Jest to bardzo szeroki temat, więc spróbuję go sprowadzić do kilku punktów:

Istnieją (zasadniczo) dwa sposoby generowania dźwięków elektronicznie: próbkowanie i synteza . Myląco nazywamy całą tę generację dźwięku „syntezą”, ponieważ na ogół pracujesz z „syntezatorem”.

Będziesz chciał przeczytać Wikipedię - syntezator, ale oto kilka uwag o klifie:

Samplowanie ma miejsce wtedy, gdy dosłownie nagrywasz dźwięk instrumentu, na którym chcesz grać, na cyfrowy kształt fali (jak wszystkie dźwięki jest przechowywany cyfrowo), a oprogramowanie odtwarza przebieg (lub próbkę), ale dostosowuje go w zależności od tego, jak chcesz, aby był odtwarzany, za pomocą zmiany wysokości tonu, zapętlenia lub modulacji. Możesz mieć tylko jedną próbkę dla całego instrumentu cyfrowego lub wiele próbek dla każdej pojedynczej nuty na klawiaturze dla różnych poziomów dynamiki lub jakości ataku. Prawie wszystkie pianina cyfrowe używają wysokiej jakości sampli do generowania dźwięku, a istnieją bardzo drogie biblioteki sampli orkiestrowych, które można kupić, jeśli trzeba zsyntetyzować całą orkiestrę.

Synteza: Próbkowanie to technicznie jeden rodzaj syntezy . Inne typy (zamiast odtwarzać nagrania określonego dźwięku) generują podstawowe przebiegi, takie jak fala sinusoidalna, prostokątna i piłokształtna, często o różnych częstotliwościach, i sumują je, przepuszczając je przez różne filtry i inne efekty, aby uzyskać efekt wyraźny kształt fali, który przedstawia barwę lub jakość dźwięku. Kiedy próbujesz odtworzyć instrumenty akustyczne w ten sposób, nazywasz to „syntezą imitacyjną”. Zwykle jednak używa się tego rodzaju syntezy do generowania dźwięków, których nie może wygenerować instrument akustyczny. Technologia próbkowania jest znacznie bardziej skuteczna w odtwarzaniu dźwięków akustycznych niż naśladująca synteza.

Z Twojego pytania wynika, że ​​próbujesz uzyskać naśladującą syntezę. Nie jestem pewien, co masz na myśli, mówiąc „fałszywy” dźwięk A - jeśli jest ustawiony na 440 Hz, A jest tak samo prawdziwy, jak każde inne A, ale są szanse, że brzmi jak sinus

Aby uczynić czytelnika niezwykle prostym, spróbuj zsyntetyzować dźwięk „organowy”, odtwarzając w tym samym czasie falę sinusoidalną o 1 amplitudzie 440 Hz i falę sinusoidalną o amplitudzie 0,2 660 Hz. Stamtąd do fortepianu jest daleko. Będziesz chciał przyjrzeć się kształtowi fali pojedynczej nuty fortepianu akustycznego (za pomocą edytora przebiegów, takiego jak Audacity), porównać go z tym, co generujesz za pomocą oprogramowania, a następnie dowiedzieć się, jak najlepiej dostosuj oprogramowanie, aby zbliżyć się do kształtu fali fortepianu akustycznego.

Dobrze byłoby również najpierw zapoznać się z prawdziwym oprogramowaniem do syntezy dźwięku, takim jak Reason, Csound, Max / MSP lub Pure Data. Będziesz także chciał poczytać o serii harmonicznej.

Musisz odtworzyć pełne widmo dla każdej nuty i modelować sposób, w jaki amplituda (i mieszanka harmoniczna) zmienia się w czasie.

Zobacz Analiza i synteza parametryczna brzmienia fortepianu

Aby uzyskać dokładną reprodukcję, należy również wziąć pod uwagę złożone efekty, takie jak indukowane wibracje w innych nietłumionych strunach.

To skomplikowany temat. Julius Smith ma książkę o fizycznej syntezie dźwięku. Sekcja dotycząca młotków do fortepianu zawiera dość solidną matematykę. Aby akordy brzmiały tak, jakby były grane na pianinie, masz kilka opcji:

1. Poprawnie zamodeluj wszystkie aspekty fortepianu (młotek, struna, inne struny, płyta rezonansowa itp.) ). To trudne.
2. Nagraj, co chcesz i odtwórz. Trochę łatwiej.
3. Modeluj tylko kilka efektów fizycznych i uzyskaj coś całkiem bliskiego.

W przypadku, gdy rzeczywista synteza dźwięku nie jest tym, do czego dążysz, ale raczej twój program polega na kontrolowaniu potencjalnie istniejących dźwięków, być może to, co chcesz zrobić, to zaprogramować za pomocą jakiegoś MIDI API. W ten sposób nie musisz samodzielnie tworzyć dźwięków - zamiast tego możesz sterować dźwiękami dostępnymi w oprogramowaniu lub fizycznym syntezatorze.
W takim przypadku będziesz chciał również skorzystać z Schemat General MIDI, który zawiera znormalizowaną specyfikację standardowych dźwięków (takich jak fortepian, skrzypce, gitara, trąbka ...) kontrolowanych przez MIDI.