Tempo Lock · Bahan Renungan

Setelah Bunyi Klik Terputus

Permainan dimulai dengan bunyi klik yang menandai tempo, lalu klik itu membisu, dan pemain harus terus mengetuk pada tempo yang sama sepanjang birama-birama yang sunyi.

Ditulis dan disunting dalam bahasa Inggris. Versi bahasa Indonesia ini dihasilkan oleh terjemahan mesin; jika ketepatan menjadi penting, naskah asli berbahasa Inggris adalah yang berlaku. Baca naskah asli dalam bahasa Inggris →

Struktur Sebuah Ronde

Sebuah ronde dalam Tempo Lock dibangun dari sebuah target yang menetapkan empat hal: nilai ketukan per menit untuk temponya, jumlah birama saat klik berbunyi, jumlah birama sunyi yang menyusul, dan nilai ketukan per birama, yakni pembilang pada tanda biramanya. Mesin permainan memakai bidang-bidang ini untuk menyusun seluruh ronde, dari ketukan pertama yang terdengar hingga ketukan sunyi yang terakhir. Tempo menetapkan laju klik, birama yang terdengar menentukan berapa lama pemain mendengar metronom, dan birama sunyi menetapkan tantangan untuk mempertahankan tempo itu tanpa klik. Nilai ketukan per birama menentukan berapa banyak ketukan yang terjadi dalam setiap birama, dan permainan menetapkannya 4, yaitu "common time" (birama 4/4), pada setiap ronde. ³

Mesin permainan menghitung beberapa nilai turunan dari target itu untuk menopang sistem penskorannya. Ia menghitung panjang ketukan sebagai enam puluh ribu dibagi tempo, yang memberikan durasi satu ketukan dalam milidetik. Ia menghitung jumlah ketukan total sebagai jumlah birama terdengar dan birama sunyi dikalikan ketukan per birama, yang memberikan banyaknya ketukan yang harus dilalui pemain. Ia menghitung awal kesunyian sebagai jumlah birama terdengar dikalikan ketukan per birama, yang menandai indeks ketukan tepat ketika klik berhenti berbunyi. Nilai-nilai turunan ini membentuk fondasi matematis bagi seluruh ronde. ³

Klik memainkan tempo target sepanjang birama yang terdengar, lalu terputus, dan pemain harus terus mengetuk pada tempo yang sama sepanjang birama sunyi.

Klik dan Kesunyian

Klik adalah sinyal terdengar yang menetapkan tempo bagi ronde tersebut. Ia berbunyi pada tempo target selama birama-birama yang terdengar, menandai setiap ketukan dengan bunyi pendek. Klik ini berfungsi sebagai metronom, menghasilkan bunyi pada selang waktu yang seragam, hanya saja di sini selang itu ditetapkan oleh target ronde, bukan oleh pemain. Hitungan pembuka sepanjang empat ketukan berbunyi lebih dahulu, dan ketukan pertama setiap birama memperoleh klik bernada lebih tinggi. Para musisi memakai metronom untuk bermain atau berlatih tepat waktu, menjaga tempo yang mantap dan ketukan yang teratur. Klik dalam permainan ini mengemban fungsi yang sama selama fase terdengar, yakni menyediakan titik acuan yang harus disamai pemain lewat ketukan jarinya. ²

Ketika birama yang terdengar berakhir, klik terputus sama sekali. Pemain tidak lagi mendengar metronom dan harus terus mengetuk pada tempo yang sama sepanjang birama sunyi. Kesunyian inilah yang menciptakan tantangan inti permainan, karena pemain harus memegang tempo itu di dalam benaknya tanpa acuan dari luar. Kesunyian itu tidak kosong; ia terisi oleh ingatan akan tempo dan oleh usaha pemain mempertahankannya. Skornya nanti akan mengukur seberapa baik pemain memegang tempo itu selama kesunyian. ³

