Designing Sound

Implementation
385
Method
Two parts will be considered separately, one for generating the impact sound
and one for generating the bounce event pattern. We will use FM synthesis to
give control of a spectrum that varies between a sine wave and a denser bunch
of harmonics. A decay envelope will be applied to control the amplitude and
FM amount for each impact. This will be repeatedly triggered by a metronome.
At the same time we will apply a linear envelope to the metronome period and
to the envelope decay time, amplitude, and modulation frequency. Together
this will produce the effect of bounces decreasing in energy.
Implementation
Figure 30.2
Bouncing ball.
The initial message works with
to make a linear enve-
lope taking 3 seconds to reach zero. We split a bang mes-
sage off to start the metronome and pass the remain-
ing list to
. Initially the bounce event period will be
300ms, the main output amplitude via
will be 1
.
0,
and the decay time stored in
will be 200ms. As the
line decreases towards zero the period at the right inlet
of
will decrease towards zero and so will the out-
put amplitude and decay time. Each time
is trig-
gered it moves to 1
.
0 in 1
.
0ms and then from 1
.
0 to 0
.
0
over the decay time passed from
and substituted
in $1. The amplitude curve of each bounce is a square
law decay (on the left-hand side), while the carrier fre-
quency of an FM stage is swept by a 4th power decaying
curve. Frequency sweeps between 210Hz and 80Hz occur-
ring on each bounce are added to the main oscillator run-
ning at a fixed frequency of 120Hz to give a low “thud.”
The part above 80Hz represents the nonlinear deforma-
tion that happens in the attack part of the impact, while
most of the body of the sound is at a frequency close to
80Hz. Scaling the modulation by 70Hz according to the
bounce height gives a richer spectrum for more energetic
bounces and an almost pure sine wave of 80Hz at zero
height. This implementation is imperfect since the decay
time of the bounce pattern is independent of the initial
metronome period, so that for small initial height value
it won’t work correctly. This could be fixed by employing
an event pattern generator based on delays.

---