Physical Modeling Flöte in Pure Data

[Tonerzeuger]

Hallo zusammen,

aus einem vereinfachten Flötenmodell im Netz habe ich einen Pure Data Patch gemacht, der mit einem Breath Controller gesteuert wird.
Das Modell berücksichtigt nicht die Löcher in der Flöte, sondern steuert die Tonhöhe gewissermaßen durch verschiedene Rohrlängen. Per Modulationsrad kann das System einen anderen Arbeitspunkt annehmen - ähnlich dem Überblasen einer Flöte.

So sieht das Modell aus:





So klingt es:




Und das ist die Bedienoberfläche. Das Tremolo wird über Aftertouch, Fußschalter oder automatisch gesteuert. Die farbigen Slider in der Mitte dienen bloß als Display für Parameter, die sich bei m spielen dynamisch ändern - eine andere Anzeige war mir in PD zu kompliziert.




Mit dem Ergebnis bin ich schon ganz zufrieden, das Spielen macht jedenfalls Spaß. Man braucht halt einen Breathcontroller. Was meint Ihr?

 

[bohor]

Ich finds sehr schön! Das Tremolo ist etwas sehr mechanisch, immer im gleichen Tempo. Aber sonst halte ich es gut aus! : - )

 

[Tonerzeuger]

Yeah, danke schön!

Beim Tremolo ist die Geschwindigkeit konstant, also per Slider einstellbar, und die Intensität wird per Aftertouch geregelt. Das ist bei Synths ja meistens auch so - ein guter Flötist macht sein Tremolo dagegen selbst und kann die Geschwindigkeit beim Spielen variieren.

Ich könnte mal eine zufällige Schwankung des Tempos ausprobieren, das darf aber nicht zu heftig sein, sonst klingts albern. Und zufällige Abweichungen von der Sinus-LFO-Wellenforn.

Danke schonmal für den Denkanstoß

 

[bohor]

Vielleicht statt Tremolo Vibrato? Und dessen Intensität und vor allem Tempo irgendwie mit der Lautstärke korrelieren, denke ich.

 

[Tonerzeuger]

Ich hab mir mal von einer guten Flötistin erklären lassen, wie das geht mit dem Vibrato:


Die Frau spielt echt gut und kann auch toll erklären - trotzdem habe ich den Eindruck, dass es rein physikalisch eher um "volume change" als um "pitch change" geht. Fast ein wenig, als ob der Ton ins Überblasene umkippen würde (ab 1:23 im Video).

Auf jeden Fall muss die Modulation das ganze Flötenmodell einbeziehen, also keine "aufgesetzte" Volume- oder Pitchmodulation wie bei einem Synthesizer.

I'll be working on it!

 

[fanwander]

Ich hab mal so ein Modell in Nord Modular 1 mit der Delayline gebaut. Ich kann einschätzen, wie kniffelig das ist. Ich darf sagen, dass Deines wirklich sehr gut klingt.
Wenn Du jetzt noch Variationen ins Anblasgeräusch rein kriegst bist Du perfekt. Ich hab das damals über eine separate Envelope/VCA im Erreger-Signal gemacht - bei PD muss das natürlich anders laufen (da kenn eich mich leider nicht aus)

 

[Max]

Finde auch, dass das sehr gut klingt! (bis auf das Tremolo, nicht nur statisch, sondern auch etwas "too much"...)

Du brauchst unbedingt einen MPE-Controller (Osmose, Continuum...)

 

[ganje]

Vielleicht statt Tremolo Vibrato?

Oder beides?

 

[klangumsetzer]

Der Ton deines Floetenmodell ist sehr schoen. Hingegen klingen die legato Passagen kuenstlich.

Ich bin kein Floetist, aber bei legato Passagen auf der Floete (YouTube) hoere ich einen kurzen Abruch des Tones, der vielleicht durch das Einschwingen der veraenderten Luftsaeule zustande kommt?
Das liesse sich vielleicht durch erneutes Triggern mit einer schnellen (attack) Huellkurve realisieren?

 

[Tonerzeuger]

Vielen Dank für die Blumen, besonders die von Fachleuten

@fanwandler:
Das Modell hab ich aus einem wissenschaftlichen Artikel im Netz, da gibt's jede Menge PDFs zu ähnlichen Themen. Die Mathematik dahinter hab ich allerdings nicht kapiert....



