物理モデル音源とは? 仕組み、使い方を解説

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物理モデル音源(物理モデリング・シンセシス:フィジカル・モデリング・シンセシス:Physical Modeling Synthesis)とは、シンセサイザーの音響合成方式のひとつで、生楽器の物理的な構造をシミュレートすることで、音色を合成する方式のことです。

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物理モデル音源の仕組み

物理モデル音源 物理モデリング合成 シンセシス

物理モデル音源は、生楽器の物理的な構造をシミュレートします。

物理モデル音源は、最初の打撃音を生成するエキサイター(Exciter)と、共振(共鳴)音を生成するレゾネーター(Resonator)とで構成されます。レゾネーターは、オブジェクト(Object)と呼ぶこともあります。

例えば、ドラムであれば、スティックがエキサイター、ドラム・ヘッド(皮)と胴がレゾネーターあたります。ギターであれば、ピックがエキサイター、弦とボディがレゾネーターにあたります。

エキサイターで生成された打撃音が、レゾネーターへ送られ、レゾネーターで共振された音が出力へ送られます。

エキサイターには、仮想のマレット音やホワイト・ノイズなどが使われます。パラメーターを調整することで、マレット、スティック、ピック、弓、吹込みなどをシミュレートできます。

レゾネーターには仮想の角材、マリンバの鍵盤(裏側がアーチ状にくり抜かれた角材)、弦、膜、板、管などがあります。素材には、ガラス、金属、ゴム、ナイロン、木などがあります。

物理モデル音源の音作り

物理モデル音源は、減算合成やFM合成などでは不可能なリアルなドラム、ピアノ、木琴、鉄琴、弦楽器などの音を生成できます。

レゾネーターを複数つなげることで、より複雑でリアルな音をつくることができます。例えば、弦のレゾネーターと板のレゾネーターを組み合わせるとギターをシミュレートできます。膜のレゾネーターと管のレゾネーターを組み合わせるとタムやバス・ドラムをシミュレートできます。

エキサイターとレゾネーターの組み合わせや、レゾネーターの素材、大きさの設定によっては、現実には存在しない楽器の音をつくることができます。例えば、マレットで叩く管楽器や、弓で弾くシンバル、ガラスの管楽器、金属膜のドラムなどです。

物理モデリングを使用したシンセサイザー

Chromaphone 2 / AAS

Chromaphone 2(クロマフォン2)は、Applied Acoustics Systems社の物理モデリング・シンセサイザーです。2つのレゾネーターをフィードバックさせて、よりリアルな音色をつくることができます。

Introducing Chromaphone 2 acoustic object synthesizer plug-in VST AU AAX RTAS

Sculpture / Apple Logic

Sculpture(スカルプチャー)は、 Apple社のDAW、Logic に付属している、弦楽器向けの物理モデリング・シンセサイザーです。

Logic Pro X – Video Tutorial 58 – Sculpture Synth Overview

Collision / Ableton Live

Collision(コリジョン)は、 Ableton社のDAW、Live に付属している、パーカッション向けの物理モデリング・シンセサイザーです。

Ableton Live Collision synth tutorial

Tension / Ableton Live

Tension(テンション)は、 Ableton社のDAW、Live に付属してる、ストリングス向けの物理モデリング・シンセサイザーです。

Ableton Live Tension synth tutorial

Pianoteq 6 / Modartt

Pianoteq 6(ピアノテック 6) / Modartt(モダート)は、物理モデリングによるピアノ・シンセサイザーです。複雑な共鳴もシミュレートしたリアルなピアノ音色を作ることができます。

Modartt Pianoteq 6 VST ( physically modelled pianos ) In Just 60 megabyte

Volca Drum / Korg

Volca Drum(ヴォルカ・ドラム) / Korg(コルグ) は、アナログ・モデリングによるドラム音のエキサイターと、弦、管タイプのレゾネーターを使用したデジタル・ドラム・シンセサイザーです。

Korg Volca Drum Digital Percussion Synthesizer | Reverb Demo Video
Volca Drum / Korg の機能と使い方
Volca Drum / Korg は、コンパクトなデジタル・ドラム・マシンです。主な機能は、アナログ・モデリングによる6つの音源部と、センド&リターン・エフェクトとして1つのウェーブガイド・レゾネーター、それに、16ステップ・シーケンサーです。