Stempel Waktu Mentah dan Determinisme

Mesin permainan bekerja sepenuhnya dari stempel waktu mentah ketukan jari yang diukur dalam milidetik. Setiap ketukan jari direkam sebagai nilai waktu absolut, dan seluruh perhitungan diturunkan dari stempel waktu itu bersama targetnya. Urutan stempel waktu ketukan jari yang sama selalu menghasilkan hasil yang sama, sehingga mesinnya deterministik dan dapat diuji tanpa jam. Pendekatan ini menyingkirkan segala kerancuan dari perhitungan waktu dan memastikan penskorannya konsisten pada setiap kali jalan dengan masukan yang sama. ³

Fungsi-fungsi penskoran dalam mesin permainan menerima stempel waktu mentah ketukan jari dalam milidetik bersama targetnya sebagai masukan. Rancangan ini berarti mesin tersebut dapat diuji dengan urutan stempel waktu yang sudah ditentukan sebelumnya, dan keluarannya dapat diverifikasi tanpa perlu menjalankan permainan secara waktu nyata. Determinisme itu meluas sampai ke pembangkit bilangan acak berbenih yang memilih tempo target bagi setiap ronde. Benih dan tingkat kesulitan tertentu menetapkan target yang sama setiap kali, dan setiap aturan dapat diuji sejak titik itu. ³

Mesin permainan bekerja dari stempel waktu mentah ketukan jari, sehingga ketukan jari yang sama selalu memberi hasil yang sama.

Memulihkan Tempo dari Ketukan Jari

Mesin permainan memulihkan perkiraan tempo dari rata-rata selang antara ketukan-ketukan jari yang berurutan. Ia menghitung selang antarketukan jari, yaitu selisih waktu antara setiap ketukan jari dan ketukan jari sebelumnya, lalu menghitung rata-ratanya, dengan melewati selang mana pun yang bernilai nol atau negatif; bila ketukan jarinya kurang dari dua, ia sama sekali tidak melaporkan tempo. Nilai ketukan per menit diturunkan dari rata-rata selang ini, sehingga memberi ukuran tempo yang dipertahankan pemain sepanjang rangkaian ketukan jarinya. Fungsi ini bekerja lepas dari tempo target dan menyediakan pengukuran objektif atas kinerja pemain yang sesungguhnya. ³

Tempo yang dipulihkan itu ditampilkan pada layar hasil sebagai "Your tempo" (tempo Anda) di samping tempo target, sehingga pemain dapat melihat seberapa dekat ia menyamai laju yang dimaksudkan. Perhitungannya bekerja dari stempel waktu mentah saja, mencakup setiap ketukan jari yang terekam, baik pada fase terdengar maupun pada fase sunyi. Angka itu dilaporkan sebagai informasi belaka: skornya sendiri dihitung dari simpangan, bukan dari tempo yang dipulihkan. ³

Mengukur Simpangan dari Kisi

Sistem penskoran memberi ganjaran kepada pemain yang menjaga ketukan jarinya tetap dekat dengan kisi metronom ideal selama fase sunyi. Kisi ideal itu terdiri atas posisi-posisi ketukan yang akan terjadi seandainya sebuah metronom dimulai pada ketukan jari pertama pemain dan terus berjalan pada tempo target. Setiap ketukan jari dipasangkan dengan posisi ketukan ideal yang terdekat, dan selisih di antara keduanya merupakan simpangan bagi ketukan jari itu. Hanya ketukan jari yang ketukan terdekatnya jatuh pada fase sunyi yang ikut dihitung, dan karena masing-masing dipasangkan dengan ketukan terdekatnya, tidak ada satu pun ketukan jari yang dapat menyimpang lebih dari setengah ketukan. Setiap ketukan pada fase sunyi yang dibiarkan tanpa ketukan jari dibebani sebagai kelewatan setengah ketukan, yakni kasus terburuknya, lalu dilebur ke dalam rata-rata yang sama, sehingga melewatkan ketukan mendorong simpangan rata-rata naik dan skornya turun, dan pemain yang tidak mengetuk sama sekali selama kesunyian memperoleh skor nol. ³

Pendekatan berbasis simpangan ini mengubah usaha memegang tempo menjadi besaran yang terukur. Mesin permainan tidak sekadar memeriksa apakah ketukan jari jatuh dalam suatu jendela tertentu; ia mengukur penyimpangan yang presisi dari posisi-posisi ideal. Pegangan yang sempurna, dengan simpangan rata-rata nol, memperoleh skor 1000, dan skornya turun dalam garis lurus hingga 0 pada simpangan rata-rata seperempat ketukan, sehingga simpangan yang lebih kecil selalu menghasilkan skor yang lebih tinggi. Skalanya diukur dalam satuan ketukan, bukan milidetik, sehingga maknanya sama pada setiap tempo: pada 120 ketukan per menit, seperempat ketukan adalah 125 milidetik, sedangkan pada 80 ketukan per menit angkanya 187,5 milidetik. Seperempat ketukan juga merupakan rata-rata yang dihasilkan ketukan jari yang asal-asalan, sehingga mengetuk secara acak praktis tidak memperoleh apa pun. Layar hasil tetap melaporkan simpangan rata-rata dalam milidetik, lalu mengubah skor itu menjadi vonis: “Locked in!” (terkunci) pada 850 atau lebih, “Tight.” (rapat) pada 650 atau lebih, “Wobbly.” (goyah) pada 350 atau lebih, dan “Lost the beat.” (kehilangan ketukan) di bawah itu. Ini menciptakan skala kinerja yang sinambung alih-alih hasil lulus-gagal yang biner, sehingga ketepatan pewaktuan dapat dinilai secara halus. ³

Skor berbasis simpangan mengukur seberapa presisi pemain memegang tempo selama kesunyian.

Prasetel Tingkat Kesulitan

Permainan ini menawarkan tiga prasetel tingkat kesulitan, yaitu "Easy", "Medium", dan "Hard" (Mudah, Sedang, dan Sulit), yang mengubah-ubah rentang tempo serta jumlah birama sunyi. Setiap prasetel memberi empat birama yang terdengar. "Easy" menarik tempo antara 70 dan 100 ketukan per menit serta meminta empat birama sunyi; "Medium" menarik antara 90 dan 130 serta meminta enam; "Hard" menarik antara 110 dan 170 serta meminta delapan. Prasetel-prasetel ini memberi pemain pilihan tantangan, dari tempo yang lembut dengan bagian sunyi yang pendek hingga tempo cepat dengan pegangan sunyi yang panjang. ³

Prasetel itu bekerja dalam kerangka deterministik yang sama seperti bagian lain mesin permainan. Setiap prasetel menetapkan sebuah target dengan nilai bidang tertentu, dan mesin memproses target itu persis seperti target mana pun yang lain. Kesulitannya terletak pada perpaduan antara tempo dan jumlah birama sunyi, yang menentukan seberapa cepat ketukan datang dan seberapa lama pemain harus memegangnya tanpa klik. Sistem penskorannya tetap konsisten di seluruh prasetel, yakni mengukur simpangan dari kisi ideal tanpa memandang tingkat kesulitan yang dipilih, dan karena skalanya ditetapkan dalam pecahan satu ketukan, sebuah skor tertentu menyatakan presisi relatif yang sama pada tempo "Hard" yang cepat maupun pada tempo "Easy" yang lambat. ³

Tempo di Balik Permainan

Dalam musik, tempo adalah kecepatan atau laju sebuah gubahan, yang diukur dalam ketukan per menit. Tempo 60 ketukan per menit berarti satu ketukan per detik, sedangkan tempo 120 ketukan per menit dua kali lebih cepat, yakni dua ketukan setiap detik. Nilai not bagi setiap ketukan lazimnya adalah nilai yang ditunjukkan oleh penyebut pada tanda biramanya. Tempo dapat ditandai dengan istilah Italia, dari yang lambat seperti largo dan andante hingga yang cepat seperti allegro dan presto, atau dengan tanda metronom yang menyebutkan angka BPM tertentu. Penandaan tempo dapat menyampaikan suasana sekaligus kecepatan, dan tempo tidak harus tetap: seorang komponis dapat menuliskan accelerando untuk mempercepat atau ritardando untuk memperlambat di tengah sebuah karya ¹. Permainan ini memakai gagasan tempo sebagai nilai tetap yang diukur dalam ketukan per menit, dengan bpm target yang menetapkan laju bagi seluruh ronde.

