Physical Modeling

음향학적 악기나 다른 물리적 대상의 소리를 모방하기 위해 수학적 알고리즘을 사용하는 것을 말합니다. 피지컬 모델링 이론은 1970년대 초에 개발되었지만, 실용적인 합성 방법이 되려면 더 빠른 컴퓨터와 저렴한 DSP 회로의 개발을 기다려야 했습니다.

Yamaha는 1980년대 후반부터 피지컬 모델링 합성을 위한 하드웨어와 소프트웨어를 개발했지만, 이 연구를 기반으로 한 첫 상용 제품인 VL1은 1994년에 출시되었습니다. 최근에는 플래그쉽인 Montage 등에서 피지컬 모델링이 계속 이어져 내려오고 있습니다.

Roland는 2011년 Jupiter 시리즈의 차세대 모델인 Jupiter-80부터 피지컬 모델링을 포함시켰습니다.

Korg는 OASYS 부터 내장된 컴퓨터의 CPU의 높은 연산력을 통해 피지컬 모델링을 PCM 신디사이저와 결합했습니다. 그 이후 모델인 Kronos에서도 계속 피지컬 모델링은 이어지고 있으나 하위 모델에서는 빠지는 경우가 많습니다.

Kawai의 플래그쉽 스테이지 피아노, Korg의 OASYS, KRONOS나 Yamaha의 Montage, CP88, YC88, Roland의 Jupiter와 같은 플래그쉽 제품들에는 피지컬 모델링 기술이 탑재되어 있습니다. 피지컬 모델링 기술은 현재의 PCM 신디사이저들의 음색을 훨씬 더 리얼하게 만들기 위해 적용되는 경우가 많습니다.

• 피아노 향판 및 현: 피아노의 향판과 현은 소리 형성에 중요한 역할을 합니다. 피지컬 모델링을 사용하여 향판의 물리적 특성과 현의 길이, 두께, 재질 등을 모델링하여 피아노의 소리를 현실적으로 재현할 수 있습니다.
• 피아노의 공명: 피아노는 다양한 부분에서 공명하는 소리를 내뿜습니다. 피지컬 모델링을 사용하여 피아노의 공명체와 공기 진동 등을 모델링하여 공명하는 소리를 현실적으로 재현할 수 있습니다.
• 피아노의 페달: 피아노의 페달은 음색과 음량에 영향을 미칩니다. 피지컬 모델링을 사용하여 피아노의 페달 작용과 음색 변화를 모델링하여 피아노 연주의 다양한 표현을 재현할 수 있습니다.
• 현악기: 바이올린, 첼로, 비올라 등의 현악기는 각각의 현의 길이, 두께, 재질 등이 소리에 영향을 미칩니다. 피지컬 모델링을 사용하면 각 현의 물리적 특성을 모델링하여 현악기의 소리를 재현할 수 있습니다.
• 관악기: 트럼펫, 튜바 등의 관악기는 입과 밸브의 역할에 따라 소리가 형성됩니다. 피지컬 모델링을 사용하여 입술의 진동과 밸브의 열림 정도를 모델링하여 이러한 악기의 소리를 재현할 수 있습니다.
• 드럼: 드럼은 다양한 부분이 소리에 영향을 줍니다. 피지컬 모델링을 사용하여 각 부분의 공명과 충격에 따른 소리를 모델링하여 실제 드럼 세트의 소리를 재현할 수 있습니다.
• 로터리 오르간 및 효과: 전자 오르간은 로터리 오르간의 특징적인 회전 스피커 및 효과도 재현할 수 있습니다. 피지컬 모델링을 사용하여 회전 스피커의 회전 속도, 음향 효과 등을 모델링하고, 현실적인 회전 오르간의 음색과 효과를 구현할 수 있습니다.
• 나무나 금속 같은 자연 소재: 나무 블럭, 금속 척박이 등의 소재는 각각의 물리적 특성에 따라 다양한 음색을 내뿜습니다. 피지컬 모델링을 사용하여 이러한 소재의 질감과 공명을 모델링하여 자연 소재의 소리를 재현할 수 있습니다.