Pianoforte a modelli fisici

  • anonimo

25-01-20 14.15

secondo voi perchè i piani a modelli fisici suonano ancora finti? è un problema di capacità di calcolo o di chi sviluppa il software?

quelli a campioni sono invece molto realistici a confronto.
  • wildcat80
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25-01-20 14.22

Secondo me il problema è legato alla potenza di calcolo necessaria ad ottenere un'accuratezza che superi il multisamples in termini di autenticità, polifonia, espressività.
  • anonimo

25-01-20 14.30

Credo che Wild abbia ragione. Ci vogliono CPU più potenti e 32 mega di RAM.

Tra l’altro, credo che lo sviluppo del software sia intimamente legato all’hardware disponibile. Inutile programmare un soft che necessita di risorse che non sono disponibili.
  • anonimo

25-01-20 14.36

attualmente il top come accuratezza a campioni è lo steinway D vsl, 4000 campioni per tasto, 100 layer, piano robot per l'accuratezza dei campioni , 20,000 samples per microphone position, la full library pesa circa 250gb la standard 120gb.

il top per i modelli fisici è Pianoteq
  • wildcat80
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25-01-20 14.44

Il pianoforte ha delle caratteristiche timbriche uniche rispetto agli altri strumenti, e questo è dovuto sia alla dinamica che all'estensione.
RD 1000 e derivati erano costituiti, in soldoni, da più moduli di sintesi sottrattiva che correvano in parallelo lungo le 88 note.
Ogni modulo si occupava di un dato range di note.
Il risultato per l'epoca era sorprendente, oggi suona piuttosto approssimativo, però rende bene l'idea: il pianiforte, tralasciando gli aspetti dinamici, ha spettro armonico e componenti enarmoniche che variano molto lungo la tastiera, non basta un semplice algoritmo, ne devono lavorare sempre 2, 3, 4 assieme.
Probabilmente per avere un piano a modelli fisici che superi il sample servono più DSP paralleli con un'elevata potenza di calcolo, e magari pure un DSP globale per la componente ambientale relativa alla cassa armonica, risonanza simpatetiche, apertura della stessa.
Fate un esperimento: provate a sintetizzare un suono di piano in sottrattiva. Viene fuori un qualcosa di molto simile a RD1000, che suona decente per 2/3 ottave e poi diventa un suono che non c'entra nulla col piano.
  • anonimo

25-01-20 14.51

Che poi c’è il problema, appunto, delle componenti non armoniche.
  • mima85
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25-01-20 14.55

Cyrano ha scritto:
Ci vogliono CPU più potenti e 32 mega di RAM


Non credo sia una ragione legata alle risorse hardware disponibili, processori e DSP oggi hanno potenza in abbondanza e nel caso possono essere fatti lavorare in parallelo. Tra l'altro 32 MB di RAM è una quantità di memoria tipica della metà degli anni '90 e che oggi avrebbe un costo veramente irrisorio. A meno che tu non volessi dire gigabyte e non megabyte, ma la simulazione per modelli fisici necessita più di velocità di calcolo che di disponibilità di memoria. 32 GB per calcolare il modello fisico di un pianoforte acustico non servono a nulla, il programma di simulazione ne occuperebbe un'infinitesima frazione.

Il problema secondo me è che non si sono ancora catturati e compresi fino in fondo tutti quei dettagli, a livello di interazioni fisiche, che concorrono a creare il suono del pianoforte. Per questo i VST di pianoforte basati sul campionamento sono ancora quelli più realistici, perché possono contare su giga e giga di librerie (qui si che serve la memoria) campionate da strumenti acustici reali, quindi il risultato finale di tutti quei dettagli è registrato e fissato nei campioni. Una volta che questi dettagli saranno stati tutti compresi e modellati fino in fondo, allora anche la simulazione fisica riuscirà a salire di livello in quanto a realismo e ad eguagliare (e forse addirittura superare) i prodotti che si basano sul campionamento.
  • anonimo

25-01-20 15.00

mima85 ha scritto:
l problema secondo me è che non si sono ancora catturati e compresi fino in fondo tutti quei dettagli, a livello di interazioni fisiche, che concorrono a creare il suono del pianoforte.


ottima osservazione
  • anonimo

25-01-20 15.02

Poi c’è il problema legato all’interfaccia fisica tra esecutore e strumento.

