Designing Sound

Bilinear Exponential Distribution
There’s still a few things not right, though. One is the frequency distribution.
Our random source gives a range of uniformly distributed values, and that’s
not what we want. Our ears tend to notice a pitch centroid or mean pitch value
in natural sounds. In any given situation the most likely frequency range is
quite narrow, and other frequencies above and below this become increasingly
unlikely.
In many natural processes this distribution is exponential, so it’s very likely
that a subsequent frequency will be close to a recent value, but very unlikely it

---

434
Running Water
Figure 36.5
Bilinear exponential
random numbers.
will be far away. The patch shown in figure 36.5 produces
bilinear exponential random noise centered around zero.
It produces a pattern of numbers that are both nega-
tive and positive with a strong tendency to be close to
zero. We start by picking a random integer from a fairly
big range of 8192 in order to have sufficient resolution. If
this number is greater than 4,096 (half the range) then
we multiply the output by +1 making it positive; other-
wise a multiplier of
−
1 gives us a negative output. With
and
it’s processed into to a range between 0 to 1;
then multiplying by 9 before
and dividing by 23000
afterwards coerces the final range to be between
−
1
.
0 and
+1
.
0.
Flowing Water Generator
Finally, let’s insert the new random distribution into a slightly modified version
of the last moving water patch.
Figure 36.6
Running water with correct
distribution.
The main change you can see in figure 36.6 is
the addition of a squaring function in the differen-
tiator branch. Without it the effect sounds a little
too noisy and dense, but this expands the range so
we only hear the strongest changes. The addition
of inlets and outlets can now be made to obtain
a reusable subpatch or abstraction. These corre-
spond to
rate
to control the metronome (which
sets the density and apparent rate of flow), and
depth
to set the central frequency. A slew rate of
2
.
69 is hardwired into the patch. You can change
this to whatever you like to create slightly different
water effects. A low value makes a much “harder”
sound that is more like drips or poured water, while
a larger value gives a gentle, soft flow more like
a stream. You may also like to change the 1
,
600
multiplier for frequency. A lower value will give
a deeper-sounding effect, like a large slow moving
stream. On its own the sound of this moving water
generator is quite weak, so you should instantiate three or four and play with
the input values to hear an effect with more density and variation.