(Cook, P., "A Meta-Wind-Instrument Physical Model, and a Meta-Controller for Real Time Performance Control", Proceedings of the ICMC, 1992.)

Entscheidend war aber, das Modell über zwei Oktaven stabil zu halten - mehrere Parameter müssen dabei frequenzabhängig verändert werden, und bis ich die beiden stabilen Arbeitspunkte gefunden hatte hat's auch gedauert.

Das Anblasgeräusch variieren - dazu fällt mir in dem obigen Modell erstmal ein, das Verhältnis von "flow" und "noise" änderbar zu machen. Das ist aber ziemlich sensibel. Die Steuerung dazu würde ich lieber aus dem Breath Controller ableiten als aus einer Hüllkurve, was in Pure Data ja auch geht.

Euer Feedback ist jedenfalls echt ermutigend - ich bleib dran!

 

[haesslich]

Wenn dich das kickt: Perry Cook hat n ganzes Buch mit so Zeug.

Cook, Real Sound Synthesis, A. K. Peters

www.cs.princeton.edu

 

[fanwander]

Vielen Dank für die Blumen, besonders die von Fachleuten

@fanwandler:
Das Modell hab ich aus einem wissenschaftlichen Artikel im Netz, da gibt's jede Menge PDFs zu ähnlichen Themen. Die Mathematik dahinter hab ich allerdings nicht kapiert....

Anhang anzeigen 67459

(Cook, P., "A Meta-Wind-Instrument Physical Model, and a Meta-Controller for Real Time Performance Control", Proceedings of the ICMC, 1992.)

Entscheidend war aber, das Modell über zwei Oktaven stabil zu halten - mehrere Parameter müssen dabei frequenzabhängig verändert werden, und bis ich die beiden stabilen Arbeitspunkte gefunden hatte hat's auch gedauert.

Das Anblasgeräusch variieren - dazu fällt mir in dem obigen Modell erstmal ein, das Verhältnis von "flow" und "noise" änderbar zu machen. Das ist aber ziemlich sensibel. Die Steuerung dazu würde ich lieber aus dem Breath Controller ableiten als aus einer Hüllkurve, was in Pure Data ja auch geht.

Euer Feedback ist jedenfalls echt ermutigend - ich bleib dran!

Genau die gleiche Grafik hatte ich damals auch ...
Und ja: das ganze über einen weiteren Bereich stabil zu halten, ist äußerst kniffelig. Aber eine echte Flöte hat ja auch keinen allzu großen Tonumfang.

PS: Der Smiley heißt ... man ahnt es kaum ... "floet"

 

[Klaus P Rausch]

Entscheidend war aber, das Modell über zwei Oktaven stabil zu halten - mehrere Parameter müssen dabei frequenzabhängig verändert werden, und bis ich die beiden stabilen Arbeitspunkte gefunden hatte hat's auch gedauert.

Das hast du besser hingekriegt als Alesis in der Fusion PM Section. Wenn man es dort mit dem Luftdurchsatz und dem Rohrdurchmesser übertreibt, dann ist die Intonation im Teich.

Deine Flöte klingt echt gut, Legato ist tatsächlich noch zu uneben. Dir könnten WAV Vorlagen mit Originalflöte Einzeltöne freigestellt helfen, auch für so Sachen wie Flatterzunge, Fingervibrato, Glissando und die Ansätze wie Fade in, Dütt und kleine Effekte wie Blika. Wenn man sowas per Controller steuert, klingts wirklich "als wie in echt". Wenn du sowas nicht findet, dann schick mir mal ne Mail.

 

[Tonerzeuger]

Sorry Klaus, - ich hab Dein fettes Lob jetzt erst gelesen - danke!

Ein befreundeter Akustiker und Flötist fand den Klang noch etwas zu "noisy". Gute Flötisten streben wohl an, den Rauschanteil möglichst klein zu halten.

Ich habe jetzt den Rauschanteil nach der Attack-Phase reduziert und habe den Eindruck, dass es was bringt. Bis 0:20 ist weniger Rauschen drin als danach, da ist der Effekt schwächer eingestellt.



Das Tremolo, das etwas zu statisch klang, hab ich auch verändert. Der LFO wird jetzt etwas schneller, wenn die Modulation zunimmt, das soll lebendiger klingen.

