Sintetização de som de um violão a partir de um modelo computacional

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Teixeira, Paulo Sérgio
Orientador(a): Ferreira, Alexandre Furtado lattes
Banca de defesa: Grillo, Maria Lúcia Netto lattes, Araujo, Anna Carla Monteiro de lattes, Assis, Weslley Luiz da Silva lattes, Barros, Jeanne Denise Bezerra de lattes
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/28829
Resumo: O violão é um instrumento musical da família dos cordofones dedilhados que são aqueles em que o som é produzido pela vibração de cordas tensionadas. Para impulsionar a vibração das cordas nestes instrumentos pode-se usar dedos e/ou elementos mais rígidos como unhas ou palhetas. Além das cordas o tampo é considerado a parte mais importante do violão, por ele, através do cavalete, as vibrações das cordas são transmitidas e amplificadas para o instrumento todo. Ao vibrar, o tampo provoca o movimento do ar contido na caixa de ressonância resistindo à tensão exercida pelas cordas e minimizando as eventuais deformações devido a variações climáticas. Para dar maior rigidez, atenuando o efeito da temperatura, um conjunto de barras chamadas de leques harmônicos é colado na sua parte interna. E estes têm sido objeto de pesquisa de pesquisadores e Luthiers devido à variedade de configurações desenvolvidas ao longo dos tempos. A estrutura dos leques harmônicos também tem a função de acoplar os movimentos desta superfície, de forma que o tampo possua modos de vibração com certas características. Portanto, este trabalho se desenvolve a partir de um modelo computacional de violão construído com configurações de leque harmônico diferentes das tradicionais, mas com inspiração no modelo de leque desenvolvido pelo luthier alemão Hermann Hauser. Tal modelo visa, inicialmente, a obtenção de respostas em termos de frequências naturais e modos de vibração utilizando-se de análises estática, modal, harmônica via técnica de elementos finitos. Tais resultados são analisados com respostas obtidas experimentalmente através do método de excitação por impulso. Além disso, é feito o processamento digital de sinais sonoros para permitir a sintetização de sons usando as características avaliadas no modelo físico e computacional e respostas em frequência através da técnica numérica de deconvolução. As avaliações permitiram a obtenção de respostas em frequências naturais e as respectivas formas dos modos de vibração que permitiram a comparação com as respostas do modelo físico de violão através do método de excitação por impulso. Além disso, o processamento digital de sinais permitiu a sintetização sonora e uma melhor avaliação das respostas dos modelos físico e computacional através técnica numérica de deconvolução.
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Para impulsionar a vibração das cordas nestes instrumentos pode-se usar dedos e/ou elementos mais rígidos como unhas ou palhetas. Além das cordas o tampo é considerado a parte mais importante do violão, por ele, através do cavalete, as vibrações das cordas são transmitidas e amplificadas para o instrumento todo. Ao vibrar, o tampo provoca o movimento do ar contido na caixa de ressonância resistindo à tensão exercida pelas cordas e minimizando as eventuais deformações devido a variações climáticas. Para dar maior rigidez, atenuando o efeito da temperatura, um conjunto de barras chamadas de leques harmônicos é colado na sua parte interna. E estes têm sido objeto de pesquisa de pesquisadores e Luthiers devido à variedade de configurações desenvolvidas ao longo dos tempos. A estrutura dos leques harmônicos também tem a função de acoplar os movimentos desta superfície, de forma que o tampo possua modos de vibração com certas características. Portanto, este trabalho se desenvolve a partir de um modelo computacional de violão construído com configurações de leque harmônico diferentes das tradicionais, mas com inspiração no modelo de leque desenvolvido pelo luthier alemão Hermann Hauser. Tal modelo visa, inicialmente, a obtenção de respostas em termos de frequências naturais e modos de vibração utilizando-se de análises estática, modal, harmônica via técnica de elementos finitos. Tais resultados são analisados com respostas obtidas experimentalmente através do método de excitação por impulso. Além disso, é feito o processamento digital de sinais sonoros para permitir a sintetização de sons usando as características avaliadas no modelo físico e computacional e respostas em frequência através da técnica numérica de deconvolução. As avaliações permitiram a obtenção de respostas em frequências naturais e as respectivas formas dos modos de vibração que permitiram a comparação com as respostas do modelo físico de violão através do método de excitação por impulso. Além disso, o processamento digital de sinais permitiu a sintetização sonora e uma melhor avaliação das respostas dos modelos físico e computacional através técnica numérica de deconvolução.The guitar is a musical instrument in the family of strummed cordophones, which are those i n w hich the s ound i s produc ed b y t he v ibration of t ensioned s trings. To boos t t he vibration of the strings in these instruments, fingers and / or more rigid elements such as nails or re eds c an be us ed. In a ddition t o t he s trings, t he s oundboard i s c onsidered t he m ost important p art o f t he g uitar, f or i t, through t he eas el, t he v ibrations o f t he s trings ar e transmitted an d amplified to t he w hole instrument. When v ibrating, t he t op c auses t he ai r contained i n t he re sonance box t o m ove, r esisting t he t ension ex erted b y t he s trings an d minimizing any deformations due to climatic variations. To give greater rigidity, attenuating the effect of temperature, a s et of bars called harmonic fans is glued to its internal part. And these h ave been t he o bject o f r esearch by r esearchers an d Luthiers d ue t o t he v ariety o f configurations developed over time. The structure of the harmonic fans also has the function of coupling the movements of this surface, so that the top has modes of vibration with certain characteristics. Therefore, this work is developed from a computational model of guitar built with harmonic fan configurations different from the traditional ones, but inspired by the fan model developed by the German luthier Hermann Hauser. This model initially aims to obtain responses i n t erms o f n atural f requencies an d m odes o f v ibration u sing s tatic, m odal, harmonic an alysis via f inite el ement t echnique. S uch r esults ar e analyzed w ith r esponses obtained ex perimentally t hrough t he m ethod o f i mpulse ex citation. I n ad dition, d igital processing of s ound s ignals i s pe rformed t o a llow t he s ynthesis of s ounds us ing t he characteristics evaluated i n t he p hysical an d computational m odel an d f requency r esponses using t he n umerical d econvolution technique. The ev aluations a llowed the o btaining o f responses in natural frequencies and the respective forms of the vibration modes that allowed the comparison with the responses of the physical model of the guitar through the method of impulse excitation. In addition, digital signal processing allowed sound synthesis and a better evaluation o f t he r esponses o f t he p hysical and co mputational models t hrough n umerical deconvolution technique.214 p.pt_BRporCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessSintetização de som de um violão a partir de um modelo computacionalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisViolãoLeques harmônicosAnálise modalSintetização e deconvoluçãoViolãoSintetização de somModelo computacionalLeque harmônicoEngenharia MetalúrgicaGuitarHarmonic fansModal analysisSynthesization and deconvolutionDoutoradoUniversidade Federal FluminenseEscola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta RedondaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica2021Volta Redonda, RJreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFFORIGINALTese_PauloTeixeira.pdfTese_PauloTeixeira.pdfapplication/pdf9858749https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/28829/1/Tese_PauloTeixeira.pdfb8b8a13cd837b89427f83f5dee045f9eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/28829/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD521/288292023-05-15 17:58:01.41oai:app.uff.br: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ório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202023-05-15T20:58:01Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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