Embedded physical modelling modular synthesizer based on FDTD methods
Author
Støier, Benjamin Fullerton
Term
4. Term
Education
Publication year
2023
Submitted on
2023-06-08
Pages
12
Abstract
This work presents a modular synthesizer based on physical modelling—sound is created by simulating how real instruments behave. The core models use finite-difference time-domain (FDTD), a grid-based numerical method that steps the underlying physics forward in time. Implemented models include a damped stiff string (like a metal string that loses energy and resists bending) and an acoustic tube (a resonating column of air, as in flutes or the vocal tract). Several excitation mechanisms are supported: bowing, striking, plucking, and a lip reed for brass-like buzzing. A dynamic grid allows the defining physical properties of the models to be changed smoothly and continuously during play. The paper details the implementation and key features.
Dette arbejde præsenterer en modulær synthesizer, der bygger på fysisk modellering – lyd skabes ved at simulere, hvordan rigtige instrumenter opfører sig. De centrale modeller er implementeret med endelig-differens tidsdomæne (FDTD), en gitterbaseret numerisk metode, der beregner de fysiske processer trin for trin over tid. Modellerne omfatter en dæmpet, stiv streng (som en metalstreng, der både mister energi og modstår bøjning) og et akustisk rør (en resonanssøjle af luft, som i fløjter eller talekanalen). Flere exciteringsmetoder er implementeret: buestrøg, slag, pluk og en læbereed-ansats (messinginstrumentlignende brummen). Derudover anvendes et dynamisk gitter, som gør det muligt at ændre de definerende fysiske egenskaber jævnt og kontinuerligt under spil. Artiklen gennemgår implementeringen og de centrale funktioner.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]