Auf Deine Tipps zum Legatospiel komme gerne noch mal zurück, KPR, Euer Feedback ist echt motivierend .

 

[fanwander]

Jetzt den Attack-Noise-pegel auf die Velocity setzen.

 

[Klaus P Rausch]

Ein befreundeter Akustiker und Flötist fand den Klang noch etwas zu "noisy". Gute Flötisten streben wohl an, den Rauschanteil möglichst klein zu halten.

Könnte sein, dass Flötisten da unterschiedliche Auffassungen haben. Vor einer Weile hatte ich eine Recording Session mit einer Flötistin aus Frankfurt, die hatte unter anderem extra eine Tenorflöte dabei, die sie als rauschig bezeichnet. Hab vergessen genau nachzufragen, aber ich glaube es hat was mit dem verwendeten Tonholz und der Konstruktion des Labium zu tun.

Virtuose Flötenspieler haben meistens ein ganzes Arsenal von diesen Dingern, die unterscheiden sich dann alle voneinander, die Kriterien genau kenne ich jetzt auch nicht. Offensichtlich ist es bei den Registern, also von Bass bis Piccolo, die für die oberen Lagen haben einen vergleichsweise geringen Rauschanteil, die tiefen dagegen einen hohen. Krass ist bisweilen der klangliche Unterschied von einem Ton zum nächsten. Bei den virtuellen Modellen wird das immer weggebügelt, was ich eigentlich schade finde. Gerade die Unregelmäßigkeiten sind es, die es nach "Original" klingen lassen würden.

 

[klangumsetzer]

Es macht auch einen Unterschied ob man einen mikrofonierten Klang mit geringem Mikrofon-Instrument-Abstand (mehr Luftgeraeusche) oder eher den projezierten Raumklang (weniger Luftgeraeusche) anstrebt.

Im Jazz oder Rock sind Luftgeraeusche auch Stilmittel, um ein Gefuehl der Intimitaet und Authenzitaet zu erzeugen.

 

[Phil999]

gelungener PD-Patch, klingt gut.

Wer einen Wind- oder Blascontroller hat, wird sicherlich auch an der Software "Respiro" Freude haben. Physical Modeling, enorm ausdrucksstark.

 

[Tonerzeuger]

Hallo zusammen,

ich hab etwas am Legato-Verhalten getüftelt, und zwar angeregt von klangumsetzer:

bei legato Passagen auf der Floete (YouTube) hoere ich einen kurzen Abruch des Tones, der vielleicht durch das Einschwingen der veraenderten Luftsaeule zustande kommt? Das liesse sich vielleicht durch erneutes Triggern mit einer schnellen (attack) Huellkurve realisieren?

Tatsächlich habe ich eine simple Hüllkurve eingebaut, die den Luftstrom bei Eintreffen einer neuen Note kurz auf 70% des Blaswandler-Werts abschwächt. Je höher der Ton, desto kürzer der Einbruch, denn eine kürzere Luftsäule braucht auch weniger Zeit zum Ein- und Ausschwingen. Damit ist es jetzt möglich, schnellere Legato-Passagen zu spielen, und es klingt auch besser -finde ich.




Bei schnellem oder unsauberem Spielen auf der Tastatur "schmiert" das Legato aber immer noch. Ich sollte (wie bei Monosynths üblich) wohl mal mit verschiedenen Trigger-Methoden für die Hüllkurve experimentieren. Bisher wird die Hüllkurve durch jede neue Tonhöhe getriggert, denkbar ist aber auch
das Note-Off des vorherigen Tons. Schätze nur, dass es auch dann auf genaues Spielen ankommt.

 

[SynthGate]

Wenn das deine ersten Versuche sind, dann bin ich echt gespannt, was da noch kommen mag, denn die klingen schon sehr gut, finde ich. Überhaupt finde ich das Thema Physical Modeling sehr spannend, da wird noch so einiges auf uns zu kommen, denke ich.

EDIT: Empfinde das nur ich so, das Noise im Verhältnis ein wenig zu laut ist?

 

[hons]

Hi,
ich arbeite gerade an einem Orgelpfeifenmodell. Würdest du mir evtl. dein Pd-patch zukommen lassen?