Nationale Wiskunde Dagen 2013: hoofdthema geluid

[WaveGuide7]

Op 1 en 2 feb j.l. vond in Noordwijkerhout een van de belangrijkste evenementen op het gebied van wiskunde in ons land met ruim 600 deelnemers: de Nationale Wiskunde Dagen. Dit jaar met bijzondere aandacht voor de relatie van wiskunde met geluid en toepassingen in de kunst. Er waren vier lezingen over geluid.

Dik Hermes (TU Eindhoven) vertelde over wat wij hier op SF aanduiden met "Shepard tonen" ofwel de "eeuwig stijgende en dalende toonladders", zie bijv. https://www.synthforum.nl/forums/showpost.php?p=1496067&postcount=137 en volgende. Pieter Sijtsma (National Aerospace Lab) sprak over het lokaliseren van geluidsbronnen en Jean Schleipen (Philips Research) over "Blue-ray Disc en wiskunde, ofwel de magie van foutcorrectie".

Ikzelf gaf de laatste lezing "Hoe klinkt de afgeleide? - NLT-module Sound Design", waarin ik probeerde duidelijk te maken dat fundamentele wiskundige concepten die je op school leert, zoals differentiëren en integreren een heel mooi en duidelijk waarneembaar audio-effect hebben; hier op SF noemen we dat gewoon "filter-werking". De afgeleide van een signaal klinkt veel helderder dan het origineel en de bassen zijn verdwenen, ongeveer alsof je de Bass-knop van de versterker dicht draait en de Treble-knop open. Differentiëren is dan ook de basis-bewerking die in ELK filter plaats vindt. Een ander doel was om te demonstreren dat je enorm krachtige geluidsbewerkingen kunt uitvoeren door die bewerking rechtstreeks uit te drukken in wiskundige vorm, vaak ook al met de wiskunde die je op school hebt geleerd. Al heel gauw kun je dan dingen realiseren die met een synthesizer of met effect-apparatuur of met modulair heel lastig zijn, zo niet onmmogelijk.


Lees meer over de NWD 2013 in de conferentiegids: http://www.fisme.science.uu.nl/nwd/nwd2013/nwdconferentiegids_2013.pdf
Op http://www.fisme.science.uu.nl/nwd/ vind je ook de hand-out's van veel lezingen. De mijne volgt later deze maand.

 

[roland kuit]

Wat een leuk en goed initiatief en had er graag bij willen zijn.
Stijgende-dalende toonladders/Shepard tones, dat doet mij aan mijn lezing
denken waar ik dit met logic voor elkaar heb gekregen.
(voor geïnteresseerden: Creating a sonic Boolean Barber's Pole)

Hoe werd het ontvangen Rutger? Was er veel animo?

 

[WaveGuide7]

Hoe werd het ontvangen Rutger? Was er veel animo?

Er waren ongeveer 80 mensen. Ik werd ingeleid door Sjoerd Rienstra (TU Eindhoven) (die ik direct herkende van de foto op de omslag van een van mijn studieboeken over differentiaalvergelijkingen: Partial Differential Equations, Modeling, Analysis, Computation.) De voordracht zelf verschijnt later in pdf-vorm op de website van het Freudenthal Instituut (zal hier t.z.t. een bericht plaatsen).

Ik heb wel een beetje risico genomen door de bespreking van het geluidseffect van de afgeleide te funderen op het antwoord op de vraag die ik aan de zaal stelde aan de hand van een geluidsvoorbeeld van de differentie en de sommatie van een audiosignaal (pianomuziek). Als het een lezing voor Synthforumleden zou zijn geweest, dan zou dat risico niet zo groot zijn geweest, want hier zijn we natuurlijk heel vertrouwd met filtereffecten. Je mag natuurlijk niet veronderstellen dat dit voor wiskundigen even vanzelfsprekend is, en daarom is het riskant om je verdere uitleg daarvan, in termen van spectrum en Fouriergetransformeerde, daarop af te stemmen. Maar ze hadden er geen enkele moeite mee en beschreven het effect direct in termen van "hoge en lage tonen", zodat ik daar later mooi op kon inhaken: "... zoals jullie het zelf al omschreven:... ".

