Jump to content
    

Аномалии с обертонами

Кстати, если рассматривать колебания стержня, а не струны, то там собственные частоты как раз не совсем кратны основной...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот как отличается реальная частота (синий) от теоретической (красный). По х - номер гармоники, по y - частота в Гц.

 

Цитата из статьи Piano acoustics:

However, for high overtones with very short wavelengths, the thin string behaves more like a thick metal bar. The mechanical resistance of the string to bending becomes an additional force. Unless this bending force is much smaller than the tension of the string, it will raise the wave speed. This raises the frequency of the overtones above the harmonics of the fundamental, producing an unpleasant effect called "inharmonicity".

 

То-есть исходное предположение верно.

post-24202-1294214401_thumb.png

Edited by Taradov Alexander

Share this post


Link to post
Share on other sites

Предположу что механические колебания в струне эквивалентны электрическим колебаниям в длинной линии. И там происходит нечто описанное на этих снимках (анализ собственных колебаний длинной линии короткозамкнутой на конце и имеющей небольшую ёмкость в начале). Возможно ёмкость на конце линии эквивалентна неидеальной жёсткости крепления струны или какому то другому механическому параметру.

post-3315-1294216731_thumb.png

post-3315-1294216744_thumb.png

Снимки из книги В.И. Калинин "Введение в радиофизику"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нашел несколько статей по теме. В одной из них есть вот такие формулы. Проверить их прямо сразу возможности нет, так как неизвестны модуль Юнга и прочие параметры струны. Буду сейчас их искать :)

 

post-24202-1294218105_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Проверил на С7, там уж точно одна струна, картина аналогична, причем гармоник меньше и они дальше друг от друга (что логично) и разбег к последним гармоникам примерно такой-же по абсолютной величине, то- есть он не зависит от частоты и определяется чем-то еще.

А струна монолитная или поверх более тонкой стальной струны навита более тонкая медная?

Если с навивкой, то спектр колебаний будет, скорей всего, отличаться от спектра однородной упругой балки..

Share this post


Link to post
Share on other sites

А струна монолитная или поверх более тонкой стальной струны навита более тонкая медная?

Если с навивкой, то спектр колебаний будет, скорей всего, отличаться от спектра однородной упругой балки..

 

C7 - однородная сталь. С4 - не уверен, может и с навивкой. Навивку как раз и делают, чтобы не делать толстую основную струну, так как появляется сильное изгибное сопротивление.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Проверить их прямо сразу возможности нет, так как неизвестны модуль Юнга и прочие параметры струны. Буду сейчас их искать

 

Попробуйте просто подобрать коэффициент B для одной струны - посмотреть, хорошо ли ложится расчетная кривая на измеренную.

 

Послушал семплы. При синтезе по ровной сетке звук очень похож на p, а по кривой - на f. Но атака, конечно, самая жирная в оригинале. Тут похоже вот какой момент - частота колебаний струны зависит от амплитуды. На атаке цинично проявляется. Я бы оценил завышение основного тона на 0.5...1Гц на атаке относительно конца семпла.

 

С4 - не уверен, может и с навивкой.

 

Нет. Три стальных струны.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Попробуйте просто подобрать коэффициент B для одной струны - посмотреть, хорошо ли ложится расчетная кривая на измеренную.
Уже. Идеально ложится. Чуть позже буду проверять для всех остальных клавиш. Но коэффициент B очень чувствителен к диаметру струны, так что скорее всего подогнать получится. Для витых струн и придется подгонять, так как модуль Юнга для них я точно не найду :)

 

Но атака, конечно, самая жирная в оригинале.

Это скорее всего из-за того, что собственно момент атаки для амплитуд гармоник я воспроизводил искусственно (простая экспонента), чтобы на глаз совпадало с оригиналом, так как метод определения амплитуд не позволял "увидеть" начало. Сейчас я работаю над метолом, который позволит увидеть все что нужно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Уже. Идеально ложится.

 

Хороший результат. Спасибо, положил в копилочку ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Guest orthodox

Негармоничность обертонов - и есть самое вкусное в звучании струнных.

Известно давно и учитывается даже при настройке ф-но, если конечно настройщик уж очень тщательный.

При попытках синтезировать желательно это делать, иначе мертвый звук будет.

FM-синтез при относительно малых вычислительных затратах это как-то там умеет, не обязательно натурально, но по крайней мере живо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Негармоничность обертонов - и есть самое вкусное в звучании струнных.

 

Я уже несколько статей прочитал. Да, негармоничность (небольшая) кажется более натуральной, но все работы заявляют, что приобретеный это навык (других-то инструментов нет) или что-то встроенное природой. И прямого ответа нет, а интересно было бы узнать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

что приобретеный это навык (других-то инструментов нет) или что-то встроенное природой. И прямого ответа нет, а интересно было бы узнать.

 

Что-то я не понял смысла сей фразы... Струна имеет конечный размер, следовательно, на высоких гармониках ближе к бруску. Плюс зависимость частоты от амплитуды. Плюс отнюдь не идеальная упругость (просто нелинейность). Гистерезисные дела. Пожалуй, это в порядке уменьшения значимости.

 

Негармоничность обертонов - и есть самое вкусное в звучании струнных.

 

Отучаемся (особенно на техническом форуме) кушать звук ("вкусно звучит") и смотреть на него ("а я так вижу") и начинаем использовать слуховые анализаторы, как предназначенные природой непосредственно для восприятия акустической информации :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Что-то я не понял смысла сей фразы...

 

Это уже про психологию восприятия. Вопрос почему людям кажется более натуральным звук, в котором обертоны негармоничны. Люди могли просто привыкнуть, так как нет возможности получть гармоничный звук и соответственно его просто негде слушать. А может это природа так устроена, например резонаторы в ухе тоже не идеальны.

 

Это нужно искать людей не слышавших струнных и двавть им слушать :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это уже про психологию восприятия.

 

Теперь понятно.

 

Это нужно искать людей не слышавших струнных и двавть им слушать

 

А смысл? Думаете, такие люди дадут адекватную оценку звука?

Share this post


Link to post
Share on other sites

А смысл? Думаете, такие люди дадут адекватную оценку звука?

 

Да вот и у меня сомнения есть. Ну может на детях. Проводят-же эксперименты такого рода как-то. Тема для небольшого фильма BBC или передачи Mythbusters :).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...