Klangsynthese und Physical Modeling - Brothers in Music

DIPLOMARBEIT HENRI HAGENOW
1985]. Der Anregungsmechanismus erzeugt hierbei weißes Rauschen oder eine
periodische Impulskette, je nachdem, ob es sich gerade um stimmhafte oder stimmlose
Laute handelt.
Der Filter
Online-Version 1.0
H ( z)
K
∑k=
0
+ ∑
b z
k
= L
1
l = 0
modelliert die Resonanzeigenschaften des menschlichen Vokaltraktes [Tolonen et. al.,
1998]. Hierbei sind a(n) und b(n) zeitvariable Koeffizienten, die die Lippen- und Zungen-
bewegungen und weitere Teile des Vokaltraktes simulieren. Die Impulskette ahmt die Ton-
erzeugung im menschlichen Körper durch die Stimmlippen nach; sie gibt die Grundtonhöhe
des synthetisierten Tones an. Das Anregungssignal und die Filterkoeffizienten beschreiben
das Ausgangssignal vollständig. Hierbei handelt es sich weitestgehend schon um eine
digitale Implementierung eines physikalischen mehrdimensionalen Systems.
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− k 0
a z
Abb.2.9: Signalflußdiagramm der Source-Filter-Synthese, auch subtraktive
Synthese genannt. Die Transferfunktion H(z) des zeitveränderlichen
Filters wird duch die Filterkoeffizienten a(n) und b(n) charakterisiert.
Da viele traditionelle akustische Musikinstrumente stationäre oder sich langsam
verändernde Resonanzsysteme besitzen, lassen sich deren Klänge gut mittels der Source
Filter- Synthesetechnik nachbilden. In gewissem Sinne läßt sich die subtraktive Synthese
dann schon in den Bereich der physikalischen Modelle einordnen.
Bei analogen Synthesizern wird der Begriff der subtraktiven Synthese meist mit der Art der
Klangerzeugung der ersten kommerziellen Synthesizer-Modularsysteme von Hugh LeCaine
oder Robert Moog in Zusammenhang gebracht. Hier wurden obertonreiche Wellenformen,
wie Sägezahn- oder Rechteckschwingungen durch einen Tiefpaßfilter und einen
hüllkurvengesteuerten Verstärker geschickt, um das Frequenzspektrum der Klänge zu
l
− l
(
2.
7)