Een van mijn requisieten, naast WaveWizard natuurlijk, was het yoghurtbakje dat de lezers van de WaveWizard-draad inmiddels al goed kennen. Ik tikte erop met de nagel om het begrip "pulsrespons" te demonstreren en stelde toen de vraag: "wat moet ik me nu voorstellen bij de convolutie van de pulsrespons van dit yoghurtbakje met mijn stemgeluid?" Men had nauwelijks tijd nodig voor het antwoord: "het effect dat jij in dat bakje praat!"

Ik eindigde met een wat langer geluidsvoorbeeld: WaveWizard-simulatie van de klassieke analoge, multitimbrale synth die, alla Walter Carlos of Tomita, een stukje Bach ten gehore brengt in drie versies: droog, direct-convolution van Pori concertzaal met twee stereo-geluidsbronnen op podium en waarneming kunsthoofd in stoel 7 rij 6, dan weer even droog, en tot slot stereo-galm d.m.v. het 16-kanaals Feedback Delay Network.

Bij de schriftelijke evaluatie werd de lezing qua inhoud beoordeeld met cijfer 8.0. Slechts 3 van de 42 lezingen scoorden hoger. Maar toch denk ik dat het onderwerp geluid op nogal wat afstand staat van de wiskundeles, ook al zal de computer daar geleidelijk wel verandering in kunnen gaan brengen. In ieder geval weten nu wiskundesecties van de meeste scholen dat de NLT-module Sound Design toch echt ook over wiskunde gaat, en niet alleen over natuurkunde. En dat de wiskundedocent onmisbaar is als je de module echt goed wil brengen. Dat was mijn belangrijkste boodschap en die is geloof ik wel redelijk goed doorgekomen.

 

[snitch]

Goeie draad !

 

[roland kuit]

[Ik eindigde met een wat langer geluidsvoorbeeld: WaveWizard-simulatie van de klassieke analoge, multitimbrale synth die, alla Walter Carlos of Tomita, een stukje Bach ten gehore brengt in drie versies: droog, direct-convolution van Pori concertzaal met twee stereo-geluidsbronnen op podium en waarneming kunsthoofd in stoel 7 rij 6, dan weer even droog, en tot slot stereo-galm d.m.v. het 16-kanaals Feedback Delay Network.]

Mooie opbouw en een perfect slot.

Geweldig!

 

[ptaurus]

Ik baalde ontzettend dat ik er niet heen kon/mocht.
Wij hebben altijd open dag tijdens de wiskunde dagen
Een paar jaar geleden kreeg ik bij hoge uitzondering toestemming.

Nu dus niet.......

2 hobbies combineren is altijd mooi. Overigens is de ene hobby (wiskunde) ook mijn werk.


Paul

 

[WaveGuide7]

2 hobbies combineren is altijd mooi. Overigens is de ene hobby (wiskunde) ook mijn werk.

Bij mij is de ene hobby min of meer ontstaan uit de andere (zie https://www.synthforum.nl/forums/showpost.php?p=1472219&postcount=3) en ik kan ze niet meer los zien van elkaar: ik heb de wiskunde nodig om klanken te maken en beschouw synthesizers en effecten als "dedicated" rekenmachines of algoritmes.

Staat voor jou de wiskunde, praktisch gesproken, helemaal los van muziek, compositie en klankopwekking?

 

[ptaurus]

Bij mij is de ene hobby min of meer ontstaan uit de andere (zie https://www.synthforum.nl/forums/showpost.php?p=1472219&postcount=3) en ik kan ze niet meer los zien van elkaar: ik heb de wiskunde nodig om klanken te maken en beschouw synthesizers en effecten als "dedicated" rekenmachines of algoritmes.

Staat voor jou de wiskunde, praktisch gesproken, helemaal los van muziek, compositie en klankopwekking?

Ik had de vraag inderdaad niet gezien.
Ik geef les op een middelbare school en daar heb je niet zoveel te maken met de combinatie wiskunde & muziek.
Het is echter wel leuk om daar eens iets aan te gaan doen in een apart project of zo of. Ook is het voor leerlingen interessant om er een profielwerkstuk over te maken. Tot op heden is dat laatste ook nog niet voorgekomen.

