乐器音响仿真及虚拟技术研究

发布时间：2017-11-15 09:38

本文关键词：乐器音响仿真及虚拟技术研究

【摘要】：乐器声音的仿真虚拟技术是一门当前比较热门的研究议题,脱胎于人们对于乐器声音的模拟与合成,并在其基础上融合了计算机技术、信号处理技术、数学等领域的知识。在虚拟仿真技术中,基于物理模型的仿真技术是当前各领域研究的重点,其是一种采用数学方程对物体振动进行描述的方法,与以往的声音合成不同,物理模型法并不关注描述乐器所发声音的各种特性,而是于侧重于描述乐器发音过程中的各项物理机制。关于物理模型的声音合成技术理论早在20世纪70年代就曾被提出,只是一直未引起较大规模的重视,直到90世纪初才得到了一定的发展。当前有关物理模型的合成的理论已经较为成熟,但是囿于计算机处理速度的瓶颈,使得其应用尚存在较大的局限。同时,在模型的设计和优化等许多方面还有待于进一步的研究和开拓。本文对各种虚拟仿真技术进行了介绍,其中着重对四种基于物理模型的虚拟仿真技术一—有限元法、数字波导算法、模态合成法以及偏微分方程法进行了比较细致的介绍,并对各种不同技术的优势和缺点进行了评价。同时以乐器的不同声学系统(激励体、共鸣体)为线索,对用不同仿真技术在其中的运用进行了介绍以及实践。具体研究过程如下：1.对乐器的振动体进行仿真,分别采用有限元法和数字波导方法对体鸣类乐器中的板体振动和弦鸣类的弦振动进行模拟,并分别进行了相关的验证实验。2.针对乐器的共鸣体的仿真技术进行研究,主要分为共鸣系统共振的模拟和耦合的模拟,其中共振的模拟采用了有限元法进行模拟与实践,并进行实验验证;3.文章的最后对乐器声音的虚拟仿真的发展前景和价值进行了分析和预判,同时对当前研究中的不足以及未来的研究重点进行了介绍。
【学位授予单位】：中央音乐学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：J619.3

【参考文献】

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