-5,}} \group{\\{\v8}\\{\|}\\{\a8}\\{\s7}\\{\s6}}{\\{8}\\{8}\\{8}\\{7}\\{6}}\lbeam35% \uslur13\uslur15\_n{ LE\hskip10pt-\hskip10pt -} {\go}\_{I - }{\v7}\_c{SON.}{\h8}\doublebarline \endsong} \vskip -0.4cm\abs %smith S.305 % % Unter Verwendung der beschriebenen Eingabe wird nun die genaue Position der Zeichen im Notenliniensystem festgelegt. Dazu wird das Liniensystem in horizontaler wie vertikaler Richtung mit einer Skala versehen. Die Positionsangaben m"ussen f"ur jedes Zeichen und Symbol, also f"ur Notenkopf, Notenhals, Punktierungen, Balken, Bogen, Akkorde, Liniensystem, Pausen usw., gesondert berechnet und gespeichert werden. \abs Mit dieser Methode wird eine optisch ansprechende Ausgabe erreicht, die Druckqualit"at hat. St"orend erscheint dabei aber der benutzte Schrifttext, der im Gegensatz zur Notenschrift nicht gut aussieht. \abs Das Verfahren von L. Smith kann zur Eingabe aller Musikst"ucke in traditioneller Notation benutzt werden: f"ur einstimmige und mehrstimmige Systeme, Partituren und Vokalmusik. Die Art der Eingabe ist schnell erlernt und einfach, wird aber durch die Verwendung verschiedener Informationszeilen sehr aufwendig und umst"andlich. Ebenfalls negativ erscheint die Tatsache, da\3 eine zeilenweise Eingabe notwendig ist. Zus"atzlich werden an einigen Stellen (\zB bei Liedern mit Text) au\3er Angaben zur Funktion der Zeichen noch Positionsangaben f"ur die Eingabedatei ben"otigt. Durch diese Notationsform geht die "Ubersicht "uber die Gesamtstruktur des Musikst"ucks, die die Notenschrift besitzt, und die Lesbarkeit verloren. \abschnitt\abschnitt Ein Verfahren, in dem verschiedene Eingabedateien zur Festlegung der musikalischen Daten benutzt werden, wird in der Arbeit von R. Werner \lit{\Werner} dargestellt. Allerdings kann die dort beschriebene Methode nur in sehr groben Z"ugen charakterisiert werden, weil sie sehr aufwendig und vielschichtig ist. Eine genaue Beschreibung w"are deshalb an dieser Stelle zu umfangreich. \abschnitt \subheading{1.4.3 EDM} (Eingabemethode f"ur Daten der Musik) Diese \Em\ wurde mit dem Ziel entwickelt, eine umfangreiche und vollst"andige Musikanalyse aufgrund der Eingabedaten f"ur den Computer durchf"uhren zu k"onnen. Die vorgeschlagene Methode benutzt drei verschieden strukturierte Dateien, um die \m en Informationen abzuspeichern. Jede der drei Dateien entspricht einer Art, wie die notenbildliche Partitur gelesen werden kann. \abs Eine Datei gibt den horizontalen Verlauf der Musik wieder. Sie enth"alt Informationen zu allen Noten. In der n"achsten Datei werden die Daten der T"one, die zusammen erklingen, gespeichert, \dh sie repr"asentiert die vertikalen Ebene. Eine weitere Datei beinhaltet alle Strukturen des zeitlichen Ablaufs, die f"ur die beiden anderen Dateien ben"otigt werden. Mit diesen drei kurz beschriebenen Dateien wird eine Musikanalyse m"oglich, deren Vorgehensweise in der Arbeit von R. Werner beschrieben wird. Da eine n"ahere Erl"auterung den Rahmen einer Kurzbeschreibung sprengen w"urde, folgt nun eine Beispielcodierung. Daf"ur wird aus der