Un piano a coda trasmette le vibrazioni attraverso i tasti, oltre che attraverso l’aria. Il suono arriva da molteplici direzioni, dopo aver interagito con la tavola armonica, l’arpa, il mobile etcetera...
  • wildcat80
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25-01-20 15.05

Se ci pensate i primi strumenti a modellazione prodotti su larga scala sono stati gli organi a canne.
Una volta modellato il singolo registro non ci sono particolari nuances dinamiche, l'eventuale corpo in cassa espressiva viene ricreato molto facilmente con una regolazione di volume accoppiata a un filtro formante, o nei casi più semplici, a un passabasso.
Nulla a che vedere con un pianoforte.
  • anonimo

25-01-20 15.09

Ma anche qui, ci sarebbero dei dettagli da considerare. Quando l’aria arriva sull’ancora della canna, nei primi millisecondi causa probabilmente dei fenomeni fisici di turbolenza e vibrazioni asincrone magari quasi inavvertibili, ma che subliminalmente contano.
  • wildcat80
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25-01-20 15.41

Certo, ma sono fenomeni, venendo mantenuta costante la pressione all'interno dei somieri, che si ripetono con una variabilità infinitesima rispetto alla risposta delle corde di un pianoforte.
  • zerinovic
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25-01-20 16.16

il buono di quasi tutti gli engine a modelli fisici per pianoforte, è che occupano poche risorse e rendono di molto...pianoteq 6,(dove hanno tolto dei bei vetri rispetto al 5) rispetto al suono che produce, viene eseguito senza particolari problemi su un intel atom z8350 da 1.67ghz. cpubenchmark 1275
  • filigroove
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25-01-20 16.31

Tutto ciò che so è che ancora non ci siamo per l'acustico coi modelli fisici, ma con gli elettrici siamo almeno alla pari. La complessità degli elementi armonici e anche altri particolari rendono la ricostruzione del suono di un piano parecchio difficile, ma per quanto riguarda un Rhodes, tolti i rumori vari, una volta superata la fase di attacco, la parte complessa è finita. Certo, c'è il problema notevole delle variazioni timbriche con la dinamica (che comunque riguarda sempre la fase di attacco) e qui ci sono buoni campionamenti come Yamaha e Clavia, ma il Seven è molto meglio su questo aspetto sia dal punto di vista prettamente sonoro, che da quello di comportamento. Su quest'ultimo punto poi lo trovo nettamente superiore a qualsivoglia campione.
Quindi spero (e credo) che i modelli fisici per il suono dell'acustico non tarderanno a raggiungere un livello di realismo adeguato, fermo restando che qualcuno può trovare interessanti anche i risultati attuali, che, per quanto meno realistici, generalmente hanno una connessione col tocco molto "viva" (secondo me uno come Prince ci sarebbe andato a nozze, per esempio).
  • anonimo

25-01-20 16.42

Un’idea potrebbe essere trovare il modo di mixare samples e modelli fisici.
  • kurz4ever
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25-01-20 16.57

@ anonimo
Un’idea potrebbe essere trovare il modo di mixare samples e modelli fisici.
che è quello che fa seven o anche truepianos.
Ma in realtà il vantaggio della modellazione è che dovrebbe gestire le interazioni tra le corde (una corda va in risonanza in relazione ai suoni generati dalle altre corde, ma a sua volta genera una sorgente d'onda che modifica il suono già presente e le risonanze delle altre corde), tra le corde e lo smorzatore (che tipicamente blocca la corda appoggiandosi in un punto per cui genera due "corde" che possono a loro volta risuonare), tra le corde e il martello (che quando percuote una corda ferma non è la stessa cosa di quando già vibra), le trasmissioni meccaniche dell'arpa, poi come già detto da cyrano la risonanza del mobile. Oltretutto i materiali hanno specifiche capacità di assorbimento dei suoni. Poi l'apertura del lid....
Poi la posizione in cui il martello colpisce la corda (verso il bordo dell'arpa o verso il centro), la durezza del feltro, tensione e lunghezza della corda...Tutto da calcolare in tempo reale per quante... 150 corde?
Ora bisogna vedere quanti fenomeni ogni software sta gestendo... Ma già ora timbro a parte la suonabilità del modello fisico è superiore al campione... (provate pianoteq o truepianos)... solo che viene sempre fuori qualcosa che sa un poco di cp80
  • giosanta
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25-01-20 17.00

