Guía de onda digital

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Guía de ondas digital  : un método de síntesis de sonido . Una guía de ondas digital es un modelo computacional eficiente del medio físico en el que se propagan las ondas sonoras. Por esta razón, las guías de ondas digitales son fundamentales para la mayoría de las técnicas modernas de modelado de sonido físico .

Una guía de onda digital sin pérdidas es una solución de forma discreta del caso unidimensional de la ecuación de onda de d'Alembert , como una superposición de los perfiles de dos ondas viajeras:

donde  es el perfil de una onda que se propaga hacia la derecha,  es el perfil de una onda que se propaga hacia la izquierda. En esta representación, se puede ver que el cálculo del valor de la función en un punto dado a la vez se reduce a una simple suma de dos copias retrasadas de ondas viajeras. Las ondas viajeras deben rebotar en los límites (p. ej., puntos de tensión de cuerdas o extremos abiertos/cerrados de tubos). Así, los perfiles de las ondas viajeras son funciones periódicas bien definidas.

Los modelos de guía de ondas digitales contienen líneas de retardo digitales que sirven para representar la geometría de la guía de ondas, filtros digitales que modelan la atenuación no homogénea frente a la frecuencia y la dispersión del medio y, con bastante frecuencia, elementos no lineales. La pérdida por fuga generalmente se calcula una vez en la salida en lugar de cada vez que se filtra la línea de retardo.

Las guías de ondas reales, como los tubos acústicos, son en realidad tridimensionales, pero su longitud es mucho mayor que la sección transversal, por lo que es razonable considerarlas unidimensionales para reducir la complejidad computacional del algoritmo. Las membranas utilizadas en los tambores se pueden modelar usando mallas de guía de ondas 2D, y la reverberación en espacios 3D se puede calcular usando mallas 3D. Los registros de vibráfono , campanas , cuencos tibetanos y otros sólidos sonoros (también llamados idiófonos ) se pueden modelar utilizando un método relacionado, la síntesis de guía de onda de paso de banda , en la que se utilizan múltiples guías de onda digitales equipadas con filtros de paso de banda para modelar el comportamiento altamente dispersivo de las ondas en continuo . medios de comunicación.

El término "guía de ondas digital" fue acuñado por Julius O. Smith III, quien participó en el desarrollo del método y finalmente lo patentó. El método es una generalización del algoritmo Karplus-Strong . La Universidad de Stanford posee los derechos de la patente de la guía de ondas digital y también tiene un acuerdo desde 1989 para desarrollar aún más la tecnología con Yamaha Corporation .

Licenciatarios

• yamaha
  • VL1 (1994)
  • VL1m, VL7 (1994) 
  • VP1 (prototipo) (1994)
  • VL70m (1996) 
  • EX5 (1999) 
  • PLG-100VL, PLG-150VL (1999)
  • YMF-724, 744, 754, 764
  • S-YXG100plus-VL
• Korg
  • Profecía (1995)
  • Z1 , MOSS-TRI (1997)
  • MUSGO EXB (2001)
  • PCI OASYS (1999)
  • OASYS (2005) con algunos módulos, por ejemplo, el modelo físico de cuerdas pulsadas STR-1 [1]
  • Kronos (2011) igual que OASYS
• Técnica
  • WSA1 (1995) PCM + resonador
• Sistemas videntes
  • Creative WaveSynth (1996) para Creative Labs Sound Blaster AWE64 .
  • Reality (1997): uno de los primeros productos de sintetizador de software profesional del equipo de Dave Smith
• cakewalk
  • Dimension Pro (2005): sintetizador de software para OS X y Windows XP . [2]

Notas

1. ↑ Peter Kirn (9 de noviembre de 2005) Dentro de un sintetizador de lujo: Creando el Korg OASYS con Linux , O'Reilly Media
2. ↑ Cakewalk Dimensión Pro

Literatura

• Daniel Levin. Yamaha VL-1 revoluciona la tecnología de sintetizadores  //  Billboard: revista. - Lynne Segall, 1994. - 7 de mayo. - P. 102-103 .
• Yamaha VL1. Sintetizador acústico virtual , sonido sobre sonido , julio de 1994
• Pablo Verna. Yamaha y Stanford unen fuerzas. Programa de licencias ofrece nuevas tecnologías  (inglés)  // Cartelera: diario. - Lynne Segall, 1997. - 2 de agosto. — Pág. 56 .
• Julio O. Smith. Arquitecturas de guías de ondas digitales para instrumentos musicales virtuales // Manual de procesamiento de señales en acústica  / David Havelock, Sonoko Kuwano, Michael Vorländer. — Springer, 2008. - Págs. 399-417. — ISBN 978-0-387-77698-9 .
• Martín Russ. Síntesis y Muestreo  de Sonido (neopr.) . — Prensa Focal, 2008. - S. 288-289. - ISBN 978-0-240-52105-3 .
• Brian Heywood (22 de noviembre de 2005) Modelo de conducta. La tecnología que usa su PC para producir sonido generalmente se basa en la reproducción de una muestra de audio. Brian Heywood busca alternativas. PC profesional
• Esteban Bilbao. Síntesis Numérica de Sonido : Esquemas de Diferencias Finitas y Simulación en Acústica Musical  . - John Wiley and Sons , 2009. - P. 11-14. - ISBN 978-0-470-51046-9 .
• Lutz Trautmann; Rodolfo Rabenstein. Síntesis de sonido digital por modelado físico utilizando el  método de transformación funcional . — Springer, 2003. - Págs. 77-86. - ISBN 978-0-306-47875-8 .

Enlaces

• Julius O. Smith III ``Una introducción básica a la síntesis de guía de onda digital''
• Página de inicio de Síntesis de guía de ondas
• Instrumentos musicales acústicos virtuales: revisión y actualización
• Modelado de sonidos de cuerda e instrumentos de viento  : revista Sound on Sound , septiembre de 1998
• Jordan Rudess tocando en la grabación de Youtube de Korg Oasys . Tenga en cuenta el uso del joystick para controlar el efecto de vibrato del modelo físico de cuerdas pulsadas.
• Yamaha VL1 con controlador de respiración vs. sintetizador tradicional para instrumentos de viento

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