Tempo dalam permainan ini adalah nilai ketukan per menit yang dimainkan oleh klik dan yang harus dipegang pemain. Ia satu angka yang menentukan kecepatan ronde, dan ia muncul di dalam target bersama jumlah biramanya. Pemain mengetuk pada tempo ini, dan mesin permainan mengukur seberapa baik ia mempertahankannya. Tempo tidak berubah selama ronde berlangsung; ia adalah titik acuan tetap yang dipakai untuk menilai kinerja pemain. ³

Perangkat Metronom

Metronom adalah perangkat yang menghasilkan bunyi klik atau bunyi lain pada selang waktu seragam yang dapat diatur oleh penggunanya, lazimnya dalam ketukan per menit. Para pemain musik dan penyanyi berlatih dengan mengikutinya untuk menjaga tempo yang mantap dan ketukan yang rata. Metronom mekanis tradisional memakai bandul berbeban: menggeser bebannya naik pada batang akan memperlambat tempo dan menggesernya turun akan mempercepatnya, sementara mekanismenya menghasilkan bunyi klik pada setiap ayunan. Johann Maelzel mematenkan sebuah metronom mekanis pada 1815 dan memproduksinya secara massal sejak 1816, dengan berpijak pada rancangan bandul terbalik bertenaga pegas yang lebih dahulu dibuat Dietrich Nikolaus Winkel dan dengan menambahkan skala tempo berangka; metronom modern juga hadir sebagai perangkat elektronik kuarsa dan sebagai perangkat lunak ².

Klik dalam permainan ini berfungsi sebagai metronom selama fase terdengar, dengan memainkan tempo target sepanjang birama yang terdengar. Ia menyediakan selang seragam yang harus disamai pemain lewat ketukan jarinya. Ketika klik terputus, pemain harus mempertahankan tempo yang sama tanpa perangkat itu, sehingga kemampuannya memegang tempo secara batiniah pun diuji. Peran metronom dalam permainan ini adalah menetapkan tempo lalu menyingkirkan dirinya sendiri, meninggalkan pemain untuk membawa tempo itu seorang diri. ³

Target dan Bidang-Bidangnya

Target adalah struktur data pusat yang menentukan setiap ronde. Ia memuat empat bidang: tempo dalam ketukan per menit; jumlah birama terdengar saat klik berbunyi; jumlah birama sunyi yang menyusul; dan ketukan per birama, yaitu pembilang pada tanda birama, yang bernilai 4 untuk "common time". Bidang-bidang ini bersama-sama menentukan struktur ronde, dari banyaknya ketukan pada fase terdengar hingga banyaknya ketukan pada fase sunyi. ³

Mesin permainan memakai target itu untuk menghitung semua nilai turunan yang mengatur ronde. Dari tempo ia menurunkan durasi setiap ketukan dalam milidetik. Dari jumlah birama dan ketukan per birama ia menurunkan jumlah ketukan total serta ketukan tempat kesunyian dimulai. Target itu tetap sepanjang ronde, yang berarti tempo dan jumlah birama tidak berubah dari awal hingga akhir. Pemain hanya dapat menanggapi target itu dengan mengetuk pada tempo yang tepat dan mengatur waktu ketukan jarinya agar cocok dengan kisi ideal. ³

