Bachelor's Thesis

Acoustic guitar analysis

Final Thesis 19.2 MB Appendix 44.29 MB

Author of thesis: Dominik Paul

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: MgA. et Mgr. Ondřej Jirásek, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Zdeněk Martinásek, Ph.D.

Abstract:

The thesis deals with the acoustic analysis of three Furch acoustic guitars, specifically the Green DC-SR, Violet DELUXE GC-SM and Yellow OMc-CR models. The aim was to compare their properties on selected open strings, chords and a chromatic sequence, and to relate the obtained results to the resonant mechanical modes of the instruments. The analysis used the LPC envelope, spectral centroid, spectral spread and spectral flux. The dynamic range and RMS curve were also evaluated, while the spectrogram was used to assess the frequency behaviour of the tones. The measurements were first carried out in home environment on two guitars and subsequently in a recording studio on three guitars, where the previous results were expanded, refined and supplemented with further analyses. The results showed differences in spectral parameters, dynamic range, tone decay and the possible occurrence of wolf notes. The thesis provides an objective comparison of the analysed guitars and indicates possible relationships between the results of the acoustic analyses, the constructional and material properties, and the resonant behaviour of the instruments.

Keywords:

acoustic guitar, dynamic range, LPC envelope, RMS level, spectral centroid, spectral flux, spectral spread, spectrogram, wolf note

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci s výhradami a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. V práci porovnáváte akustické vlastnosti jednotlivých kytar na základě spektrálních a dynamických parametrů. Diskutoval jste v experimentu vliv použitých strun, konkrétně jejich typ (např. síla strun) a stáří? Jaký vliv na měřené parametry má velikost těla např. DC a OMc? Jaké bylo umístění mikrofonu během měření? Uvažoval jste zohlednit v měření také další proměnné parametry, které v rámci hry na kytaru mohou nastat? Student dostatečně vystvětlil otázky.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Audio Engineering (BPC-AUD)

Specialization

Audio Production and Recording (AUDB-ZVUK)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Mekyska, Ph.D. (předseda)
RNDr. Lubor Přikryl (místopředseda)
Ing. Ladislav Káňa (člen)
Ing. Benjamin Nimmerrichter (člen)
Ing. Štěpán Miklánek, Ph.D. (člen)

Student nahrál vzorky tří kytar typu dreadnought, a to konkrétně Model Green DC-SR, Model Violet DELUXE GC-SM a Mode Yellow OMc-CR. Zvolil výběr tzv. otevřených tónů všech šesti strun, od spodního znějícího E2 až po horní znějící E4. Dále vybral dva zástupce plných akordů, a to otevřený akord e moll a otevřený akord c dur. Analyzoval větší množství akustických parametrů: dynamický rozsah nástrojů, hladiny akustických tlaků vůči subjektivní dynamice hráče, formantová pásma pomocí LPC, spektrální těžiště v čase, spektrální toky, spektrální rozpětí, soustředil se i na vyhledávání neznělých a hluchých pásem v rozsahu nástrojů.

Výsledky analýzy přehledně zobrazil v grafech (např. porovnání křivek vykreslujících formanty) i v tabulkách, především formou rozsahů (min. a max.) a průměrů souvisejících s časovým průběhem dané veličiny. Odhalil, že u každého z nástrojů leží rezonanční maxima v jiných pásmech i že každý nástroj má jiný a jaký pokles doznívání tónů v čase, tedy jakou má obálku ADSR. Oceňuji, že se věnoval problematice vlčích tónů a u každého z nástrojů tato místa identifikoval.

Je škoda, že student nebyl iniciativnější a samostatnější a nedal více do souvislosti parametry akustické s parametry mechanickými, což měl rovněž v zadání (především druhem dřeva i rozměry nástrojů). Práci by rovněž prospěla alespoň nějaká diskuze na konci, která by shrnula, jak dále ve zkoumaní parametrů kytar typu dreadnought pokračovat. Grafické podobě práce neprospívá větší množství vakátů, tj. prázdných míst (str. 22, 23 a 32).

