PHYSIS - Jerker Antoni Konsult AB

Physis Plus representerar den naturliga och kraftfulla utvecklingen av Viscounts patenterade och välkända Physis-teknik (fysisk modellering).

Hur skiljer den sig från den nuvarande? I vårt laboratorium har vi utvecklat en teknologisk kombination av våra proprietära fysiska modeller och en artificiell intelligensalgoritm

PHYSIS är namnet på teknologin bakom Viscounts UNICO- och SONUS-orglar.
Det tog 10 ingenjörer 10 år att ta fram grunden, PHYSIS. Över 40 miljoner har investerats och ett team på totalt 40 personer har lagt ner tiotusentals timmar och hundratusentals rader kod för att ta fram PHYSIS, allt programmerat i Linux, samma operativsystem som driver större delen av Internet.
2008 presenterades det lyckade resultatet på Musikmesse i Frankfurt - digitala orglar från Viscount som känns som äkta piporglar både fysiskt och organiskt, inte statiskt eller elektroniskt som hos orglar med traditionell samplingsteknologi. Levande instrument!

Det var första gången håret på mina armar reste sig när någon spelade på en digital kyrkorgel. Något helt annat än konkurrenternas samplade orglar som i princip låter likadant hela tiden, varje gång du trycker ner en tangent, och oavsett vilka andra tangenter som är nedtryckta, hur många stämmor som är inblandade och tar resurser osv.
Allt tack vare den nya patenterade tekniken för ljudalstring med physical modeling, PHYSIS, som uppdateras kontinuerligt.
PHYSIS teknologin utgår från en 3-D modell av alla ingående delar i en piporgel:
● Väderlådornas utformning och egenskaper samt pipornas placering.
● Pipornas egenskaper och karaktär, grundtyp (flöjtstämma, rörstämma osv.) tillverkningsmaterial, grundform, utformningen av pipfoten och pipkroppen (täckt, halvöppen, öppen, stämslits, konisk eller rak i formen), labiernas utformning och uppskärning, pipans mensur, hur mycket luftbrus som uppstår, hur “skitig” tonen skall vara tack vare damm i pipan osv. osv.
● Lufttrycksväxlingarna under spelet som gör att en äkta piporgel alltid svävar lite i tonhöjd
● Ansatsens karaktär och mängden luft som finns tillgänglig beroende på hur många pipor som skall förses med luft samtidigt. Variationer i ansatsen efter hur snabbt du repeterar tonen mm.
● Stämmans egenskaper vad gäller avklingning - att tonhöjden sjunker när luften går ur pipan.
● Tonhöjden i stämmans uppsättning pipor i förhållande till andra stämmor, mm.
När du trycker ner en tangent på orgelns fina Tracker Touch klaviaturer, räknar orgelns “motor” fram ljudet i realtid, dvs översätter alla ingående element i den virtuella piporgel du ställt in till ljud som kan placeras i inbyggda eller externa högtalare i olika konfigurationer, i 6.1, 8.1 och upp till 20.1 Surround Sound i dom största modellerna.

BLIR ALDRIG OMODERN - ORGELN KAN UPPGRADERAS KONTINUERLIGT
● UNICO, SONUS och OUVERTURE modellerna är mjukvarubaserade, precis som en PC, och operativsystemet uppgraderas kontinuerligt, ungefär som att man uppgraderar från Windows 7 till Windows 10. Sedan den första modellen i denna serie presenterades 2008 har operativsystemet uppgraderats över 20 gånger efter användarnas önskemål och när jag skriver detta 2021 har antalet stämmor i det inbyggda biblioteket fördubblats från 300 till över 600.

Du har direkt tillgång till 17 olika klingande och svävande historiska tempereringar: Kirnberger II, Kirnberger III, Werckmeister III, Werckmeister IV, Werckmeister V, Vallotti, Silbermann, Kellner 1975, Meantone G#, Meantone A♭ , Meantone pure minor third, Zarlino, Sauveur I, Sauveur II, Barca, Chaumont, Pythagorean. Och du kan dessutom numera även bygga upp dina egna tempereringar helt fritt.

FLERA ORGELTYPER SAMSAS I SAMMA INSTRUMENT
● När en Physis-baserad orgel levereras från fabriken finns det numera över 600 stämmor tillgängliga i olika stilar lite beroende på modell: Baroque, Romantic, English, Modern, Symphonic + 4 USER-orglar som utgår från grundorglarna som du kan byta stämmor i, editera stämmor och bygga upp dina egna favoritorglar via displayen med utgångspunkt från dessa stämmor i det inbyggda biblioteket. Om du jobbat hårt med att bygga upp din favoritorgel så kan du även spara den på en USB-sticka så ingen annan går in och meckar i din USER-orgel.

WINDOWSPROGRAM - EN ORGELBYGGARES DRÖM
● Du kan köpa till en editor för Windows för att editera allt ända ner till enskilda pipor och bygga upp din egen favoritorgel in i minsta detalj. Det mesta kommer du åt direkt på displayen som du kan se på dom videos som förklarar hur det funkar nedan.