Dari Stempel Waktu Menjadi Skor

Perjalanan dari stempel waktu ketukan jari menuju skor akhir mengikuti urutan perhitungan yang jelas. Pertama, permainan merekam setiap ketukan jari sebagai stempel waktu dalam milidetik, sambil mengabaikan ketukan jari yang dilakukan lebih dari setengah ketukan sebelum hitungan pembuka empat ketukan itu berakhir. Selama fase terdengar, pemain mengetuk seiring klik, sehingga rasa temponya terbentuk. Ketika klik terputus, pemain terus mengetuk sepanjang birama sunyi. Mesin permainan lalu mengukur simpangan setiap ketukan jari pada fase sunyi dari kisi metronom ideal yang berjangkar pada ketukan jari pertama, merata-ratakan simpangan-simpangan itu, dengan menghitung setiap ketukan sunyi yang tak terketuk sebagai kelewatan setengah ketukan, lalu memetakan rata-rata tersebut, yang diambil sebagai pecahan dari satu ketukan, menjadi skor dari 0 hingga 1000. Bersama skor itu ia melaporkan tempo yang dipulihkan dari rata-rata selang antarketukan jari serta jumlah ketukan jari pada fase sunyi. ³

Alur ini sepenuhnya deterministik. Dengan benih dan tingkat kesulitan yang sama, target yang sama pula yang dihasilkan. Dengan target yang sama dan stempel waktu ketukan jari yang sama, skor yang sama pula yang dihitung. Mesin permainan tidak bergantung pada waktu jam dinding atau acuan luar mana pun; ia hanya bergantung pada stempel waktu dan target. Hal ini membuat sistemnya andal sekaligus dapat diuji, karena setiap langkah dapat diverifikasi dengan masukan yang sudah ditentukan dan keluaran yang diharapkan. ³

Setiap aturan dalam mesin permainan dapat diuji, dan setiap hasil ditentukan oleh benih, target, serta stempel waktunya.

Fase Sunyi sebagai Pengukuran

Fase sunyi adalah tempat pengukuran itu berlangsung. Selama fase terdengar, klik menyediakan acuan, dan pemain dapat menyesuaikan ketukan jarinya agar cocok dengannya. Selama fase sunyi, acuan semacam itu tidak ada, dan ketukan jari pemain menyingkapkan seberapa baik ia telah membatinkan tempo tersebut. Mesin permainan mengukur pembatinan itu dengan membandingkan setiap ketukan jari terhadap posisi ketukan ideal yang diekstrapolasi dari ketukan jari pertama pemain pada tempo target. Selisih antara ketukan jari dan posisi ideal itulah simpangan bagi ketukan jari tersebut. ³

Fase sunyi juga menjadi tempat rancangan permainan ini paling kentara. Klik memainkan tempo target sepanjang birama yang terdengar, lalu terputus, dan pemain harus terus mengetuk pada tempo yang sama sepanjang birama sunyi. Lamanya fase sunyi, yang ditentukan oleh jumlah birama sunyi dan ketukan per birama, menetapkan panjang periode pengukuran. Fase sunyi yang lebih panjang menuntut pemain memegang tempo untuk lebih banyak ketukan, sehingga peluang simpangan menumpuk pun membesar. Sistem penskoran mengukur simpangan bagi setiap ketukan jari pada fase sunyi, membebani setiap ketukan sunyi yang dibiarkan tanpa ketukan jari, lalu merata-ratakan keseluruhannya menjadi skor akhir, sehingga kesalahan tempo kecil yang membesar sepanjang pegangan yang panjang akan mendorong simpangan rata-rata naik dan skornya turun. ³

Determinisme Berbasis Benih

Seluruh sistem ini deterministik, berpangkal dari sebuah pembangkit bilangan acak berbenih. Benih tertentu menetapkan target yang sama setiap kali, dan setiap aturan dapat diuji sejak titik itu. Benih menentukan temponya, yang ditarik sebagai bilangan bulat dari rentang milik tingkat kesulitan yang dipilih; jumlah biramanya datang dari prasetel tingkat kesulitan itu sendiri. Karena benih dan tingkat kesulitan sepenuhnya menentukan target, keduanya selalu menghasilkan struktur ronde yang sama. Sifat ini meluas pula ke penskoran, sebab stempel waktu ketukan jari yang sama terhadap target yang sama selalu menghasilkan skor yang sama. ³

Determinisme berbasis benih melayani pemain sekaligus pengembang. Bagi pemain, ia berarti ronde-rondenya konsisten dan adil; urutan ketukan jari yang sama akan selalu memberikan hasil yang sama. Mode "Daily" (Harian) menurunkan benihnya dari tanggal dalam waktu UTC, sehingga semua orang yang bermain pada hari itu pada tingkat kesulitan tertentu memperoleh target yang sama, sedangkan "Practice" (Latihan) memilih benih acak yang baru untuk setiap ronde. Bagi pengembang, ia berarti mesin permainan dapat diuji secara menyeluruh dengan benih dan rangkaian ketukan jari yang sudah ditentukan. Determinisme itu bukanlah kekangan; ia adalah fitur yang membuat sistem pewaktuan permainan ini transparan dan andal. ³

Sources & notes

"Tempo," Wikipedia, in music, tempo is the speed or pace of a given composition, measured in beats per minute (BPM): a tempo of 60 beats per minute signifies one beat per second, while a tempo of 120 beats per minute is twice as rapid, signifying two beats every second. The note value of each beat is typically the one indicated by the denominator of the time signature. Tempo may be indicated by Italian markings, from slow ones such as largo and andante (at a walking pace) to fast ones such as allegro and presto, or by a metronome mark giving a specific BPM. Tempo markings can convey mood as well as speed, and a tempo need not be fixed: a composer may write an accelerando to speed up or a ritardando to slow down within a piece. en.wikipedia.org/wiki/Tempo.
"Metronome," Wikipedia, a device that produces an audible click or other sound at a uniform interval that can be set by the user, typically in beats per minute. Musicians use a metronome to play or practise in time, keeping a steady tempo and a regular beat. A traditional mechanical metronome uses a weighted pendulum: sliding the weight up the rod slows the tempo and sliding it down speeds it up, and the mechanism produces a click with each swing. Johann Maelzel patented a mechanical metronome in 1815 and mass-produced it from 1816, building on an earlier spring-powered, inverted-pendulum design by Dietrich Nikolaus Winkel and adding a numerical tempo scale; modern metronomes also come as quartz electronic devices and software. en.wikipedia.org/wiki/Metronome.
Tempo Lock game engine: a pure, deterministic timing engine with no audio and no DOM. A target sets a tempo in beats per minute, a number of audible bars while a click plays, a number of silent bars to hold after it stops, and a beats-per-bar time-signature numerator (4 for 4/4). The click plays the target tempo for the audible bars, then cuts out, and the player must keep tapping the same tempo through the silent bars. The beat length in milliseconds is sixty thousand divided by the tempo; the total beat count is the audible plus silent bars times the beats per bar; and the silent phase starts at the audible bars times the beats per bar. The scoring functions take raw tap timestamps in milliseconds together with the target, so the same inputs always give the same result and the engine is testable without a clock. The tempo is recovered from the average interval between taps. Drift is the average distance of silent-phase taps from the nearest beat of an ideal grid anchored on the first tap and stepped at the target tempo; each silent-phase beat without a tap counts as a miss of half a beat, and with fewer than two taps the drift is half a beat. The score is 1000 at zero drift, falling linearly to 0 at a quarter of a beat, so the scale is relative to the tempo; the result grades are “Locked in!” at 850 or more, “Tight.” at 650 or more, “Wobbly.” at 350 or more, and “Lost the beat.” below that. Difficulty presets: Easy 70–100 BPM with 4 audible and 4 silent bars, Medium 90–130 with 4 and 6, Hard 110–170 with 4 and 8. The tempo is drawn from a seeded random number generator; Daily mode seeds it from the UTC date, Practice from a random number. Read from the game’s own source.
Further reading on Metronome, Re-examining Czerny’s and Moscheles’s Metronome Marks for Beethoven’s Piano Sonatas. doi.org.
Further reading on Metronome, Turn the Beat On: An Evidenced-Based Practice Journey Implementing Metronome Use in Emergency Department Cardiac Arrest . pubmed.ncbi.nlm.nih.gov.