I tak student kvalitně splnil zadání bakalářské práce. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Student Dominik Paul se ve své bakalářské práci zabýval akustickou analýzou akustických kytar značky Furch, konkrétně modelů Green DC-SR, Violet DELUXE GC-SM a Yellow OMc-CR. Hlavním cílem práce bylo objektivně porovnat jejich akustické vlastnosti na základě vybraných zvukových deskriptorů a experimentálních měření a následně tyto výsledky interpretovat ve vztahu k rezonančním a konstrukčním vlastnostem nástrojů.

Hlavním přínosem práce je návrh a realizace komplexní metodiky měření a analýzy zvuku akustických kytar, která kombinuje více přístupů z oblasti digitálního zpracování signálů. Student využil LPC analýzu, spektrální těžiště, spektrální šířka, spektrální tok, dynamický rozsah a časové průběhy RMS, čímž dosáhl poměrně detailního popisu vlastností měřených nástrojů. Oceňuji zejména propojení experimentálních výsledků s fyzikálním pozadím problému, konkrétně s rezonančními módy nástrojů a jevem tzv. vlčích tónů, což zvyšuje odbornou úroveň práce.

Teoretická část práce je zpracována systematicky a přehledně. Student zde popisuje konstrukci akustické kytary, princip vzniku zvuku a základní metody analýzy audio signálu. Věnuje se rovněž parametrům používaným v práci, jako jsou spektrální deskriptory, LPC analýza či spektrogram. Text je doplněn o vztahy a matematické formulace, které podporují pochopení problematiky. V některých částech je výklad spíše stručný a mohl by být rozšířen o hlubší teoretické souvislosti nebo kritické zhodnocení jednotlivých metod. Po formální stránce se v práci vyskytují drobné nedostatky, zejména místy jednodušší formulace a méně formální styl, nicméně tyto nedostatky zásadně nesnižují celkovou kvalitu práce. Dále se v práci vyskytují formální chyby, jako názvy kapitol jsou použity zkratky „LPC analýza nebo dBFS“ popřípadě „Tok“ namísto plných názvů „Spektrální tok“ popřípadě „Lineární predikční analýza“.

V praktické části student provedl dvě fáze experimentálního měření – nejprve v domácím prostředí na dvou nástrojích a následně v kontrolovaných studiových podmínkách na všech třech kytarách. Tento postup považuji za vhodný, neboť umožňuje zpřesnění a validaci výsledků. Student detailně popisuje měřicí řetězec, použitou techniku i podmínky experimentu. Výsledky jsou prezentovány formou grafů, tabulek a spektrogramů, které jsou přehledné a vhodně doplňují text. Autor se snaží jednotlivé výsledky interpretovat a hledat mezi nimi souvislosti, například ve vztahu k použitému materiálu či konstrukci nástroje. Za určitý nedostatek považuji omezený rozsah měření a absenci hlubší statistické analýzy výsledků (vhodnější by bylo porovnat více kytar stejného typu pro ověření výsledků). Dále postrádám definicí rozměrů těla kytary v kapitole 2 a definici vlastností dřeva přední desky. Dále z praktického pohledu porovnání „zvuku“ kytar rozhodují také použité struny (jejich stáří, typ a síla) což jsem v práci nenašel. 

Celkově práce vykazuje znaky samostatné a systematické inženýrské činnosti studenta. Student prokázal schopnost nastudovat odbornou problematiku z oblasti akustiky a zpracování signálu, navrhnout experimentální postup, realizovat měření a interpretovat získaná data. Zpracování práce odpovídá požadavkům kladeným na bakalářskou práci a svým rozsahem i kvalitou se řadí mezi nadprůměrné. Veškeré stanovené cíle bakalářské práce považuji za splněné a práci doporučuji k obhajobě s hodnocením B – velmi dobře. Topics for thesis defence:
  1. V práci porovnáváte akustické vlastnosti jednotlivých kytar na základě spektrálních a dynamických parametrů. Diskutoval jste v experimentu vliv použitých strun, konkrétně jejich typ (např. síla strun) a stáří?
  2. Jaký vliv na měřené parametry má velikost těla např. DC a OMc ?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová