Akusztikus gitár hangjának fizikai alapú szintézise

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Bank Balázs Lajos
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Az elmúlt ötven évben a digitális technika ugrásszerűen fejlődött, ezáltal a zene világában is egyre szélesebb körben alkalmazzák. Az eddig analóg áramkörökkel megvalósított szűrőknek, effektpedáloknak, erősítőknek ma már létezik digitális áramkörökkel, mikrokontrollerekkel létrehozott megfelelője. Emellett a zenei hangok szintézise is egyre népszerűbbé vált, sok eddig elképzelhetetlennek tűnő lehetőséget teremtett új hangzások, vagy akár új műfajok megteremtésében. Legnagyobb fejlődést mind a mai napig a digitális eszközök memóriamérete és processzor órajele mutat, így azok már bonyolultabb matematikai műveleteket is el képesek végezni.

A hangszerek fizikai alapú hangszintézise nagyobb számítási időt vesz igénybe, mint a korábbi módszerek, ezért ezek az eljárások csak az elmúlt néhány évtizedben kezdtek jobban elterjedni. A többféle szintézistechnika közül én a dolgozatomban a véges differenciák módszerével modellezem az akusztikus gitár működését. Azért ezt választottam, mert ezzel a módszerrel egyszerűen modellezhető a húrfeszültség modulációja.

A modellt három részben valósítom meg. A gitáron pengetett hangok analízisével meghatározom a húrok csillapítását meghatározó paramétereket. A húrmodellt az egydimenziós hullámegyenlet diszkretizálásával hozom létre. Ez a modell figyelembe veszi a húr anyagának sűrűségét, geometriai paramétereit: átmérőjét, hosszát, és a girációs sugarát. Tartalmazza ezenfelül a veszteségért és a diszperzióért felelős paramétereket.

A gerjesztést a pengető fizikai modelljével valósítom meg, ami a pengető csúcsát és a pengetőt tartó kezet szimbolizáló két tömegpontból és a pengető anyagára jellemző rugóállandóból áll. A gitártesten erőmérő kalapáccsal végzett mérések alapján a test gerjesztés-válasz kapcsolatát is modellezem egy digitális szűrő segítségével. Végeredményben ez a szűrt jel lesz a szintetizált hang.

A dolgozat végén összefoglalom, milyen lépésekben valósítottam meg a modellt és felvázolom az eredményeket, ezután beszélek az elkészült modell paraméterezési lehetőségeiről. Végül kitérek a megvalósított modell azon részegységeire, melyek alkalmasak a továbbfejlesztésre.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.