Natuurlijk weet ik dat wiskunde de basis is van de (virtuele) klankopwekking. Hier zijn ten slotte ontzettend veel algoritmes en modellen voor nodig. Dus pure wiskunde. Ik weet er zelf te weining van; het is ten slotte behoorlijk specialistisch en daarom had ik graag bij de wiskunde dagen geweest (in het bijzonder jou lezing).

Paul

 

[WaveGuide7]

Ik geef les op een middelbare school en daar heb je niet zoveel te maken met de combinatie wiskunde & muziek.
Het is echter wel leuk om daar eens iets aan te gaan doen in een apart project of zo of. Ook is het voor leerlingen interessant om er een profielwerkstuk over te maken. Tot op heden is dat laatste ook nog niet voorgekomen.

Er zijn heel veel onderwerpen te vinden die geschikt zouden kunnen zijn voor een profielwerkstuk op het raakvlak van (school-)wiskunde, muziek, sound design, electronische klankopwekking en effect processing. Je zou je leerlingen erop kunnen wijzen dat ze een discussie op SF kunnen openen over om ideeën op te doen voor hun profielwerkstuk. Ook jijzelf kunt dat natuurlijk doen.

Natuurlijk weet ik dat wiskunde de basis is van de (virtuele) klankopwekking. Hier zijn ten slotte ontzettend veel algoritmes en modellen voor nodig. Dus pure wiskunde. Ik weet er zelf te weining van; het is ten slotte behoorlijk specialistisch en daarom had ik graag bij de wiskunde dagen geweest (in het bijzonder jou lezing).

Wat voor de schoolwiskunde nu juist zo interessant is, is om de vraagstelling om te keren: welke algo's voor sound design of klankopwekking kunnen helpen om bepaalde wiskundige concepten beter uit te leggen of te voorzien van een extra context, zodat de wiskunde wat concreter wordt voor leerlingen. Neem bijvoorbeeld een matrixvermenigvuldiging. Een mooi toepassingsvoorbeeld vind je in het Feedback Delay Network (FDN) waarmee op dit moment de best klinkende galm wordt gemaakt (FDN zie WaveWizard-draad, vanaf https://www.synthforum.nl/forums/showpost.php?p=1539763&postcount=268).

Een meer fundamenteel voorbeeld heb ik in de lezing gegeven: de klank van de afgeleide van een functie (signaal).

Het zou veel kunnen opleveren om wiskundeles te geven met die audio-toepassingen in het achterhoofd. Als je op zoek gaat naar voorbeelden, dan vind je ze meestal ook wel of je kunt er hier over praten. Ik ben zeer geïnteresseerd om te horen bij welke wiskundestof jij audio-toepassingen zoekt en wil graag meezoeken.

 

[Jervans]

Haha grappig die Shepard tonen. 'Toevallig' heb ik laatst iets gemaakt met automation wat ik zelf 'een oneindige uplifter' noem:

Een synthje met enorm veel distortion was de bron, dus een beetje ruisachtig maar met wel wat harmonische componenten. Dat gooi ik in een eq met 8 banden, allemaal hoge Q, daarna heb ik met automation de freqenties van deze banden laten schuiven:

f1: 40 > 80 Hz
f2: 80 > 160 Hz
f3: 160 > 320 Hz
f4: 320 > 640 Hz
f5: 640 > 1280 Hz
f6: 1,28 > 2,56 kHz
f7: 2,56 > 5,12 kHz
f8: 5,12 > 10,24 khz

Om het af te maken heb ik daarna nog een bandfilter gebruikt die zorgt voor de fade in naar 100 hz en fade out naar 10 kHz

Zal vanavond eens een sampletje posten, ik was al bezig om deze uplifter in een track te gebruiken.

 

[WaveGuide7]

Interessant, Jervans, maar misschien is het beter om een aparte draad op te starten over je over Shepard-experimenten. In deze draad is 't nogal offtopic.

 

[Jervans]

Ach, dat vindt ik voor nu te ver gaan. Heb t spoor even los gerenderd voor de geïnteresseerden.