Bytebeat

   Bytebeat is a [1]procedural [2]chiptune/8bit style music generated by a
   short expression in a [3]programming language; it was
   discovered/highlighted in 2011 by [4]Viznut (author of [5]countercomplex
   blog) and others, and the technique capable of producing quite impressive
   music by single-line code has since caught the attention of many
   programmers, especially in [6]demoscene. There has even been a [7]paper
   written about bytebeat. Bytebeat can produce music similar (though a lot
   simpler) to that created e.g. with [8]music trackers but with a lot less
   complexity and effort.

   This is a [9]beautiful [10]hack for [11]LRS/[12]suckless programmers
   because it takes quite a tiny amount of code, space and effort to produce
   nice music, e.g. for [13]games (done e.g. by [14]Anarch).

   8bit samples corresponding to unsigned char are typically used with
   bytebeat. The formulas take advantage of [15]overflows that create
   rhythmical patterns with potential other operations such as
   multiplication, division, addition, squaring, bitwise/logical operators
   and conditions adding more interesting effects.

   Bytebeat also looks kind of cool when rendered as an image (outputting
   pixels instead of audio samples).

How To

   Quick experiments with bytebeat can be performed with online tools that
   are easy to find on the [16]web, these usually use [17]JavaScript.

   Nevertheless, traditionally we use [18]C for bytebeat. We simply create a
   loop with a time variable (i) and inside the loop body we create our
   bytebeat expression with the variable to compute a char that we output.

   A simple "workflow" for bytebeat "development" can be set up as follows.
   Firstly write a C program:

 #include <stdio.h>

 int main(void)
 {
   for (int i = 0; i < 10000; ++i)
     putchar(
       i / 3 // < bytebeat formula here
     );

   return 0;
 }

   Now compile the program and play its output e.g. like this:

 gcc program.c && ./a.out | aplay

   Now we can just start experimenting and invent new music by fiddling with
   the formula indicated by the comment.

   General tips/tricks and observations are these:

     * Outputting the variable i creates a periodical saw-shaped beat,
       multiplication/division decreases/increases the speed,
       addition/subtraction shifts the phase backward/forward.
     * Squaring (and other powers) create a wah-wah effect.
     * Crazier patterns can be achieved by using the variable in places of
       numerical constants, e.g. i << ((i / 512) % 8) (shifting by a value
       that depends on the variable).
     * Modulo (%) increases the frequency and decreases volume (limits the
       wave peak).
     * So called Sierpinski harmonies are often used melodic expressions of
       the form i*N & i >> M.
     * Bitwise and (&) can add distortion (create steps in the wave).
     * A macro structure of the song (silent/louds parts, verse/chorus, ...)
       can be achieved by combining multiple patterns with some low-frequency
       pattern, e.g. this alternates a slower and faster beat: int cond = (i
       & 0x8000) == 0;, cond * (i / 16) + !cond * (i / 32)
     * Extra variables can add more complexity (e.g. precompute some variable
       a which will subsequently be used multiple times in the final
       formula).

Copyright

   It is not exactly clear whether, how and to what extent [19]copyright can
   apply to bytebeat: on one hand we have a short formula that's
   uncopyrightable (just like mathematical formulas), on the other hand we
   have music, an artistic expression. Many authors of bytebeat "release"
   their creations under [20]free [21]licenses such as [22]CC-BY-SA, but such
   licenses are of course not applicable if copyright can't even arise.

   We believe copyright doesn't and SHOULDN'T apply to bytebeat. To ensure
   this, it is good to stick [23]CC0 to any released bytebeat just in case.

Examples

   A super-simple example can be just a simple:

     * i / 16

   The following more complex examples come from the [24]LRS game [25]Anarch
   (these are legally safe even in case copyright can apply to bytebeat as
   Anarch is released under [26]CC0):

     * distortion guitar rhythmical beat: ~((((i >> ((i >> 2) % 32)) | (i >>
       ((i >> 5) % 32))) & 0x12) << 1) | (i >> 11)
     * electronic/techno: ((0x47 >> ((i >> 9) % 32)) & (i >> (i % 32))) |
       (0x57 >> ((i >> 7) % 32)) | (0x06 >> ((i >> ((((i * 11) >> 14) & 0x0e)
       % 32)) % 32))
     * main theme, uses an extra variable: (((i) & 65536) ? (a & (((i * 2) >>
       16) & 0x09)) : ~a), where uint32_t a = ((i >> 7) | (i >> 9) | (~i <<
       1) | i)

   Here is an [27]ASCII visualization of the first track:

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
 M'''''''''''''''M'''''''''''''''k'M'''''''''''''k'M'''''''''''''
 c;xxxxxxxxxxxxxxc;cxxxxxxxxxxxxx,;xxxxxxxxxxxxxx,;cxxxxxxxxxxxxx
 . ;.:;;;;;;;;;;;. ;.:;;;;;;;;;;;0 . :;;;;;;;;;;;0 . :;;;;;;;;;;;
 okokokkkkkkkkkkklklkokkkkkkkkkkkokokokkkkkkkkkkklklkokkkkkkkkkkk
 xkX0000000000000ckX0000000000000xkXK000000000000ckXK000000000000
 oMKMKMMMMMMMMMMMlMkMKMMMMMMMMMMMoMKMKMMMMMMMMMMMlMkMKMMMMMMMMMMM
 xK00KWWWWWWWWWWWcKX0KWWWWWWWWWWWxK0KKWWWWWWWWWWWcKXKKWWWWWWWWWWW
 xMWMWMWWWWWWWWWWxMWMWMWWWWWWWWWWx0W0WMWWWWWWWWWWx0W0WMWWWWWWWWWW
 xMWMWMWWWWWWWWWWxMWMWMWWWWWWWWWWx0W0WMWWWWWWWWWWx0W0WMWWWWWWWWWW
 xMMMMMWWWWWWWWWWxMMMMMWWWWWWWWWWx0M0MMWWWWWWWWWWx0M0MMWWWWWWWWWW
 xMMMMMWWWWWWWWWWxMMMMMWWWWWWWWWWx0M0MMWWWWWWWWWWx0M0MMWWWWWWWWWW
 xMWcWWWWWWWWWWWWxlWcWWWWWWWWWWWWxMWcWWWWWWWWWWWWxlWcWWWWWWWWWWWW
 xMccWWWWWWWWWWWWxlccWWWWWWWWWWWWxMccWWWWWWWWWWWWxlccWWWWWWWWWWWW
 xMWcWWWWWWWWWWWWxlWcWWWWWWWWWWWWxMWcWWWWWWWWWWWWxlWcWWWWWWWWWWWW
 xMccWWWWWWWWWWWWxlccWWWWWWWWWWWWxMccWWWWWWWWWWWWxlccWWWWWWWWWWWW
 xMWWWWWWWWWWWWWWxMWWWWWWWWWWWWWWxMXWWWWWWWWWWWWWxMXWWWWWWWWWWWWW
 xMWWWWWWWWWWWWWWxMWWWWWWWWWWWWWWxMXWWWWWWWWWWWWWxMXWWWWWWWWWWWWW
 xMWXWWWWWWWWWWWWxMWXWWWWWWWWWWWWxMXXWWWWWWWWWWWWxMXXWWWWWWWWWWWW
 xMWXWWWWWWWWWWWWxMWXWWWWWWWWWWWWxMXXWWWWWWWWWWWWxMXXWWWWWWWWWWWW
 xMWW00WWWWWWWWWWxM0W00WWWWWWWWWWxMWW00WWWWWWWWWWxM0W00WWWWWWWWWW
 xMW000WWWWWWWWWWxM0000WWWWWWWWWWxMW000WWWWWWWWWWxM0000WWWWWWWWWW
 xMWW00WWWWWWWWWWxM0W00WWWWWWWWWWxMWW00WWWWWWWWWWxM0W00WWWWWWWWWW
 xMW000WWWWWWWWWWxM0000WWWWWWWWWWWWW000WWWWWWWWWWWW0000WWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWMWWWWWWWWWWWWWMWMWWWWWWWWWWWWWMWMWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWMWWWWWWWWWWWWWMWMWWWWWWWWWWWWWMWMWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWMMWWWWWWWWWWWWWMMMWWWWWWWWWWWWWMMMWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWMMWWWWWWWWWWWWWMMMWWWWWWWWWWWWWMMMWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
 MM''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
 ccccxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
 ..::::;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
 ooookkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk
 xxKKKK0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
 ooKKMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxKKMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxxxxxxxKKKKKKKKMMMMMMMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxxxxxxxKKKKKKKKMMMMMMMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxxxxxxxKKKKKKKKMMMMMMMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 xxxxxxxxKKKKKKKKMMMMMMMMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
 WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW

See Also

     * [28]music tracker
     * [29]databending
     * [30]MIDI
     * [31]beatbox

Links:
1. procgen.md
2. chiptune.md
3. programming_language.md
4. viznut.md
5. countercomplex.md
6. demoscene.md
7. https://arxiv.org/abs/1112.1368
8. music_tracker.md
9. beauty.md
10. hacking.md
11. lrs.md
12. suckless.md
13. game.md
14. anarch.md
15. overflow.md
16. www.md
17. javascript.md
18. c.md
19. copyright
20. free_culture.md
21. license.md
22. cc-by-sa.md
23. cc0.md
24. lrs.md
25. anarch.md
26. cc0.md
27. ascii_art.md
28. music_tracker.md
29. databending.md
30. midi.md
31. beatbox.md