Fizikai alapú fuvolahangszintézis
A hangszintézis valós idejű hanggenerálásra és hangszerek modellezésére alkalmazott eszköz. Segítséget nyújt klasszikus hangszerek szintetizátorokon és más digitális eszközökön történő megszólaltatásához. A fizikai alapú hangszintézis egyre elterjedtebb, mivel a szimulált hangszerrel változatosabb hangot lehet létrehozni, mint előre felvett hangrészletek visszajátszásával.
Munkám során két fuvolamodellt valósítottam meg, melyek eltérő módon szimulálják a hangszer működését. Célom a valósághű fuvolahang elérése volt, különböző modellezési technikák összehasonlításával. Ahhoz, hogy a hangszintézis során generált jel minél jobban hasonlítson a valós fuvolahangra, különös figyelmet fordítottam a gerjesztés és a hangszer billentyűinek megfelelő modellezésére, mivel ezek nagyban befolyásolják a kialakuló hangszínt.
Az első, Välimäki-féle modell egy részben fizikai modell, amely a fuvolacső és az abban terjedő légnyomáshullámok modellezését fizikai megfontolások alapján valósítja meg. Ugyanakkor a gerjesztés, azaz a fuvolista által irányított légsugár és a fuvola közti kölcsönhatás hátterét nem vizsgálja, azt mérési eredmények alapján függvényekkel közelíti. A gerjesztés modelljét továbbfejlesztettem, a gerjesztési pontot eltoltam a cső mentén a valós gerjesztési pontba, ezáltal erősítve a modell fizikai alapját és javítva a kialakuló hangon.
A második, Verge-féle modell egy teljes mértékben fizikai modell, amely a fuvolacső modelljét az első modellhez hasonlóan hozza létre, és a gerjesztés fizikai hátterére is kitér. Figyelembe veszi a befúvónyílás pereménél létrejövő örvényleválás és turbulencia jelenségeket.
A két alapmodellen a hangmagasság beállítása a fuvolacső hosszának változtatásával, ezáltal a kialakuló alapharmonikus frekvencia hullámhosszának változtatásával érhető el. Munkám során a Verge-féle modellt kiegészítettem billentyűkkel, így továbbfejlesztve a modell hangképzési módját. Mivel a fuvolán nem csak az első nyitott billentyű befolyásolja a hangot, az így kapott modellek pontosabban írják le annak működését.
Dolgozatomban bemutattam és összehasonlítottam a Matlab környezetben elkészített modelleket. Vizsgáltam a modellek összetettsége és valósághű hangzása közötti kapcsolatot.
szerző
-
Erdélyi Janka
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Bank Balázs
docens, Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék
