Vorhersagemodelle in der Klavierakustik

 

Projektnummer:	FWF M 1653 (Lise-Meitner-Programm)
Projektleiter:	Prof. Dr. Antoine Chaigne
Forschungsstätte:	Institute of Music Acoustics (IWK) University of Music and Performing Arts Vienna
Bewilligungsdatum:	02.12.2013
Projektbeginn:	01.10.2014
Projektende:	30.09.2016

Kurzfassung

Ziel des PAPA Projektes ist es, die physikalischen Parameter des Klavierbaus mit Aspekten der Klangqualität in Verbindung zu bringen. Diese Parameter beziehen sich auf Geometrie- und Materialeigenschaften der verschiedenen Baugruppen des Instruments. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf dem Schwingungs- und Schallübertragungsverhalten, beginnend mit dem Auftreffen des Hammers auf den Saiten bis zur Abstrahlung des Klanges in einem idealen Raum. Der Einfluss der Klaviermechanik, der Interaktion mit dem Musiker, sowie raumakustische Einflüsse werden in dieser Studie ausgeklammert. Die erwarteten Ergebnisse sollen den Weg ebnen zu Vorhersagemethoden, mit deren Hilfe die Klangqualität entsprechend einem physikalischen Modell vorausberechnet werden kann, um die Kosten im Vergleich zur rein empirischen Vorgangsweise zu reduzieren. Während der Laufzeit dieses Projektes soll eine kleinere Anzahl ausgewählter Instrumente mit repräsentativem, jedoch deutlich unterscheidbarem Klang untersucht werden. Jedes Instrument soll durch einen Satz von Parametern beschrieben werden, welche die Eigenschaften von Hammer, Saiten, Steg und Resonanzboden repräsentieren. Um das zu erreichen, wird eine neue Methode vorgeschlagen, die drei Schritte beinhaltet: Zuerst werden geeignete Experimente an signifikant unterschiedlichen modernen und historischen Instrumenten durchgeführt, um erste Parameterwerte zu erhalten. In einem zweiten Schritt werden diese Messdaten als Input für die Simulation von Klaviertönen verwendet. Diesen Simulationen liegt ein Modell eines vollständigen Konzertflügels zugrunde, das sich derzeit an der ENSTA in Entwicklung befindet. Diese Simulationssoftware wird während des gesamten Projektes verwendet und in ihren Modellen weiterentwickelt. Mit Hilfe solcher Simulationen soll der Einfluss einzelner Parameter auf den vorhergesagten Klangcharakter bestimmt und der musikalische Effekt struktureller Veränderungen vorhersagbar werden. Abschließend soll die Relevanz des Modelles durch Hörvergleiche von gemessenen und simulierten Tönen überprüft werden. Mit diesen Versuchen sollen auch die kleinsten wahrnehmbaren Unterschiede jener Parameter ermittelt werden, für deren Veränderungen die Versuchspersonen sensibel waren. Dieses Forschungsprojekt gehört in den Bereich der Musikalischen Akustik, einem multidisziplinären Gebiet, das von der Physik bis zur subjektiven Wahrnehmung des Klanges reicht. Der Plan, diese Forschungen gemeinsam mit Kollegen des Instituts für Musikalische Akustik (IWK) durchzuführen, beruht auf der Erkenntnis, dass sich unsere Fähigkeiten sehr stark ergänzen. Ich werde mich als Experte für physikalische Modelle und numerische Analyse von Instrumenten einbringen, während die Kollegen vom IWK ihr Messlabor für Musikinstrumente und ihr Wissen über die Wahrnehmung musikalischer Klänge für das Projekt zur Verfügung stellen. Darüber hinaus besitzt das IWK gute Kontakte zu Museen, die an dem Projekt mitwirken wollen, indem sie uns erlauben, an ihren historischen Instrumenten Messungen durchzuführen. Zu guter Letzt ist die Umgebung einer Musik-Universität (MDW) ein ganz besonders passender Ort für fruchtbringende Begegnungen mit Musikern.

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