Vielzahl der m"oglichen Dateien die ausgew"ahlt, die Informationen zu den Noten enth"alt. Zur Notation einer Partitur reicht dies aber nicht aus. % % $$\bunch\hbox{F4\T S\T F$*$B5$*<$4; $\sharp$F5\T A4\T\@ B5\T=; E6\T?1V2?A\T.; P\T A$*$H;}\endbunch$$ \par\vskip-0.4cm {\hsize9.5cm\parindent5cm\nointerlineskip \loose% \beginsong\vio\C% \s1\x8\s8\s3\b{11}\s{11}\a{14}\pa\ph\hfill\hbox{}\endsong} % \vskip -0.6cm\abs Die \Em\ bietet die M"oglichkeit, Partituren, die in hergebrachter Notation vorliegen, vollst"an\-dig zu codieren und damit eine Vielfalt von Anwendungsm"oglichkeiten. Obwohl bei der Entwicklung einer geeigneten Codierung versucht wurde, diese weitgehend an den musikalischen Sprachgebrauch anzupassen, wird durch die Vielzahl der einzugebenden Daten und Einzelinformationen zu einem Zeichen die Noteneingabe erschwert. Au\3erdem geht durch die Aufgliederung in drei Dateien mit verschiedenen Informationsstrukturen die "Ubersicht "uber das Musikst"uck verloren. Diese Aussage ist schon anhand obigen Beispiels deutlich geworden. Um den Gesamtbezug wiederzugewinnen, m"u\3ten die Dateien parallel gelesen werden. \abschnitt\abschnitt Eine letzte Eingabemethode ist erst in j"ungster Zeit von John Gourlay in der Zeitschrift ``Communications of the ACM'' ver"offentlicht worden \lit{\Gourlay}. \abschnitt \subheading{1.4.4 Sprache zur Noteneingabe von J. Gourlay} Gourlay beabsichtigte wie L. Smith mit der Entwicklung einer Noteneingabesprache f"ur den Computer, eine M"oglichkeit zur Automatisierung des Notensatzes zu schaffen. \abs Bei der Verwirklichung dieser Absicht sind seiner Ansicht nach zwei Ziele im Auge zu behalten: das Computer--System soll Druckvorlagen in gleicher Qualit"at wie gestochene liefern, gleichzeitig auf jeden Computer "ubertragbar sein und nur ein Minimum an Hardware erfordern, um die Kosten gering zu halten und die Anwendungsm"oglichkeiten breit zu f"achern. \abs % % % Um dies zu erreichen, schl"agt Gourlay vor, die Eingabesprache mit Hilfe des von Knuth entwickelten \Tss s \TeX\ und einiger zus"atzlicher Programmabschnitte zu verarbeiten. \abs F"ur die Eingabesprache von Gourlay existiert bisher nur eine Beschreibung der Syntax in Backus--Naur--Form. An diesem Syntaxdiagramm l"a\3t sich erkennen, da\3 die Eingabesprache f"ur die Anwendung von \TeX\ in Frage kommen k"onnte. "Ahnlich wie bei \TeX\ werden Kontrollw"orter bzw. Klammern benutzt, um anzugeben, was mit dem folgenden Text geschehen soll bzw. um zusammengeh"orenden Text zu kennzeichnen. \abschnitt \leftskip35pt {\tt title} ``Beispiel'' {\tt system} ({\tt staff} one) \abs{\tt block} (voice ({\tt measure} ({\tt clef trebleclef key} 2{\tt sharps meter}4/4 \abs (4.;D5) (8;D5) (4;E5) (4))\abs {\tt measure} ((4.;F5) (8;F5) (8;F5) {\tt beam slur} ((8;B4) (8;E5) (8;G5))) \abs {\tt measure} ({\tt slur} ((8;G5) (4;F5)) (8;E5) (8;D5) (8;E5)\abs {\tt begin} name1 ({\tt slur}) {\tt begin} name2 ({\tt tie}) (4;F5))\abs {\tt measure} ({\tt beam} ((8;F5) {\tt end} name2 (16;E5) (16;D5) {\tt end} name1) (4;E5) (2;F5)\abs {\tt barline final}))) %Smith S.303 mit verbundenen Achtel-Noten \par \leftskip0pt \par {\hsize15cm \parindent0pt \beginsong \vio\D\meter4/4% \v6\.1\a6\v7\pv\|\v8\.1\a8\a8% \group{\\{\a4}\\{\a7}\\{\a9}}{\\{4}\\{7}\\{9}}\lbeam13\uslur13\go\|% \group{\\{\a9}\\{\v8}}{\\{9}\\{8}}\uslur12\go\a7\a6\a7% \def\beamlist{\\{3-5,}\\{4-5,}} \group{\\{\v8}\\{\|}\\{\a8}\\{\s7}\\{\s6}}{\\{8}\\{8}\\{8}\\{7}\\{6}}\lbeam35% \uslur13\uslur15\go\v7\h8\doublebarline \endsong} \vskip-0.6cm\abs % Falls dieses System zur Anwendung kommt, k"onnen mit seiner Hilfe alle Arten von Musik in traditioneller Notation verarbeitet werden. Die Notenschrift wird mit dieser Eingabesprache fast vollst"andig codiert, fehlende Vorschriften k"onnten erg"anzt werden. Dadurch wird auch eine Vielzahl von Anwendungen au\3er dem automatisierten Notensatz m"oglich gemacht. \abs Der Aufbau der Sprache ist komplizierter als \zB bei Brook und Gould. Dies liegt daran, da\3 Brook und Gould nicht die gesamte Notenschrift in eine lineare Eingabe "ubertragen haben. Da die Eingabesprache von Gourlay dem Sprachgebrauch der Musiker angepa\3t wurde, ist sie nach kurzer Zeit trotzdem leicht zu handhaben und einpr"agsam. So deuten \zB die auftretenden Kontrollw"orter immer an, auf welche Art der folgende Text verarbeitet werden soll und welche Bedeutung dieser f"ur das Musikst"uck hat. \abs Gourlay kommt in seiner Arbeit der Vorstellung einer optimalen \Em\ schon sehr nahe, allerdings hat er nicht ausgef"uhrt, wie er sich eine Weiterverarbeitung mit \TeX\ vorstellt. Seine Methode beschreibt die bisher vollst"andigste und gleichzeitig eing"angigste Codierung. Falls eine Implementierung gelingen sollte, bietet sie im Vergleich mit den anderen \Ev\ die vielf"altigsten Verwendungsm"oglichkeiten. \abschnitt Der "Uberblick "uber die \Ev\ verschiedener Autoren, die jeweils eine andere Methode zur Darstellung der Eingabe verwendeten, zeigt, da\3 jedes dieser Verfahren, das von Gourlay ausgenommen, in mindestens einem Punkt den Anspr"uche an eine Eingabesprache (siehe 1.3) nicht gen"ugen. \abs Im Prinzip h"atte diese Arbeit von der Eingabesprache von Gourlay ausgehen k"onnen. Dazu w"aren einige Erweiterungen bzw. Ab"anderungen notwendig gewesen. Allerdings erfolgte die Ver"offentlichung erst, als dieser Teil der Arbeit bereits ausgearbeitet und eine Implementierung der Noteneingabesprache erfolgt war. Da die anderen vorgestellten Eingabemethoden zu mangelhaft schienen, war es notwendig, ein neues Verfahren zu entwickeln, das diese Bedingungen erf"ullt und universell anwendbar ist. Dabei soll nat"urlich auch die Einbettung in das \Tss\ \TeX\ ber"ucksichtigt werden, denn das ist ein Teil der Aufgabenstellung der vorliegenden Arbeit. \absatz Die Aufgabe der anschlie\3enden Kapitel ist es, die entwickelte Eingabesprache exakt zu definieren. Dies geschieht in zwei Schritten: zuerst wird mit der Beschreibung der Syntax die "au\3ere Form pr"azisiert (Kapitel 2), danach wird auf die Semantik eingegangen und die Wirkungsweise und Bedeutung einzelner Kommandos n"aher erl"autert (Kapitel 3). \abschnitt \vfill\eject