Designing Sound

Nonlinear
Modeling clay is a good metaphor for nonlinear methods. The start point is a
single frequency or group of frequencies which we distort and shape. Distort-
ing a wave adds or removes frequencies. Though it falls between additive and
subtractive techniques as an approach, it’s conceptually harder to understand
than either. Two common ways of doing this are
modulation
and
waveshap-
ing
, which can be shown to be equivalent. It’s somewhat analogous to scalable
vector graphics programs that build pictures from a set of basis functions or
primitives like circles, squares, and lines, and a stack of transformations that
distort them in space. The strength of the nonlinear approach is sounds with a
lot of spectral flux, such as musical brass and string instruments, and complex
struck bodies like bells and other metal objects.
Granular
Whereas an additive approach is construction in the frequency domain, and
piecewise approximation is construction in the time domain, granular synthe-
sis is construction in the
time-frequency domain
. We composit thousands of
tiny
grains
of sound, each of which is very short and contains a little burst of
frequencies. The distribution of the grains and their frequency creates a new
sound. They may be sparsely distributed or very dense where some may over-
lap. The strength of the granular approach is textures such as water, fire, wind,
rain, crowds of people, flocks or swarms, anything that is composed of many
sources acting together. Its disadvantages are computational cost and lack of
precision.

---

258
Strategic Production
Physical
A physical approach attempts to model the propagation, resonance, and damp-
ing of sound energy within a system using delays or finite element models. We
take materials and couplings to be filters and follow the flow of energy through
the system from its source to the listener. The advantage of the approach is that
it is easy to understand at the highest level because there’s a direct correspon-
dence between software processes and physical components. The disadvantages
of purely physical models are computational cost, potential instability, and
memory use for delay buffers.
SECTION 16.8
Implementation
Methods have
implementations
, which are the lowest and computationally sim-
plest ways of looking at sound. Implementations are the nuts and bolts, the
times and divides, cosine functions, the basic arithmetic and trigonometric ele-
ments of signal processing. They are performed by combining objects, some of
which are “atomic,” into more complex structures. You will build functions or
abstractions that implement the more basic DSP methods and combine them
into larger systems. In dataflow this is done through connections, and in other
languages by forming statements and functional flows.