Síntesis por modelado físico de un tiple colombiano mediante guía de ondas digitales
The purpose of this research is to analyze the acoustic behavior and the physical characteristics of the Colombian treble (tiple). With the objective to synthetize and emulate the sound using the waveguide synthesis developed by Julius Smith. It is important to obtain the parameters of the treble fi...
- Autores:
-
Giraldo Monsalve, Juan Pablo
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2017
- Institución:
- Universidad de San Buenaventura
- Repositorio:
- Repositorio USB
- Idioma:
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- oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/4335
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- http://hdl.handle.net/10819/4335
- Palabra clave:
- Guía de onda digital
Filtro
Modelado físico
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Ondas sonoras
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The purpose of this research is to analyze the acoustic behavior and the physical characteristics of the Colombian treble (tiple). With the objective to synthetize and emulate the sound using the waveguide synthesis developed by Julius Smith. It is important to obtain the parameters of the treble finding the relevant data of each string like linear density, frequency, mass and speed of sound. With this information recollected is feasible to make a parameterization of the delay line of each string and construct the waveguide equations. After this procedure it is necessary to code each equation using Matlab taking special attention to the losses of each string by the nut, and the bridge of the treble. To simulate the sound produced by the sounding board of the treble, was necessary make an impulse response measurement, later a code was programmed to filter the signal and clean it. Finally, make the convolution code. Afterwards a correlation analysis between the real sound and the synthesized one by the model proposed made to compare both signals. The result was an algorithm capable of emulating the sound of the twelve strings of a typical Colombian tiple being played into the air. |
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Comunidad Científica y AcadémicaMoreno Viasus, Ricardo Andrésaed5d62d-506f-4d52-984f-58449ff119d0-1Giraldo Monsalve, Juan Pablo2314e0cb-89e8-48e0-a39e-b390fcb44621-12017-08-09T21:06:28Z2017-08-09T21:06:28Z20172017-08-09The purpose of this research is to analyze the acoustic behavior and the physical characteristics of the Colombian treble (tiple). With the objective to synthetize and emulate the sound using the waveguide synthesis developed by Julius Smith. It is important to obtain the parameters of the treble finding the relevant data of each string like linear density, frequency, mass and speed of sound. With this information recollected is feasible to make a parameterization of the delay line of each string and construct the waveguide equations. After this procedure it is necessary to code each equation using Matlab taking special attention to the losses of each string by the nut, and the bridge of the treble. To simulate the sound produced by the sounding board of the treble, was necessary make an impulse response measurement, later a code was programmed to filter the signal and clean it. Finally, make the convolution code. Afterwards a correlation analysis between the real sound and the synthesized one by the model proposed made to compare both signals. The result was an algorithm capable of emulating the sound of the twelve strings of a typical Colombian tiple being played into the air.El presente trabajo de grado analiza el comportamiento acústico y las características físicas de un tiple colombiano. Se hace esto para sintetizar y emular su sonido mediante la técnica de guía de onda digital desarrollada por Julius Smith, posteriormente se hace un análisis de la correlación entre las cuerdas al aire de un tiple real con el sonido sintetizado mediante el modelo propuesto. Para ello es importante obtener los parámetros del tiple hallando datos relevantes de cada cuerda como la densidad lineal, la frecuencia, la masa, la velocidad de propagación y con estos datos encontrar los retardos necesarios para caracterizar cada cuerda mediante una ecuación de guía de onda digital. Luego de este procedimiento es necesario codificar cada ecuación por medio de Matlab detallándose especialmente en las pérdidas que sufre cada cuerda debido a la cejuela y al puente del tiple. Para simular el sonido que produce la caja de resonancia del tiple se halló la respuesta al impulso, se programó un filtro para limpiar el sonido y finalmente se programó un código para hacer una convolución entre las cuerdas y la caja de resonancia. Se obtuvo como resultado un algoritmo capaz de emular el sonido de las doce cuerdas de un tiple colombiano siendopdf135 páginasRecurso en lineaapplication/pdf[1] J. Giraldo Monsalve, “Síntesis por modelado físico de un tiple colombiano mediante guía de ondas digitales”, Trabajo de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San Buenaventura Medellín, Facultad de Ingenierías, 2017.http://hdl.handle.net/10819/4335spaIngenieriasIngeniería de SonidoMedellínAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPor medio de este formato manifiesto mi voluntad de AUTORIZAR a la Universidad de San Buenaventura, Sede Bogotá, Seccionales Medellín, Cali y Cartagena, la