Quality of musician's experience in network music performance
Authors: Τσιούτας Κωνσταντίνος 
Published: March 2022

Η αυξανόμενη χρήση των υπηρεσιών τηλε-συνεργασίας και τηλεδιασκέψεων λόγω της πρόσφατης πανδημίας και του αποκλεισμού που επιβλήθηκε, ανέδειξε εκ νέου το ενδιαφέρον για συστήματα και υπηρεσίας Διαδικτυακής Μουσικής Εκτέλεσης (ΔΜΕ) όπου οι μουσικοί συνεργάζονται μέσω του Διαδικτύου σε πραγματικό χρόνο. Παρόλο που οι ταχύτητες του Διαδικτύου έχουν αυξηθεί σε μεγάλο βαθμό σε σχέση με τις ταχύτητες που επικρατούσαν όταν δημιουργήθηκαν τα πρώτα συστήματα ΔΜΕ, η καθυστέρηση του Διαδικτύου είτε αυτή οφείλεται από τις μεγάλες φυσικές αποστάσεις είτε από την απρόβλεπτη φύση της κίνησης του Διαδικτύου, αποτελεί σημαντικό εμπόδιο στην ευρεία χρήση ΔΜΕ εφαρμογών. Το βασικό ερώτημα που προσπαθεί να απαντήσει η παρούσα διατριβή είναι η εκτίμηση του ορίου της ανοχής του ανθρώπου στην καθυστέρηση του ήχου ώστε τη ΔΜΕ να αξιολογηθεί ως επιτυχής. Για τον σκοπό αυτό, αρχικά προσδιορίσαμε τους παράγοντες που επηρεάζουν την Ποιότητα της Εμπειρίας του Μουσικού (ΠΕΜ) κατά τη ΔΜΕ. Μεταξύ των παραγόντων εστιάσαμε στη καθυστέρηση του ήχου ο οποίος είναι ο καθοριστικός παράγοντας για να είναι επιτυχής ή ανεπιτυχής μια ΔΜΕ. Επιπλέον εστιάσαμε και στη ποιότητα του ήχου, καθώς ίσως υπάρχουν περιθώρια μείωσης της προκειμένου να κερδίσουμε σε εύρος ζώνης και άρα ταχύτητα χωρίς να χρειαστεί να χρησιμοποιήσουμε αλγόριθμους συμπίεσης ήχου οι οποίοι προσθέτουν καθυστέρηση. Επιπλέον παρατηρήσαμε ότι το μεγαλύτερο μέρος της βιβλιογραφίας είτε εστιάζει σε πειράματα όπου χρησιμοποιήθηκαν παλαμάκια και όχι μουσικά όργανα, είτε χρησιμοποίησε μικρό αριθμό μουσικών κάτι που οδηγεί σε χαμηλή στατιστική σημαντικότητα.Πριν καταλήξουμε σε μεγάλη κλίμακα πειραμάτων, σχεδιάσαμε αρχικά δυο στάδια πιλοτικών πειραμάτων. Στο πρώτο στάδιο δοκιμάσαμε το πειραματικό σχεδιασμό συμπεριλαμβανομένου του λογισμικού αλλά και των υπολογιστικών συστημάτων ώστε να διαβεβαιώσουμε ότι τα πειράματα θα μπορούν να εκτελεστούν χωρίς δυσλειτουργίες. Στο δεύτερο στάδιο πιλοτικών πειραμάτων δοκιμάσαμε τις μεθόδους εκτίμησης της εμπειρίας η οποία βασίστηκε κυρίως σε κατάλληλο σχεδιασμό ερωτηματολογίων τα οποία απαντούσαν οι μουσικοί μετά από κάθε ΔΜΕ.Βασισμένοι στα δύο πιλοτικά στάδια, σχεδιάσαμε και εκτελέσαμε το μεγαλύτερο πείραμα έως σήμερα όσον αφορά τον αριθμό των μουσικών οι οποίοι έπαιξαν μουσικά όργανα και όχι παλαμάκια. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων μεταβάλλαμε την καθυστέρηση αλλά και την ποιότητα του ήχου με συγκεκριμένο τρόπο και συλλέξαμε τις απαντήσεις από τα ερωτηματολόγια των μουσικών. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι υπάρχει όριο στην ποιότητα του ήχου πέρα από το οποίο η αύξηση της ποιότητας δεν επέδρασε στην ποιότητα της εμπειρίας του μουσικού. Αντιθέτως, οι μεταβολές της καθυστέρησης είχαν πολύ μεγάλη επίδραση στη ΠΕΜ. Πιο συγκεκριμένα οι αναλύσεις ανέδειξαν σοβαρές ενδείξεις ότι το ανεκτό όριο της καθυστέρησης των μουσικών είναι πιο κοντά στα 40ms παρά στα 25 με 30 ms όπως ανέφεραν προηγούμενες μελέτες.Έχοντας καταγράψει ήχο και video από όλα τα πειράματα, συμπληρώσαμε την υποκειμενική ανάλυση των ερωτηματολογίων με τρεις επιπλέον μεθόδους ανάλυσης, καθιστώντας την παρούσα διατριβή ως την πρώτη πολύ – τροπική έρευνα πάνω στο ΠΕΜ για τη ΔΜΕ. Αρχικά πραγματοποιήσαμε ανάλυση στις ηχογραφήσεις προκειμένου να εξάγουμε συμπεράσματα για την ανοχή των μουσικών στην καθυστέρηση μελετώντας τις διακυμάνσεις του ρυθμού των ΔΜΕ. Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης επιβεβαίωσαν ότι το ανεκτό όριο στην καθυστέρηση είναι τα 40 ms για τη ΔΜΕ όπως είχε αναδείξει η υποκειμενική ανάλυση. Κατά δεύτερον πραγματοποιήσαμε αναλύσεις των ηχογραφήσεων σε επίπεδο φασματικών χαρακτηριστικών τα αποτελέσματα των οποίων έδειξαν ότι η καθυστέρηση έχει μεγαλύτερη επίδραση στα κρουστά όργανα αλλά και στους μουσικούς που παίζουν ρυθμικά μέρη. Το αποτέλεσμα αυτό επιβεβαίωσε προηγούμενες αλλά μικρότερες σε αριθμό μουσικών μελέτες. Κατά τρίτον πραγματοποιήσαμε ανάλυση των video των μουσικών χρησιμοποιώντας τεχνικές μηχανικής μάθησης για να εξάγουμε συναισθηματικά δεδομένα από τους μουσικούς. Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης έδειξαν ότι οι μεταβολές της καθυστέρησης αλλά και της ποιότητας του ήχου είχαν σαφείς επιδράσεις στα συναισθήματα των μουσικών με απότομες μεταβολές αυτών. Παρόλο που αυτές οι ενδείξεις ήταν ενδιαφέρουσες δεν έδωσαν τόσο σαφή αποτελέσματα ώστε να αντικαταστήσουν την υποκειμενική μέθοδο των ερωτηματολογίων.