ALLT DU SAKNAT I EN DIGITAL KYRKORGEL!
En del rynkar på näsan inför digitala kyrkorglar - det är dom som ännu inte upplevt känslan från en PHYSIS-orgel från Viscount med sin nya fysiska modeling-teknologi. Har du endast provat samplingsbaserade orglar är det en Aha-upplevelse. Några av fördelarna:
● En ny patenterad teknik för ljudalstring med physical modeling (PHYSIS) som uppdateras kontinuerligt. (Samplingsbaserade orglar uppdateras inte - de samplade stämmorna sitter i ett ROM-minne. När detta skrivs igen sommaren 2021 använder vad jag vet samtliga konkurrenter omodern traditionell samplingsbaserad teknik)
● Tillgång till över 600 modelingbaserade stämmor även i de minsta Physis-baserade modellerna.
● Samtliga stämmor kan du själv editera och modifiera efter smak direkt i orgelns display (en samplad orgel har endast fasta stämmor där du inte kan ändra ansats, karaktär, luftljud, avklingning osv. och framförallt aldrig kan låta lika fysiskt och organiskt levande. Samplingstekniken har inte utvecklats nämnvärt sedan början på 90-talet).
● Inga splitpunkter. På en UNICO-orgel genereras de virtuella pipornas ljud kontinuerligt över hela klaviaturen och tonen varierar något varje gång du slår ner en tangent.
● Full Polyfoni, dvs ingen begränsning av polyfonin som på samlingsbaserade orglar - alla toner i alla stämmor ljuder med fullt frekvensomfång.
● Möjlighet att bygga en virtuell rumsklang för att simulera det omslutande ljudet med akustik från ett litet kapell eller kanske en katedral genom UNICO/SONUS/OURVERTURE-seriernas Surround Sound från upp till 13 interna och 12 externa högtalare och konfigurera orgelns virtuella pipor vad gäller C- och C#-låda samt stämmornas pipors placering så att ljudet hoppar mellan de virtuella piporna och skapar ett levande dynamiskt ljud. Observera att även den enklaste Sonus 40-modellen har 6.1 ljud som omsluter dig och studsar runt i rummet från de virtuella pipornas konfiguration via de 9 inbyggda högtalarna.
● Utmärkta orkesterljud dessutom Förutom alla modelingbaserade stämmor finns även en uppsättning mycket användbara samplingsbaserade orkesterljud med allt från Grand Piano och Strings till Timpani och Glockenspiel.
Till höger om höger svällare finns också en fortepedal gömd.

This leads to many benefits, including a more realistic “ensemble” effect, because all the pipes are playing and resonating together, subject to the same airflow, variable attack and decay times, realistic harmonic recreation (no artifacts from pitch-shifting samples), no split points. Remarkably, the air pressure changes in dependence to the amount of active stops, like in real pipe organs. Another important benefit is the fast and complex attack after ribattuto: if we press a key twice in a short time, the pipe starts resonating with a certain attack time after the first key has been struck, then if we do not leave enough time for a complete decay, the second time we strike the key, the attack time and resulting sound will be different and richer from the first time. A sampled sound would just repeat unchanged.

Digital Signal Processing: Physis organs hide, inside elegant woodwork furniture, up to eight powerful DSPs, to generate sound. The DSPs in use belong to the SHARC family, and have working frequency of hundreds of MHz, and performances close to, and higher than common PC CPUs (up to GFLOPS, i.e. Billions of Floating Point Operations per Second). They are used to calculate in real-time the aerodynamics of flute, reed, bourdon pipes, metal, following complex mathematical models. Reverberation is another important step in the processing chain, requiring the knowledge of the position and spatial parameters of the pipes, ambience dimensions, and windchester layout, which can be adjusted stop by stop. The sound finally routed in the proper way throughout up to 20 external out connections.

Physis technology, is Viscount's latest attempt to revolution the classic organ market, showing it’s time to change the old PCM sound generation paradigm. A sampled note will always sound unnatural, no matter how many tricks you use to resemble a real pipe organ. Physis technology, calculates instead, in real-time the physics of a flue, reed or bourdon pipe. The result is a living organ, changing in real time, resembling the organ you prefer, or creating a new sound. Let’s explain this with a few examples. What if a GPS navigator had to know every possible route instead of calculating it for you in real-time? What if we had to film the Titanic sinking instead of calculating and rendering the scene with computer-graphics? What if we had no physical models to forecast the weather? Physis technology is the answer to all these questions. Physis technology is our implementation of physical modeling applied to organ pipes, something no one has ever tried before. It is the culmination of years of technological evolution.

Tech talk: an organ pipe can be seen as a mechanical multi-modal waveguide resonator. The input air flow stimulates the pipe, which after a variable attack time starts oscillating. The upper termination determines the harmonic components to be filtered, hence acts as a filter, while the lower termination is subject to regressive waves, which are added to the stimulus with a non linear law. This whole mechanism is in feedback. This provides a high dependence on small random changes, generating remarkable modifications in the sound from time to time, as in every real pipe organ. The algorithms take into account every physical and mechanical parameter of the air and the pipe, including shape, material, terminations shape and dimensions, incoming air pressure, etc.