科學(xué)家嘗試?yán)��?D打印鐵琴研究敲擊樂(lè)

鐵琴是一種由對(duì)應(yīng)不同音符的金屬條組成的樂(lè)器，可以通過(guò)棍棒敲擊發(fā)出悅耳的聲音，在過(guò)去曾被用于亞洲的千年盛典。由于制作非常復(fù)雜，這種樂(lè)器幾乎每一個(gè)都擁有獨(dú)一無(wú)二的聲音和外形。

最近，哈佛、哥倫比亞和MIT的一群研究者們對(duì)鐵琴產(chǎn)生了濃厚的興趣。他們希望能夠通過(guò)其獨(dú)特的造型與聲音來(lái)研究出敲擊不同形狀金屬制品發(fā)出不同聲音的原因。于是，他們利用3D打印技術(shù)制造了一把現(xiàn)代版的鐵琴。

據(jù)中國(guó)3D打印專業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，這把3D打印鐵琴的音質(zhì)與使用傳統(tǒng)工藝制作的非常接近。它是團(tuán)隊(duì)將用水流切割制成的優(yōu)化2D動(dòng)物形象與3D打印杯子連接而成的一個(gè)簡(jiǎn)單的音階結(jié)構(gòu)。在此過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)利用了用戶提供的3D形狀和目標(biāo)頻率，從而成功創(chuàng)建出了部件的幾何形狀，最后實(shí)現(xiàn)了每個(gè)部件需要的音調(diào)和頻率。

如果使用傳統(tǒng)工藝制作，鐵琴的每個(gè)金屬條都需要使用其下方的凹槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)音。這種結(jié)構(gòu)通常是在后者被制作出來(lái)后再加上的，作用是讓金屬條具備獨(dú)特的頻率�，F(xiàn)在有了3D打印技術(shù)，設(shè)計(jì)者便可以一次性完成這種結(jié)構(gòu)了。這就消除了手動(dòng)調(diào)諧存在的必要，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者可以完全通過(guò)優(yōu)化的CAD軟件設(shè)計(jì)出調(diào)諧的部件。該軟件甚至還能演示出3D打印物體在被敲擊時(shí)發(fā)出的示例聲音，也就是說(shuō)，你可以預(yù)先知道一種設(shè)計(jì)會(huì)發(fā)出怎樣的聲音而無(wú)需等到它被實(shí)際制作出來(lái)后才知道。

至于將設(shè)計(jì)物體的幾何形狀與其音色連接，就需要探索其中復(fù)雜的能量傳遞規(guī)律了。為了令這一過(guò)程更有效率，制作團(tuán)隊(duì)采用了“拉丁補(bǔ)充抽樣法”來(lái)加速尋找最小值和概率邊界。同時(shí)，在制作音質(zhì)接近專業(yè)的樂(lè)器時(shí)，這種方法還能起到擴(kuò)展可選形狀和聲音范圍的作用。

制作團(tuán)隊(duì)相信，這種利用3D打印的全新方式將令鐵琴的設(shè)計(jì)變得無(wú)比簡(jiǎn)單，即便是新手也能輕松設(shè)計(jì)出獨(dú)特的聲音和造型。

via 3ders