Author(s): Oliveira, Luís Carlos de
Date: 2011
Persistent ID: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1616279
Origin: Oasisbr
Subject(s): Modelagem física; Instrumentos musicais; Clarineta; Processamento de sinais - Tecnicas de sinais; Physical modeling; Musical instruments; Woodwinds; Digital signal processing
Orientadores: Rafael Santos Mendes, Ricardo Goldemberg
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Resumo: Este trabalho aplica a técnica do guia de ondas digital ("Digital Waveguide") na síntese de instrumentos de sopro da família das madeiras, em particular, da clarineta. Esta técnica foi desenvolvida na década de 1980 e, desde então, tem sido utilizada em síntese de instrumentosmusicais por modelagem física. A técnica consiste, grosso modo, no processo de discretização da solução por ondas viajantes da Equação da Onda. Este procedimento permite obter uma estrutura de filtros digitais que simula a propagação da onda sonora para a direita e para a esquerda com velocidade de propagação equivalente à velocidade do som, c. No entanto, nos resultados de modelagem física publicados, constatou-se a ausência da velocidade de escoamento do ar, u. A contribuição deste trabalho consiste em reelaborar a estrutura de filtros digitais de modo a contemplar a velocidade de escoamento do fluido. A fundamentação teórica estabelece que para um meio de propagação sonora em movimento as velocidades de propagação para a direita é c + u e para a esquerda é c ? u. Propõe-se então, uma estratificação do tubo da clarineta em camadas divididas por mesma área ou mesma largura de modo a verificar a influência do perfil de velocidades na síntese sonora. Foi observado que a inclusão do escoamento implica uma "distorção" na curva da pressão interna do tubo, o que aproxima essa forma dos resultados experimentais
Abstract: This study aims to apply the technique of Digital Waveguide in synthesis of woodwind instruments, particularly the clarinet. This technique was developed in the mid-80 and since then, has application in the synthesis of musical instruments by physical modeling. It consists, roughly, in the process of discretization of the traveling wave solution of the Wave Equation. This leads to a digital filter structure that simulates the propagation of sound waves to the right and left with the speed of sound propagation, c. However, in the published results of physical modeling, the air flow velocity, u, was not included. The contribution of this work is to redesign the structure of digital filters in order to contemplate the velocity of the fluid. The theoretical framework provides that in a medium in motion the velocities of propagation to the right is c + u and to the left is c ? u. It is proposed then a stratification of the tube of the clarinet in layers divided by the same area or same width in order to verify the influence of velocity profile in the synthesized sound. It was observed that the inclusion of flow provides a "distortion" in the internal pressure of the tube. It sets resemblance to experimental results
Doutorado
Engenharia de Computação
Doutor em Engenharia Elétrica
