Physikalische Modelle am Beispiel von ModalysTM piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle 0.1 Physikalische Modelle am Beispiel von ModalysTM Eine Einführung zu ModalysTM

Ressourcen Allgemeine Informationen zu physikalischen Modellen piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle 0.2 Ressourcen Allgemeine Informationen zu physikalischen Modellen (speziell Waveguides) http://www-ccrma.stanford.edu/~jos/waveguide/ (Julius O. Smith III, „Physical Audio Signal Processing for Virtual Musical Instruments and Audio Effects“, August 2007 Edition) • ModalysTM Online-Dokumentation http://support.ircam.fr/doc-modalys/spip/page_garde.php3?

Synthese mit physikalischen Modellen piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - generell 1.0 Synthese mit physikalischen Modellen Erste Konzepte für physikalische Modelle in «The theory of sound», J.W.S. Rayleigh, 1877 Exitator - Resonator Massen und Federn Basis für das Programm «Cordis-Anima» der ACROE Vibraphon erzeugt mit Cordis-Anima ACROE == Association pour la Creation et la Recherche sur les Outils d’Expression --> Grenoble, gegründet 1976 Applet coupled oscillations Abbildung Darstellung mit Hilfe von Massen und Federn einer Platte (oben) ,einer Membran (mitte) und eines Körpers (unten)

Modal-Synthese Ursprung in Automobil- und Brückenbau Generell piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - generell 1.1 Modal-Synthese Ursprung in Automobil- und Brückenbau Generell Vorhersage der Reaktion einer Struktur zu einer externen Krafteinwirkung, solange die modalen Basisparameter Eigenfrequenz, Dämpfung und Eigenform bekannt sind Beispiel Darstellung der Modi einer Seite mit Hilfe eines Systems aus Massen und Federn Applet loaded string Reaktion einer Struktur zu einer externen Krafteinwirkung vorherzusagen, solange die modalen Basisparameter Eigenfrequenz, Dämpfung und Eigenform bekannt sind Jeder mode entspricht einer Frequenz. Der Erste der Fundamentalen des Spektrums. Die Gesamt-Vibration entspricht der Kombination der einzelnen Modes zu einem Spektrum.

Beispiel oben realisiert in MaxMSP piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - generell 1.2 Synthese mit digitalen Wellenleitern (Waveguides) Die Simulation der Ausdehnung von Wellen in einem Körper Meist mit Hilfe einer doppelten digitalen Delay-Line realisiert Die erste Delay-Line entspricht der Umkehrung der zweiten Beispiel: simple reed-instrument implementation Beispiel oben realisiert in MaxMSP - Digitale Wellenleiter Synthese wird genutzt in folgenden Synthesizern Yamaha VL 1, VL 7, Korg Prophecy weiterhin in den Objecten für MaxMSP flute_lab~ und der windset-library (Modelle von Trompete, Posaune)

ModalysTM Interfaces Physikalische Modelle - ModalysTM 2.1 piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - ModalysTM 2.1 ModalysTM Interfaces

• Instrumente Physikalische Modelle - ModalysTM 2.2 piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - ModalysTM 2.2 • Instrumente

Objekte (make-object …) piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - ModalysTM 2.3 Objekte (make-object …) harmonic-oscillator eine Federmasse mono-two-mass ein Modell zweier Massen in einer Dimension bi-two-mass ein Modell zweier Massen in zwei Dimensionen closed-closed-tube eine Luftsäule an beiden Enden geschlossen closed-open-tube eine Luftsäule an einem Enden geschlossen open-open-tube eine Luftsäule an beiden Enden offen free-circ-plate eine runde, nicht fixierte Platte clamped-circ-plate eine runde, fixierte Platte rect-plate eine rechteckige Platte rect-free-bar Sonderfall Platte (Vibraphon) circ-membrane ein rundes Fell rect-membrane ein rechteckiges Fell mono-string eine Saite in einer Dimension bi-string eine Saite in zwei Dimensionen cello-bridge eine Cello-Brücke violin-bridge eine Geigen-Brücke clone eine Kopie eines Objektes melt-hybrid ein Mischobject aus zwei regulären Objekten (Mode-Interpolation) mix-hybrid ein Mischobject aus zwei regulären Objecten (Vermischung) reson-model ein Resonanz-Modell aus einer Datei read-from-file ein in einer Datei gespeichertes Objekt (save-object …)

Controller (make-controller …) piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - ModalysTM 2.4 Controller (make-controller …) envelope ein BPF (break-point-function) dynamic ein BPF kontrolliert während der Synthese oder in Echzeit via MaxMSP signal kontrolliert durch ein Eingangssignal band-limited-noise weisses Rauschen durch einen Band-Filter limitiert noise weisses Rauschen random Zufall midi kontrolliert durch eine MIDI-Datei foreign-call kontrolliert durch ein Lisp-Programm

Beispiel kombinierte Objekte piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - ModalysTM 2.5 Connections/Spielweisen (make-connection …) adhere « Verkleben » zweier Zugänge (accesses) bow ein Bogen force Krafteinwirkung ohne Modell hole ein Bohrloch in einer Flöte pluck zupfen position ein Zugangspunkt auf einem Objekt reed ein Blatt valve Trompetenansatz reed-free Akkordeon-Zunge strike Schlag mit einem Hammer felt Schlag mit einem wattierten Schlegel Beispiel kombinierte Objekte

Konkrete Anwendungen string-force Beispiel in Lisp piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - Anwendungen 3.1 Konkrete Anwendungen string-force Beispiel in Lisp

String-sound-hybrid MaxMSP piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - Anwendungen 3.2 string-force-soundfile String-sound-hybrid MaxMSP

plate-strike plate-hammer-strike (lisp) plate-hammer-strike (MaxMSP) piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - Anwendungen 3.3 plate-strike plate-hammer-strike (lisp) plate-hammer-strike (MaxMSP)

simple reed instrument (lisp) piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - Anwendungen 3.4 reed-tube simple reed instrument (lisp)

bi-string-bow bi-string-bow (lisp) piet johan meyer piet.johan.meyer@gmail.com piet.johan.meyer@ircam.fr Physikalische Modelle - Anwendungen 3.5 bi-string-bow bi-string-bow (lisp)