Page 1

Interactive Structures Facilitated Through Precedent Technology Ryan Lawber Southern Illinois University Carbondale Illinois, United States

Abstract Music and   choreography   have   a   unique   bond   with   visual   form,   and   incorporating   this   into  architecture   creates   an   interactive   structure.   Including   prior   Theremin   technologies   as   an  interface to the reality of the dancers invokes a proximal empathy from the patrons of this dance  theater.   Creating   this   interactivity   allows   users   to   preview   what   they   will   observe   in   the  upcoming performance and after the show is over, mimic what has been seen on the stage inside  and adapt the technology to become one of the performers.   This Theremin interface creates a  bond between the users and the professionals. To enhance the experience, the structure is clad in  lighted   panels  which  respond to  the  orchestral   tones  and  volumes  produced.  A  higher   pitch  creates a stronger pronunciation of light; a louder tone creates a larger geometry, etcetera. Inside,  the theater is canopied by arrays of lights creating a sea­like collection of amorphous shapes  produced  by ambient sounds. During performances, dancers maneuver between sets of glass  panes which are illuminated by exciting molecules, making the transparent walls translucent.  These   movable   sheets   contain   Theremin   equipment   to   produce   the   audio/visual   show.   The  exterior skin reveals hints of the occurrences inside, uniting the internal and external.

Keywords Interactive architecture, Theremin, performance, theater, proximity


“Hands create… music” – Anonymous

The Theremin Instruments In   the   early   twentieth   century,   Professor   Leon   Theremin   created   an   instrument   that   used  magnetic   fields   to   create   tones   and   volumes.   This   was   the   beginning   of   electronic  instrumentation.1  On a typical Theremin instrument, the left hand designates the volume and the  right   hand   controls   the   pitch   depending   on   the   proximity   to   the   projecting   metal   rods.   The  performer does not touch the rods. Sound and tone are based on the magnetic fields continuously  and   subtlety   configured   by   the   performer’s   hands   in   their   relative   spatial   location   with   the  charged rods.   A small metal rod protrudes from the top of the music stand, from which there is another metal   coil located on the side. On the music stand itself, which is connected to the power supply for   illumination, rests the music score. The conductor moves near and, having set off a switch, begins   to wave his arms, as if conducting. Immediately, sounds begin flowing out from a speaker pointed   in the direction of the audience… With one’s hand close to the metal rod ­ the vertical antenna ­  you   hear   a   sound   which   becomes   ever   lower   as   the   hand   is   moved   away,   while   it   becomes   increasingly acute as the hand is brought closer. Removing the hand completely from the presence   of the antenna, the sound ceases completely. It’s never necessary to touch the antenna. The coil   located horizontally on the left side of the machine ­ the horizontal antenna ­ serves only for   modifying the intensity of the sound produced. Lowering the hand on the coil, the power, and   therefore   the   volume,   decreases.   So,   the   right   hand   regulates   the   pitch   while   the   left   hand   regulates the intensity…2 

Theremin also developed more elaborate electrical instruments, such as the Terpsitone, in which  frequency (pitch) and amplitude (volume) are controlled by the magnetic field created by the  entire body3 and the Rhythmicon, where a keyboard like instrument produced tones in a chord  according to a preset number of beats per measure.4 Theremin dancers use devices such as the  Terpsitone to create music in direct relation to their bodily movements. This type of presentation  differs from typical dancing in that the music is created by the performance, rather than the  dance being formed around the music. This is what is incorporated in the structure of the dance  theater as the participatory space of action and events, albeit directly engaged as it is with the  social realm. The forms of the music and various bodies in space are immanently coupled in  kine­aesthetic symbiosis.  An intrinsic relational space, often overlooked, is formed through this  dynamic social interplay and raised to a new, celebratory level.

Incorporating and Forming with Theremin Technology Integrating   this   Theremin   technology   into   the   composition   of   a   building   will   allow   for   an  empathetic approach between the patrons and the performers. Artists have been segregated from  the patrons in typical theaters. The barricade of the stage prohibits the dance participation for the  viewers. By incorporating technology, this barricade can be dematerialized. 


The form of the main building was taken from the figure mapped out on an oscilloscope. Shapes  the   Theremin   produced   are   seen   as   sine   waves   of   different   modulations.   A   typical   wave  composition   from   a   generic   position   to   each   metal   rod   was   used   to   deliver   a   form   for   the  structure (see figure 1). This wave was used to provide the shape of the columns in the entry. 5  Figure 1 (left): The sine wave form of the structural  elements of the theater.

Figure 2 (right): Mapping the notes of the Rhythmicon to  produce a form for the public spaces. 6

A separate curve produced by mapping out the notes/rhythms of another one of Leon Theremin’s  instruments, the Rhythmicon (see figure 2), delineate the audience and performance areas. Each  key on the instrument is tuned to produce tones in the same key. Unlike a piano, when the key is  depressed, the note continuously plays according to a set time. For example, key one will play a  note every measure. Key two will play two notes every measure in the same chord, key three will  play three notes every measure for a designated duration in the same chord, and so on through 16  overtones. 7  The design of this curve was used as the initial shape for the public area.  Figure 3 (left): Hand  distance and pitch  correlations on a typical  Theremin. 8 Figure 4 (right): The  form of the theater  developed by the  oscilloscope.

To create a three­dimensional form from this, the Rhythmicon curve was lofted to the curve of  the horizontally oriented sine wave shape of the columns. This produces a usable form for the  public spaces (see figure 4).  Multiples  of Theremin’s  Terpsitone  were placed in the columns of the entrance conduit.  By  doing   this,   users   arriving   to   see   the   performances   can   experience   and   interact   with   the  technology in the performance before they see the professionals and, after the show, attempt to  mimic   what they have viewed on stage. This  provides an empathetic  view  of the Theremin  dancers,   allowing   the   users   to   feel   what   the   professionals   experience   when   performing   the  ethereal acts.  Theremin dancing, or Thereminics, 9 produces sounds and tones from the magnetic  field created by the performer. In this, moving a finger or lowering a shoulder could produce a 


diminished tone, and an arm motion could change an octave.10 Possibilities and combinations of  motions   are   limitless.   Patrons/performers   cooperating   with   one   another   can   produce   more  interesting tones, depending on their combined positions and proximity to the devices, providing  for a greater range of movement in dance. The presentation becomes a field of pure artistry. 11 Additionally,   the   tones   produced   by   the   participants   will   correspond   with   lighted   panels  solidifying the mesh of the form, creating a soft glow for glissandos, sharp flashes for staccato  notes, and changing colors to signify dissimilar notes. When necessary, the panels can be used to  display notices and graphics of the next performance or correspond to the dance occurring inside,  thus creating a continuously updated façade.  

Elaboration The site of the building is next to Mies Van Der Rohe’s Federal Center in downtown Chicago,  Illinois. The entire façade of the structure is in a state of haeccity, or nowness,12 displays change  in   continuous   flux.   Participants   interact   with   each   other   creating   a   network   of   participatory  activity.  An incline leads participants through the field of Terpsitone­infused columns to the entrance.  From there, users can view what is occurring outside on the reverse side of the sine curve wall,  but cannot interact with the devices. This allows for a transition stage. Once inside the theater,  viewers watch the performers on stage whose actions/sounds are transcribed into light patterns in  a   luminous   canopy.   The   performance   is   more   about   the   dancers/musicians   and   their   artistic  expression through sound and light. When the show concludes, the viewers become participants  again, attempting to recreate the occurrences on stage.   Figure 5: View of the theater near context of the Federal  Center in Chicago. People passing by can immediately  interact with the structure, creating their own volume and  tones to transform the façade to their own rhythm. 

Figure 6: Participants in the field of columns below the  glowing sine wave structure near an incline leading to the  main entrance allowing them to view the professionals’  style of Thereminics. 13


Figure 7: Section through the  sine curve form and columns  showing incline through  Terpsitone field.




F. K. Prieburg. Musica ex machina, 1963.    D. E. Ravalico, Prodigi e misteri delle radio­onde, 1934. 3  C. P. Mason, Theremin “Terpsitone” A New Electronic Novelty, 2004, reprinted from 1936 Radio Craft article. 4  Theremin: An Electronic Odyssey. 5  Ibid. 6  Ibid.  7  Ibid.  8  A. Harrison, Notes From Our 2002 Theremin Conference, 2002. ~theremin1/2002.htm. 9  Theremin: An Electronic Odyssey. 10  Ibid. 11  C. P. Mason, Theremin “Terpsitone.” 12  I. Semetsky, Experiencing Deleuze [book online], 2004. Accessed 14 July 2005. Available from; Internet. 13  Theremin: An Electronic Odyssey.  2

Interactive Structures Facilitated through Precedent Technology  

2005 research document for the Symposium on Systems Research in the Arts, Germany.