Cyrano ha scritto:
Poi c’è il problema legato all’interfaccia fisica tra esecutore e strumento.

Un piano a coda trasmette le vibrazioni attraverso i tasti, oltre che attraverso l’aria. Il suono arriva da molteplici direzioni, dopo aver interagito con la tavola armonica, l’arpa, il mobile etcetera...


Verissimo, ma qui subentra un problema di "cassa" "struttura", chiamala come vuoi. Da questo punto di vista qualsiasi "valigetta" è tagliata fuori.
Ne ha parlato magistralmente VinRoma in una discussione sul "perché" dei digitali a mobile.
  • maxpiano69
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25-01-20 17.14

mima85 ha scritto:
Il problema secondo me è che non si sono ancora catturati e compresi fino in fondo tutti quei dettagli, a livello di interazioni fisiche, che concorrono a creare il suono del pianoforte. Per questo i VST di pianoforte basati sul campionamento sono ancora quelli più realistici, perché possono contare su giga e giga di librerie (qui si che serve la memoria) campionate da strumenti acustici reali, quindi il risultato finale di tutti quei dettagli è registrato e fissato nei campioni. Una volta che questi dettagli saranno stati tutti compresi e modellati fino in fondo, allora anche la simulazione fisica riuscirà a salire di livello in quanto a realismo e ad eguagliare (e forse addirittura superare) i prodotti che si basano sul campionamento.


La penso anch'io così, è più una questione di bontà del modello che di potenza di calcolo. Se pensiamo che anche i modelli fisici degli elettromeccanici (intrinsecamente più semplici) hanno richiesto un certo tempo per essere perfezionati e ancora continuano ad essere criticati e migliorati (vedi cloni a modelli fisici di Hammond, Rhodes o Clavinet, quanta strada dai primi cloni HW o quelli SW tipo NI B4 agli attuali VB3 II o Legend e compagnia...), per il piano acustico siamo indietro di almeno una decina d'anni secondo me.

Per fare un parallelo, la generazione sonora a modelli fisici sta all'audio come il raytracing (o altre tecniche di visual modeling) sta al video: per quanto le tecniche di raytracing siano migliorate e raggiungano livelli di realismo notevolissimi (ma ci sono voluti molti anni dai primi "cartoon"in raytracing all'utilizzo di queste tecniche in film reali/realistici, cioè non di animazione) si continua a migliorarli perchè la complessità del reale è dura da eguagliare ( e meno male...)
  • mike71
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25-01-20 17.36

Credo che i limiti siano nella modellizzazione e non tanto nella potenza di calcolo. Basterebbe altrimente usare un buon numero di GPU per fare i calcoli in parallelo.

Facendo un paragone con un sintetizzatore virtual analog rispetto ad un vero analogico, delle divergenze di comportamento tra un componente reale ed il suo modello possono portare a differenze di suono, e se invece di fare il modello a resistenze ed a transistor lo si fa a livello funzionale ancora di piu` suonera` diverso, meglio o peggio sara` l'orecchio a dire.
  • wildcat80
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25-01-20 17.46

Il sintetizzatore è molto più semplice da modellare, basta andarsi a sentire i confronti fra Jupiter Xm e Jupiter8, Juno 106 e JX8P sul canale di Synthmania per rendersi conto con le proprie orecchie del livello di accuratezza raggiunto.
Nel pianoforte i fenomeni fisici sono molto più numerosi e complessi.