la sintesi a modelli fisici

Sintesi a modelli fisici,
Il suo obiettivo è
descrivere, con algoritmi complessi, la creazione del suono
a partire dagli elementi fisici degli strumenti musicali e,
sullo stesso piano d’importanza, la modifica del suono secondo
l’interazione con l’esecutore. Diversi sono i paradigmi
studiati e utilizzabili, ma due sono le categorie principali
in cui i modelli possono essere suddivisi: continui e a impulso.
I primi sono utili per strumenti come fiati o violini, in
cui il suono è prodotto in modo continuo finché l’eccitatore
(cioè il musicista o l’elemento che agisce sullo strumento)
trasmette energia al risonatore, cioè la parte che traduce
questa energia in suono. Il modello a impulso è invece utile
per gli strumenti in cui il suono è prodotto in seguito ad
esempio una percussione, come avviene nel pianoforte.
Un paradigma utilizzato per la creazione dei modelli è
quello della sintesi per guida d’onda, che simula la propagazione
dell’onda su un corpo seguendo un modello a
quattro elementi: sorgente di eccitazione, linee di ritardo
(che riproducono lo spostamento nel tempo), giunzioni di
dispersione (interruzioni nella catena di propagazione) e
filtri (che riproducono il comportamento di riflessione/dispersione
dell’onda dovuto all’interruzione nelle giunzioni).
La linea di ritardo è impiegata anche nell’algoritmo di Karplus
e Strong, che sfrutta generatori di rumore e un sistema
simile a quello descritto per la sintesi wavetable. Questo
è efficace soprattutto per corde pizzicate e per gli strumenti
a percussione. Uno strumento può anche essere
considerato non nel suo insieme, ma come una complessa
interazione di elementi discreti in vibrazione, dotati di relativi
parametri di risposta in frequenza e smorzamento e caratteristici
moti di vibrazione. Questo è ciò che avviene nella
sintesi modale.
Ci sono poi due paradigmi particolari utilizzati per l’emulazione
di suoni vocali e sono la sintesi FOF (basata su formanti)
e quella VOSIM (vocal simulation).
Tornando all’emulazione degli strumenti, una caratteristica
particolare della sintesi a modelli fisici è la possibilità
di rompere i legami reali tra eccitatore e risonatore: proprio
per questo strumenti virtuali come Pianoteq permettono
di creare casse armoniche di dimensioni improbabili.
Allo stesso modo, il software di controllo di Roland VPiano
permette di modificare materiali costituenti di casse
e corde. I parametri accessibili dall’utente sono in numero
molto limitato rispetto a tutti quelli disponibili e sono per
questo variabili, ma sempre modificabili su scala continua,
proprio come avviene nella sintesi tradizionale.
Oltre ai modelli di riproduzione del suono, le emulazioni a
modelli fisici sono di solito dotate di modelli acustici per la
riproduzione dell’ambiente in cui gli strumenti sono immersi,
e il cui effetto è completamente diverso rispetto a un riverbero
tradizionale. L’implementazione di questo tipo di
sintesi sta migliorando di anno in anno, e il grande vantaggio
è la bassa quantità di spazio richiesto a fronte, talvolta,
di un impegno maggiore del processore: parliamo di poche
decine di MB di spazio e anche solo 256 MB di RAM.

fonte: computer music e project studio, rivista periodica presente in tutte le edicole