La síntesis por modelado físico consiste en producir sonidos a partir de un modelo informático que describe las propiedades físicas de los objetos virtuales. Se utiliza un proceso de simulación digital para calcular los movimientos y oscilaciones de estos objetos cuando se ponen en movimiento (o se excitan ), lo que da lugar al sonido sintetizado.
Las técnicas "clásicas" de síntesis ( aditiva , sustractiva , granular de síntesis , etc.) hacen posible la creación de sonidos a partir de cero, a partir de, posiblemente de una descomposición (análisis) y una recomposición (síntesis) de los diferentes componentes del sonido. Sonido espectro . La síntesis por modelo físico funciona en la otra dirección: se dan las características físicas (dimensiones, densidad, elasticidad, viscosidad, etc.) del objeto que se quiere "escuchar" y del objeto cargado con la excitación, según un enfoque que se puede comparar con la fabricación de violines . En un segundo paso se reproduce el modelo así fabricado, en tiempo real o en tiempo diferido, es decir que simularemos su comportamiento en reacción a estas excitaciones que lo desplazan de su estado de reposo y provocan la aparición de oscilaciones acústicas. .
Esta idea es muy antigua en la historia de la síntesis de sonido (que no lo es tanto), pero las soluciones prácticas son, en última instancia, bastante pocas.
En efecto, si se busca describir, con las herramientas de la física, todos los parámetros que intervienen en la formación del sonido de un violonchelo, desde la fuerza del brazo que sujeta el arco hasta el cuyas cuerdas se hacen girar , rápidamente llegamos a una cantidad de parámetros totalmente inutilizables para la mayoría de músicos (aunque el problema es muy interesante desde el punto de vista de la física).
Existen varios métodos de síntesis por modelo físico, cada uno usando un paradigma diferente para describir de una manera, si no simple, al menos aproximadamente utilizable, objetos vibrantes con destino musical.
La síntesis modal utiliza modelos simples (cuerda, placa ...) combinados. Toda la complejidad está enmascarada por el modelo, y sus parámetros se controlan de forma relativamente sencilla (según la interfaz disponible). Ce type d'approche est toutefois limité aux modèles existants (leur création et est réservée aux spécialistes) et ce n'est pas une approche pensée pour l'interaction, même si la puissance des machines permet d'utiliser de plus en plus de techniques en tiempo real.
La guía de ondas digital inventada por Julius Orion Smith en 1985 se utiliza para modelar cuerdas y tuberías. El algoritmo fue diseñado utilizando herramientas matemáticas adecuadas para el cálculo por computadora y, por lo tanto, es muy rápido de calcular, lo que permite su uso en sintetizadores: el Yamaha VL-1 es, por lo tanto, el primer sintetizador que ofrece el uso de modelos físicos para generar sonidos utilizando esta técnica.
El algoritmo Karplus-Strong es un modelo de cuerda pulsada muy eficiente que resuelve en particular el problema del ataque y la aparición gradual de armónicos en los primeros momentos de la emisión de la nota. El sitio de Julius O. Smith alberga algunos ejemplos de sonido .
El modelo físico de partículas representa los objetos físicos tales como conjuntos de masas puntuales que interactúan de acuerdo con las leyes de Newton . Iniciado por ACROE , este método fue posteriormente implementado por otros centros de investigación, en particular en la Universidad de York ( Cymatic , Tao).
Estos diversos métodos de formalizar objetos vibrantes son de bastante difícil acceso para el músico acostumbrado a controlar el sonido del instrumento mediante los movimientos de sus dedos, su boca o las variaciones de su respiración. Aprender y encontrar un sonido en particular suele ser una experiencia intuitiva difícil cuando se trabaja con herramientas muy abstractas. Algunos laboratorios como ACROE están desarrollando herramientas que permiten una fuerte interacción humana con modelos físicos al acoplar sistemas de captura de gestos de retroalimentación de fuerza con herramientas de generación de sonido en tiempo real. De este modo, se recrea completamente un modelo de instrumento virtual .
YAMAHA VL1
El primer sintetizador duofónico modelado físicamente digno de ese nombre fue el Yamaha VL1. los sonidos de latón o madera como el saxo, el oboe, fueron controlados por un control de respiración BC3 (controlador de presión respiratoria en tiempo real). Yamaha fabricó un modelo polifónico VP1, pero no se comercializó. La Yamaha se comercializó en 1996-1999. Su elevado precio limitaba la cantidad de modelos construidos. Las alternativas de software como el modelado de muestras o el modelado de audio también convencen hoy en día a un precio mucho más asequible.
aquí hay un enlace de youtube para escuchar los sonidos de clarinetes, flautas, flautas étnicas de saxo. estos sonidos fueron producidos por un VL70 y luego por el software de modelado de audio y modelado de muestras. así podemos comparar la evolución de esta tecnología, y la calidad actual de la reproducción de estos sonidos. https://www.youtube.com/watch?time_continue=175&v=Kgnxt2Sa2cI&feature=emb_logo