Adaptif_gamelan_sint.. - Universitas Dian Nuswantoro
advertisement
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015 89 Adaptif Gamelan Sintetik Berbasis Modulasi Amplitudo Pada Android Muljono*), Amiq Fahmi**), Y. Tyas Catur Pramudi***), Ahmad Nauval****) Ilmu Komputer, Universitas Dian Nuswantoro * E-Mail: [email protected], **[email protected], *** [email protected], **** - Abstrak Gamelan dibangun sekitar lima belas kelompok instrumen yang berbeda. Setiap instrumen dari gamelan terdiri hanya satu oktaf. Berbeda dengan alat musik barat seperti piano dan gitar setiap oktaf memiliki 7(tujuh) nada yang disebut tangga nada diatonik, sedangkan gamelan setiap oktaf hanya memiliki 5(lima) nada yang disebut tangga nada pentatonik. Musik dengan tangga nada diatonik dapat dimainkan dengan berbagai nada dasar sedangkan gamelan hanya bisa dimainkan dalam satu nada dasar saja sehingga pesinden harus menyesuaikan dengan nada dasar yang dimiliki dari satu set gamelan. Dengan demikian, hanya sedikit orang yang bisa menjadi pesinden karena kesulitan menyesuaikan dengan nada dasar gamelan. Aplikasi multimedia gamelan sintetik ini dirancang ke dalam sajian desain adaptif sintetis yang mampu menyesuaikan dengan nada dasar dari pesinden. Sintesis nada menggunakan metode modulasi amplitudo sebagai landasan dalam membuat dan memodelkan sinyal audio dari setiap instrumen gamelan. Aplikasi multimedia adaptif gamelan sintetik pada android dapat digunakan sebagai media pembelajaran yang efektif untuk belajar jadi pesinden. Kata kunci: adaptif gamelan sintetik, modulasi amplitudo, android, pentatonik, nada. 1. PENDAHULUAN Gamelan adalah salah satu alat musik tradisional Indonesia yang banyak tumbuh di wilayah Jawa dan Bali. Gamelan terdiri dari satu set alat musik yang terbuat dari logam, kayu, atau bambu. Gamelan Jawa terdiri dari beberapa kelompok alat musik, diantaranya kelompok balungan yang terdiri dari demung, saron dan peking. Kelompok bonang terdiri dari bonang barung dan bonang penerus. Kelompok gong dan kelompok-kelompok lainnya. Gamelan Jawa merupakan alat musik yang dimainkan dengan pola berulang. Gamelan dibangun dari sekitar lima belas kelompok instrumen yang berbeda. Masing-masing dari alat gamelan ini terdiri dari hanya satu oktaf. Berbeda dengan alat musik barat seperti piano dan gitar setiap oktaf memiliki 7(tujuh) nada yang disebut tangga nada diatonik, sedangkan gamelan setiap oktaf hanya memiliki 5(lima) nada yang disebut tangga nada pentatonik. Setiap bilah dari suatu alat gamelan mewakili sebuah notasi gamelan. ISBN: 979-26-0280-1 Ada beberapa perbedaan antara musik barat (bertangga nada diatonik) dan musik timur (bertangga nada pentatonik). Musik barat dibuat dengan nada yang stabil, standard dan tetap dalam pengaturan frekuensi dan amplitudo, sedangkan musik timur seperti gamelan yang dibuat secara manual tidak standard dalam resonansi, warna suara, amplitudo atau frekuensi[1]. Perbedaan lainnya musik barat sangat adaptif terhadap nada dasar, dan sangat berkebalikan dengan musik gamelan yang hanya memiliki satu nada dasar saja dan tidak adaptif dengan suara penyanyi. Hal ini disebabkan karena gamelan hanya bisa dimainkan dalam satu nada dasar saja, sehingga pesinden (penyanyi) harus menyesuaikan dengan nada dasar yang dimiliki dari satu set gamelan, dengan demikian hanya sedikit orang yang bisa menjadi pesinden karena kesulitan menyesuaikan suaranya dengan nada dasar dari gamelan. Alat musik gamelan saat ini sudah mulai diterima oleh komposer internasional seperti Claude Achille Debussy (komponis 90 Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015 Perancis), Bella Bartok (Hungaria), Colin Mc Phee (AS), Backet Wheeler [2][3] dan gamelan menjadi bahan kajian dan penelitian di beberapa negara. Namun demikian, sedikit dari masyarakat Indonesia yang peduli dan tertarik alat musik gamelan, hal ini disebabkan gamelan terdiri dari banyak intrumen, membutuhkan tempat yang luas, harganya yang mahal dan tidak praktis untuk dibawa kemana mana jika dibutuhkan untuk pagelaran atau konser. 2. TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah merancang bangun aplikasi multimedia gamelan sintetis berbasis teknologi informasi pada android yang dirancang ke dalam sajian desain adaptif terhadap nada dasar suara yang dimiliki oleh penyanyi. Proses adaptif dilakukan dengan cara mensintesis nada baru sesuai yang diinginkan. Sintesis nada sebagai landasan dalam memodelkan sinyal audio dari instrumen gamelan, dengan mengatur frekuensi dasar yang diinginkan. Dengan aplikasi multimedia adaptif gamelan sintetis pada android yang mampu menyesuaikan dengan nada dasar suara dari penyanyi diharapkan dapat digunakan sebagai media pembelajaran yang efektif bagi masyarakat yang ingin menjadi pesinden dan sangat praktis. standarisasi nada bagi adaptif gamelan sintetis yang akan dibuat. Langkah berikutnya dengan eksperimen penuh, melakukan analisis terhadap seluruh sinyal nada gamelan untuk mengetahui frekuensi dasar, frekuensi harmonisa dan envelope sinyal (attack, decay, sustain dan realease). Selajutnya untuk sintesis nada digunakan metode modulasi amplitudo. Dilakukan pembuatan nada-nada sintetis dari seluruh alat gamelan. Nada-nada sintetis dari masing-masing alat gamelan tersebut dibuat mengikuti kelompok nada dasar yang diinginkan. Dalam aplikasi ini dibuat 3 kelompok nada dasar (Alit, Sedeng, Ageng) untuk Gamelan Slendro dan Pelog, sehingga akan tercipta nada dasar Gamelan Slendro (Alit, Sedeng, Ageng) dan Gamelan Pelog (Alit, Sedeng, Ageng). Setelah nada-nada sintetis dari seluruh alat gamelan tercipta, langkah selanjutnya merancang dan membangun Adaptif Gamelan Sintetis. Untuk hal tersebut dilakukan 3 tahapan, Tahap 1 Analisis Sistem, Tahap 2 Desain Sistem dan Tahap 3 Pra Implementasi Sistem. Penelitian ini merupakan eksperimen murni, yaitu penelitian yang dilakukan dengan membuat sebuah prototype yang diujicoba, pre dan post test. 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 3. METODE Pembuatan aplikasi multimedi adaptif gamelan sintetis dilakukan dalam beberapa tahapan. Adaptif disini diartikan mampu untuk menyesuaikan dengan nada dasar dari pesinden (penyanyi). Sehingga pesinden (penyanyi) bukan yang menyesuaikan dengan nada dasar dari gamelan, melainkan gamelannya yang menyesuaikan dengan nada dasar pesinden. Sementara yang dimaksud sintetis adalah buatan. Nada-nada dari set gamelan diciptakan dengan nada dasar berbeda-beda sehingga nantinya gamelan akan memiliki nada dasar yang bervariasi, sementara saat ini gamelan hanya memiliki hanya satu nada dasar saja. Tahap pertama didahului dengan pengambilan data suara gamelan di dua lokasi yaitu Gamelan Kyai Telogo Muncar Keraton Paku Alam Yogyakarta dan Gamelan Sukorsih Keraton Kasunanan Pakubuwono Surakarta. Gamelan di dua keraton tersebut sebagai acuan untuk ISBN: 979-26-0280-1 4.1. Tahap Pengolahan Sinyal Digital Pengolahan sinyal digital dari nada-nada alat musik dari set gamelan yang digunakan sebagai dasar acuan pembentukan nada sintetis dari set gamelan. Data-data yang dikumpulkan hanya nada-nada dari instumen keluarga Balungan yang terdiri dari 3 instrumen yaitu Demung, Saron dan Peking, keluarga Bonang yang terdri dari Boanang Barung dan Bonang Penerus, Keluarga Ketuk Kempyang dan Kenong, Keluarga Slenthem dan Keluarga Gong. Perekaman dilakukan menggunakan alat bantu microphone, komputer, souncard external dan software Protools 9. Jarak antara instrumen tiap-tiap gamelan dengan microphone 15 cm dengan menggunakan 2 buah microphone pada posisi kiri dan kanan dari instrumen gamelan . Perekaman sinyal dilakukan selama 5 detik dengan frekuensi sampling 48000 Hz. Durasi rekaman 5 detik mewakili dari rata-rata lamanya bunyi dari nada gamelan ketika 91 Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015 dipukul sampai suaranya tidak terdengar lagi. Frekuensi sampling 48000 Hz, mengacu pada kualitas rekaman musik yang baik pada frekuensi sampling minimal 44100 Hz atau 48000 Hz. 4.2. Analisis Sinyal Gamelan 4.2.1. Bentuk Sinyal dalam domain waktu, frekuensi, waktu-frekuensi dan envelope Sinyal-sinyal suara hasil rekaman masih dalam bentuk domain waktu. Untuk mengetahui bentuk sinyal gamelan dalam domain waktu dapat dilakukan dengan menganalisis sinyal tersebut. (a) Untuk mengubah sinyal dari domain waktu ke domain frekuensi dilakukan dengan menggunakan algoritma Fast Fourier Transform. Menampilkan sinyal dalam bentuk domain waktu-frekuensi dapat dilakukan dengan menggunakan algortima Short Time Fourier Transform. Sedangkan envelope dari suatu sinyal ditampilkan menggunkan algoritma Hilbert Transform [4][5][6]. (b) Gambar 1. Sinyal nada gamelan : (a) alat perekam dan (b) proses perekaman (a) (b) Gambar 2. Sinyal Gong Suwukan Barang dalam: (a) domain waktu dan (b) domain frekuensi ISBN: 979-26-0280-1 92 Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015 (a) (b) Gambar 3. Sinyal Gong Suwukan Barang dalam: (a) domain waktu-frekuensi dan (b) ekstraksi envelope-nya menggunakan hilbert transform Tabel 2. Fundamental frekuensi Instrumen Balungan laras pelog OKTAF Demung Saron Peking NOTASI (Hz) (Hz) (Hz) Bilah 1 289 580 1178 Bilah 2 307 619 1268 Bilah 3 335 682 1384 Bilah 4 392 789 1618 Bilah 5 425 856 1737 Bilah 6 450 917 1853 Bilah 7 497 1009 2094 4.2.2. Sintesis Sinyal Baru Informasi mengenai elemen-elemen sinyal digunakan untuk melakukan sintesis /rekontruksi sinyal. Sinyal sintetik dalam penelitian ini adalah sinyal sintetik penuh (full-synthetic) yang tidak dilakukan normalisasi amplitudo nada gamelan asli sebagai referensi untuk pembuatannya. Berdasarkan acuan infomasi dari hasil analisis kemudian dibuat sinyal sintesis yang mendekati sinyal sebenarnya. Analisa Fourier dilakukan untuk mengetahui frekuensi–frekuensi sinyal yang membentuk gelombang tersebut dalam bentuk grafik frekuensi. Diambil frekuensi dengan magnitudo yang dominan sebagai carrier dan diambil beberapa frekuensi yang lain yang memiliki nilai magnitudo tinggi sebagai sinyal harmonisa, sinyal sintesa dibuat dengan metode Modulasi Amplitudo sesuai karakteristik envelope [7][8][9]. Gambar 4. Langkah-langkah untuk membuat sinyal sintetis nada gamelan 4.2.3. Pengujian Hasil Sintesis Untuk pengujian terhadap hasil sintesis sinyal baru apakah mendekati sinyal ISBN: 979-26-0280-1 sebenarnya, maka perlu dilakukan uji kemiripan. Pengujian kesalahan dilakukan dengan metode MSE (Mean Square Error). Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015 Pengujian dilakukan menggunakan data magnitudo dari sinyal asli dibandingkan dengan magnitudo sinyal sintetis. Untuk nada Demung Slendro 3 hasil sintesis dibandingkan dengan Nada Demung Slendro 3 yang asli didapatkan hasil dari perhitungan MSE = 0,0434. Sehingga didapatkan ketelitiannya sampai 99,66 %. 4.3. Tahap Merekayasa Adaptif Gamelan Sintetis. Metode pengembangan aplikasi multimedia adaptif gamelan sistetik menggunakan model deskriptif kualitatif, yaitu cara atau prosedur pemecahan masalah dengan menggunakan urutan langkah yang telah ditentukan untuk menghasilkan suatu produk yang diharapkan[10]. Pendekatan dilakukan dengan menggunakan Model System Development Life Cycle (SDLC). 4.3.1 Analisis Sistem Mendefinisikan dan mengkaji kebutuhan dan manfaat akan desain dokumentasi dalam bentuk multimedia yang akan dibangun. Metode analisis untuk eksplorasi dan evaluasi digunakan metode Synectics atau brainstorming, dengan melibatkan pihakpihak dalam kompetensi yang lebih luas, termasuk individu diluar disiplin desain yaitu dalang, guru gamelan dan budayawan lainya. 4.3.2 Desain Sistem Dalam tahap desain menggunakan prinsip Semiotik Sintatik. Dimana tandatanda/simbol/isyarat unsur-unsur seni gamelan yang akan disampaikan dalam bentuk multimedia harus memiliki keterpaduan dan keseragaman untuk menghasilkan citra yang baik. 5. APLIKASI ADAPTIF GAMELAN SINTETIK PADA ANDROID Setelah dialakukan analisa dan perancangan selanjutnya aplikasi multimedia adaptif gamelan sistetik ini perlu di implementasikan dalam sebuah bahasa pemrograman yang telah dipilih, yaitu Android yang ditulis dalam bahasa pemrograman Java dan XML. Kemudian aplikasi tersebut dibuat menjadi sebuah file yang dapat diinstall di Android, dengan format file .APK. 6. KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Rancang bangun gamelan Jawa ke dalam sajian desain adaptif gamelan sintetis memiliki nada-nada dari masing-masing alat gamelan yang standart dalam hal frekuensi dasar, timbre (warna suara), amplitudo, attack, decay, sustain dan release. Gambar 5. Installasi aplikasi multimedia adaptif gamelan pada android Gambar 6. Menu utama aplikasi multimedia adaptive gamelan pada android ISBN: 979-26-0280-1 93 94 Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015 Aplikasi multimedia adaptif gamelan sistetik pada android diharapkan mampu menyesuaikan dan mengikuti nada dasar dari pesinden (penyanyi). 3. Dengan adanya aplikasi multimedia adaptif gamelan sisntetik ini diharapkan dapat digunakan sebagai media pembelajaran yang efektif untuk masyarakat termasuk didalamnya adalah masyarakat internasional dalam mengenal seni gamelan Jawa. Aplikasi gamelan ini tidak secara otomatis mampu untuk adaptif (menyesuaikan) dengan nada dasar penyanyi (sinden) namun perlu bantuan manusia (pengrawit) untuk melakukan pemilihan nada dasar yang sesuai. Oleh karena itu maka aplikasi ini perlu dikembang lagi agar secara otomatis tanpa campur tangan manusia. 2. 7. PERSEMBAHAN Penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, yang telah memberikan dukungan keuangan melalui Hibah Penelitian Kompetitif Tahun Anggaran 2015 dan juga ucapan terima kasih kepada Universitas Dian Nuswantoro untuk semua bantuan dan dukungannya dalam penelitian ini. 8. DAFTAR PUSTAKA [1] Muljono, Y. Tyas Catur Pramudi, Amiq Fahmi, Khafiizh Hastuti, 2014, “Pitch Shifting Based Phase Vocoder for Synthesizing Javanese Gamelan Gong Ageng”, ISSN : 2407-4330, December 4th 2014, Proceeding ICETIA 2014 UMS, Surakarta [2] Sutton, Anderson,R, “Central Javanese gamelan music:Dynamics of a steady state”, 1993, Northern Illinois University in DeKalb, Il, pp. 278-2 ISBN: 979-26-0280-1 [3] Suprapto, Suprapto, Y.K.; Purnama, I.K.E.; Hariadi, M.; Purnomo, M.H.; 2009, “Sound Modeling of Javanese Traditional Music Instrument”, Instrumentation, Communications, Information Technology, and Biomedical Engineering (ICICI-BME), 2009 International Conference on IEEE [4] Douglas F. Elliott, 1987, “Handbook of Digital Signal Processing, Engineering Applications“, Academic Press Inc. [5] Duhamel, P. & Vetterli M. 1999, “Fast Fourier Transforms: A Tutorial Review and a State of the Art” Digital Signal Processing Handbook, Ed. Vijay K. Madisetti and Douglas B. Williams, Boca Raton: CRC Press LLC [6] D. Barry, D. Dorran, and E. Coyle, 2008, “Time and pitch scale modification: A real-time framework and tutorial”, in Proceedings of the 11th International Conference on Digital Audio Effects (DAFx-08). [7] Edward C. Carterette, Roger A. Kendall ,1994, “On the Tuning and Stretched Octave of Javanese Gamelans”, Leonardo Music Journal, Vol. 4 [8] Laroche, Jean. , Dolson, Mark, 2000., “New Phase-Vocoder Techniques forReal-Time Pitch Shifting, Chorusing, Harmonizing, and Other Exotic AudioModifications” , Creative Technology Centre, 1600 Green Hills Road, Scoot Valley, CA 95967. [9] Laroche, J. and Dolson, M, 1999, “Improved Phase Vocoder Time-Scale Modification of Audio”, IEEE Transactions on Speech and Audio Processing. [10] Pramudi, Tyas., Budiman, F., Sunardi, 2010, “Desain Virtual Gamelan Jawa”, Proceeding SNATI 2010, UII, Yogyakarta.
