Estudos psicoacústicos baseados em modelagem física completa para síntese sonora de violões

Resumo

Fabricantes de instrumentos musicais, em larga e pequena escalas, enfrentam grandes dificuldades em introduzir novos designs, materiais e técnicas de construção devido, sobretudo, à demanda considerável de matéria-prima, mão-de-obra e tempo de trabalho. No caso dos instrumentos de cordas, constata-se, ainda, que a grande maioria dos instrumentos fabricados hoje em dia são reprodução empírica de modelos antigos e que os processos de inovação, quando ocorrem, baseiam-se principalmente em métodos de tentativas e erros. Como ferramentas de apoio à decisão, técnicas de prototipagem virtual combinando modelagem física e simulação computacional têm se mostrado úteis por possibilitarem, com certo nível de predição, o estudo dos efeitos das propriedades dos materiais e dos parâmetros geométricos no comportamento vibracional do instrumento e no som produzido. Com isso, o presente projeto busca primeiramente contribuir para o desenvolvimento de uma ferramenta paramétrica para auxiliar no processo de prototipagem virtual e permitir avaliar a influência dos materiais e das geometrias no som produzido pelo instrumento no ambiente. Neste contexto, a primeira parte do projeto tem objetivo de implementar um Modelo Físico Completamente Acoplado para Síntese Sonora de Violões (MoFiCASSoVi). O processo de síntese deverá fornecer o som produzido resultante das interações entre os seguintes subsistemas: mecanismos de pinçamento associados ao gesto do musicista, cordas, corpo do instrumento e ambiente. Devido à complexidade e à diversidade dos fenômenos envolvidos, o MoFiCASSoVi será composto de modelos referentes a cada subsistema e envolverá a utilização de métodos e \textit{softwares} distintos e, por isso, a síntese sonora do instrumento será resultante de um conjunto de procedimentos. É importante, portanto, estabelecer um protocolo dos procedimentos necessários para obtenção das simulações. A segunda parte do projeto buscará incluir modelos estocásticos ao processo de síntese sonora levando em conta as incertezas associadas à variabilidade dos parâmetros físico-mecânicos das madeiras (densidade, amortecimento e módulos de elasticidade) e aos parâmetros geométricos do instrumento (dimensões e posicionamentos dos componentes estruturais). Um dos objetivos desta etapa, portanto, é quantificar os impactos destas incertezas no comportamento vibratório e no som sintetizado do violão. Finalmente, serão realizados estudos psicoacústicos a fim de se avaliar a influência destes impactos na percepção-auditiva dos indivíduos. Visto a atual situação de pandemia decorrente do coronavírus e não sabendo quanto tempo esta irá durar, é importante ressaltar que a presente proposta foi pensada para ser viavelmente executada sob condições de isolamento social.