difusión en texto completo de manera gratuita y por tiempo indefinido en la Biblioteca Digital Universidad de San Buenaventura, el documento académico-investigativo objeto de la presente autorización, con fines estrictamente educativos, científicos y culturales, en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión Andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995 y demás normas generales sobre derechos de autor. Como autor manifiesto que el presente documento académico-investigativo es original y se realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, la obra es de mi exclusiva autora y poseo la titularidad sobre la misma. La Universidad de San Buenaventura no será responsable de ninguna utilización indebida del documento por parte de terceros y será exclusivamente mi responsabilidad atender personalmente cualquier reclamación que pueda presentarse a la Universidad. Autorizo a la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura convertir el documento al formato que el repositorio lo requiera (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) o con fines de preservación digital. Esta autorización no implica renuncia a la facultad que tengo de publicar posteriormente la obra, en forma total o parcial, por lo cual podrá, dando aviso por escrito con no menos de un mes de antelación, solicitar que el documento deje de estar disponible para el público en la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura, así mismo, cuando se requiera por razones legales y/o reglas del editor de una revista.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2[1] L. Kinsler, F. Austin, A. Coppens, and J. Sanders, Fundamentals Of Acoustics. New York: John Wiley & Sons, Inc, 2000.[2] J. O. Smith, "Physical Modeling using Digital Waveguides," Computer Music Journal, vol. 16, no. 4, pp. 74-91, 1992.[3] Steven Sanders and Ron Weiss. (2005) Synthesizing a Guitar Using Physical Modeling Techniques. [Online]. http://www.ee.columbia.edu/~ronw/dsp/[4] J. A. Mora, C. A. Flores, and A. M. Cárdenas, "Síntesis de un Banjo por Modelado Físico utilizado Guías de Ondas Digitales," in 3er Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica, Bucaramanga, 2011, p. 3.[5] H. Bard, Investigating Synthesis Techniques for Accurately Modelling an Acoustic Guitar. Bath, Inglaterra: The University of Bath, 2009.[6] J. Riionheimo and V. Valimaki, Parameter Estimation of Plucked String Model Using a Genetic Algorithm with Perceptual Fitness Calculation, Helsinki University of Technology, Ed. Helsinki: Laboratory of Acoustics and Audio Signal Processing, 2002.[7] P. O'Neil, Matemáticas Avanzadas para Ingenieros. Birmingham, Inglaterra: Thomson, 2004.[8] Q. Gao, J. Zhang, H. Zhang, and W. Zhong, "The analytical solutions for the wave propagation in a stretched string with a moving mass," Wave Motion, vol. 59, pp. 1-28, 2015.[9] L. Hiller and P. Ruiz, "Synthesizing Musical Sounds by Solving the Wave Equation For Vibrating Objects Part I," JAES, vol. 19, no. 6, pp. 462-470, 1971.[10] L. Hiller and P. Ruiz, "Synthesizing Musical Sounds by Solving the Wave Equation For Vibrating Objects Part 2," JAES, vol. 1, no. 7, p. 19, 1971.[11] G Cuzzucoli and V Lombardo, "A Physical Model of the Classical Guitar, Including the Player's Touch," Computer Music Journal, vol. 23, no. 2, pp. 52-69, 1999.[12] M. Karjalainen, V. Välimäki, and T. Tolonen, "Plucked-String Models: From the KarplusStrong Algorithm to Digital Waveguides and Beyond," Computer Music Journal, vol. 22, no 3, pp. 17-32, 1998.[13] D Jaffe and J Smith, "Extensions Of Karplus Strong Plucked String Algorithm," Computer Music Journal, vol. 7, no. 2, pp. 56-69, 1983.[14] Kevin Karplus and Alex Strong, "Digital synthesis of plucked string and drum timbres," Computer Music Journal, vol. 7, no. 2, pp. 43-55, 1983.[15] J. O. Smith, A Basic Introduction to Digital Waveguide Synthesis (for the Technically Inclined). Stanford, Estados Unidos: Center for Computer Research in Music and Acoustics (CCRMA), 2006.[16] D Gómez, Síntesis Digital de Instrumentos Musicales. Sevilla, España: Universidad de Sevilla, 2005.[17] C Erkut, Aspects in analysis and model-based sound synthesis of plucked string instruments. Helsinki, Finlandia.[18] M. Karjalainen and U. Laine, "A model for real time sound synthesis of guitar on a floating point signal processor," IEEE, vol. 91, no. 2977-7, pp. 3653-3656, 1991.[19] M. Karjalainen and J. Smith, "Body Modeling Techniques for String Instrument Synthesis," ICMC Proceedings, vol. 239, p. 232, 1996.[20] M. Karjalainen and Z. J. Välimäki, "Towards High-Quality Sound Synthesis of the Guitar and String Instruments," ICMC Proceedings, vol. 8A, no. 1, pp. 56-63, 1993.[21] M. Laurson, C. Erkut, V. Välimäki, and Kuuskankare.M, "Methods for Modeling Realistic Playing in Acoustic Guitar Synthesis," Computer Music Journal, vol. 25, no. 3, pp. 38-49, 2001.[22] T. Rossing and N. Fletcher, The Physics of Musical Instruments. New York, Estados Unidos: Springer Science, 1998.[23] K. Seunghun, K. Moonseok, and Y. Woon Seung, "Digital Waveguide Synthesis of the Geomungo with a Time-Varying Loss Filter," JAES, vol. 61, no. 1/2, pp. 50-61, 2013.[24] K Ramirez Mojica, Ahora.Haga música con el tiple. Tunja, Colombia: Panamericana , 1991.[25] Angelo Farina and A. Tronchin, Acoustic characterization of “virtual” musical instruments using MLS technique on ancient violins. 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