Real-Time Implementation of Bowed Instruments Using Static And Dynamic Friction Models: Friction Drum and Amoeba Violin
Translated title
Real-Time Implementation of Bowed Instruments Using Static And Dynamic Friction Models
Author
Onofrei, Marius George
Term
4. term
Education
Publication year
2021
Submitted on
2021-04-07
Pages
93
Abstract
Afhandlingen undersøger, hvordan forskellige friktionsmodeller påvirker fysisk modelleret lydsyntese. Vi udvikler modeller baseret på endelige differenser i tidsdomænet (FDTD) (en numerisk metode, der simulerer, hvordan vibrationer udvikler sig over tid og i rummet) for to friktionsdrevne instrumenter: en violin (repræsenteret som en buet, stiv streng koblet til en resonant plade) og en friktionstromme (en buet membran koblet til et akustisk rør). Vi sammenligner en statisk friktionsmodel, hvor friktionskraften kun afhænger af den øjeblikkelige relative hastighed mellem overfladerne, med en dynamisk friktionsmodel med hukommelse (hysterese), hvor den aktuelle tilstand afhænger af den tidligere bevægelse. Arbejdet har til mål at implementere modellerne i realtids-lydsyntese. Målet er ikke en tro kopi af de akustiske originaler, men at bruge deres underliggende fysik til at skabe nye instrumenter og klange, der kan udvides eller moduleres på måder, som ikke er mulige i den fysiske verden.
This thesis examines how different friction models influence physically based sound synthesis. We develop finite difference time-domain (FDTD) models (a numerical method that simulates how vibrations evolve over time and space) for two friction-driven instruments: a violin (represented as a bowed stiff string coupled to a resonant plate) and a friction drum (a bowed membrane coupled to an acoustic tube). We compare a static friction model, where the friction force depends only on the instantaneous relative velocity between the surfaces, with a dynamic friction model that includes memory (hysteresis), meaning the current state depends on past motion. The work aims to implement these models for real-time sound synthesis. The goal is not to exactly reproduce the acoustic originals, but to use their underlying physics to create new instruments and sounds that can be extended or modulated in ways that are not possible in the physical world.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
Documents