물리적 모델링 합성
Physical modelling synthesis물리적 모델링 합성은 생성될 소리의 파형이 수학 모델, 음원의 물리적 소스(일반적으로 악기)를 시뮬레이션하기 위한 방정식 및 알고리즘을 사용하여 계산되는 소리 합성 방법을 말한다.
일반적인 방법론
모델링은 소리 생성을 제어하는 물리 법칙을 복제하려고 시도하며, 일반적으로 몇 가지 매개변수를 가지며, 그 중 일부는 악기의 물리적 재료와 치수를 기술하는 상수이고, 다른 일부는 연주자와 악기의 상호작용을 기술하는 시간 의존 함수입니다(줄 뽑기, 또는톤홀을 덮고 있습니다.
예를 들어, 드럼의 소리를 모형화하려면 드럼헤드가 어떻게 2차원 막에 에너지를 주입하는지에 대한 수학적 모델이 있을 것이다.이를 통합하면 더 큰 모델은 막의 특성(질량 밀도, 강성 등), 드럼의 원통형 본체의 공명과의 결합 및 경계의 조건(드럼 본체에 대한 단단한 종단)을 시뮬레이션하여 시간 경과에 따른 움직임과 그에 따른 소리 발생을 설명할 수 있습니다.
바이올린과 같은 악기에서도 비슷한 단계를 모델링할 수 있습니다, 비록 이 경우의 에너지 들뜸은 현에 대한 활의 미끄러짐-스틱 거동, 활의 폭, 현의 공명과 감쇠 거동, 그리고 마지막으로, 브릿지를 통한 현의 진동 전달에 의해 제공됩니다.사운드 보드를 사용할 수 있습니다.
또한 음성 [1]및 음성 소리 시뮬레이션에도 동일한 개념이 적용되었습니다.이 경우 신시사이저는 성대 진동과 관련된 후두 기류 및 그에 따른 음파 전파의 수학적 모델을 포함한다.또한 입술, 혀 및 기타 기관의 위치에서 성관 형상을 제어하는 조음 모델을 포함할 수도 있다.
음색과 합성에 비록 물리적 모델링이 아니었다 새로운 개념 1971[표창 필요한]에 힐러와 루이즈에 의해 파동 방정식의 유한 차이 근사치를 사용하여 시행되는데 그 Karplus-Strong 알고리즘, 알고리즘의 extrem에 후속 세련과 일반화의 개발 아니라까지 했다.ely 효율적인 dig줄리어스 O에 의한 이탤릭 도파관 합성.Smith III와 기타,[citation needed] 그리고 상업적인[2] 구현이 실현 가능하게 된 1980년대 후반 DSP 전력의 증가.
야마하는 1989년에[3] 스탠포드 대학과 디지털 도파관 합성을 공동 개발하는 계약을 체결했습니다.그 후, 이 기술에 관한 특허의 대부분은 스탠포드 또는 야마하가 소유하고 있습니다.
도파관 합성을 사용하여 상용화된 최초의 물리적 모델링 신시사이저는 1994년 [4][5]야마하 VL1이었다.
디지털 도파관 합성의 효율성으로 인해 공통 DSP 하드웨어 및 네이티브 프로세서에서 물리적 모델링이 가능해진 반면, 물리적 계측기의 설득력 있는 에뮬레이션은 종종 비선형 요소, 산란 접합 등을 도입해야 한다.이러한 경우 디지털 도파로는 종종 FDTD,[6] 유한 요소 또는 파형 디지털 필터 방법과 결합되어 [7]모델의 계산 요구가 증가합니다.
물리적 모델링 관련 기술
물리적 모델링 합성의 예:
- Karplus-Strong 문자열 합성
- 디지털 도파관 합성
- 매스 인터랙션 네트워크
- 포만트 합성
- 조음 합성
참조
- Hiller, L.; Ruiz, P. (1971). "Synthesizing Musical Sounds by Solving the Wave Equation for Vibrating Objects". Journal of the Audio Engineering Society.
- Karplus, K.; Strong, A. (1983). "Digital synthesis of plucked string and drum timbres". Computer Music Journal. Computer Music Journal, Vol. 7, No. 2. 7 (2): 43–55. doi:10.2307/3680062. JSTOR 3680062.
- Julius O. Smith III (December 2010). Physical Audio Signal Processing.
- Cadoz, C.; Luciani A; Florens JL (1993). "CORDIS-ANIMA : a Modeling and Simulation System for Sound and Image Synthesis: The General Formalism". Computer Music Journal. Computer Music Journal, MIT Press 1993, Vol. 17, No. 1. 17/1 (1).
각주
- ^ Englert, Marina; Madazio, Glaucya; Gielow, Ingrid; Lucero, Jorge; Behlau, Mara (2017). "Perceptual Error Analysis of Human and Synthesized Voices". Journal of Voice. 31 (4): 516.e5–516.e18. doi:10.1016/j.jvoice.2016.12.015. PMID 28089485.
- ^ Vicinanza , D (2007). "ASTRA Project on the Grid". Archived from the original on 2013-11-04. Retrieved 2013-10-23.
- ^ 존스톤, B: Wave of the Future.http://www.harmony-central.com/Computer/synth-history.html Wayback Machine에서 2012-04-18 아카이브, 1993.
- ^ Wood, S G: 도파관 오디오 합성을 위한 객관적 시험방법석사 논문 - 브리검 영 대학교, http://contentdm.lib.byu.edu/cdm4/item_viewer.php?CISOROOT=/ETD&CISOPTR=976&CISOBOX=1&REC=19 Wayback Machine, 2007년 6월 11일 아카이브 완료.
- ^ "Yamaha VL1". Sound On Sound. July 1994. Archived from the original on 8 June 2015.
- ^ NESS 프로젝트 http://www.ness.music.ed.ac.uk
- ^ C. Web과 S.Bilbao, "모듈형 환경과의 실시간 물리적 모델링 통합의 한계에 대하여" http://www.physicalaudio.co.uk
추가 정보
- "The next generation, part 1". Future Music. No. 32. Future Publishing. June 1995. p. 80. ISSN 0967-0378. OCLC 1032779031.
