9. Juni 2021

Überlegungen zu einem Macro-zentrierten Synthesizer

Wenig Führung im Universum der Klänge

Wenn es um die Gestaltung von Software-Synthesizern geht, hat wohl jeder andere Wünsche, Klagen und Prioritäten. Es macht eben jeder andere Musik. Die folgenden Gedanken sind aus meiner persönlichen Perspektive entstanden und drehen sich um ein einziges Anliegen, nämlich das Universum der Klänge für den Anwender besser zu erschließen. Er soll in kürzerer Zeit zu besseren Sounds finden. Wenn er möchte, soll sich der Produzent auf seine ureigenen Aufgaben konzentrieren und andere Tätigkeiten denen überlassen können, die besser darin sind. Es geht darum, die Arbeitsteilung zwischen Musiker und Sounddesigner in einer bestimmten Weise zu ordnen. Das wird, soviel ist mir klar, nicht jeden Synthie-Freund vom Hocker reißen. Letztendlich entfernt sich der Musiker damit von der elementaren Klangerzeugung, was für den eingefleischten Soundtüftler und Preset-Verächter sicher nicht das ist, was er will. Und natürlich führt der Austausch des User Interface auch nicht zu neuen, ungehörten Klängen. Im Übrigen ist nichts von dem, was ich hier schreibe, komplett neu. Das Ganze ist eher ein Plädoyer für die Zusammenführung und konsequente Umsetzung vorhandener Ideen.

Aus Sicht eines Komponisten, nicht eines Klangkünstlers, ist elektronische Musik Himmel und Hölle zugleich. Himmel, weil er aus einem riesigen Angebot an Klängen wählen kann, und weil er diese Klänge sehr dynamisch während des Stücks oder sogar während eines einzelnen Tons entwickeln kann. Hölle, weil er dafür mit einem großen Teil seiner Zeit bezahlt. Wo der Klassik-Komponist drei Sekunden überlegt, ob er nicht die Violine gegen eine Flöte austauschen sollte, und den Rest seiner Zeit für Kadenzen, Chromatisierungen und Modulationen verwenden kann, wühlt sich der Elektronik-Komponist durch Tausende Presets und dreht stundenlang Regler hin und her. In einem gewissen Maße liegt das in der Natur der Sache und wird sich nie aus der Welt schaffen lassen, trotzdem können einzelne Maßnahmen hier und da mehr Effizienz bringen. Eine davon könnte eine intensivere Verwendung von Macros sein.

Um es vorweg zu nehmen: für die beliebte 08/15-Synthese mit Sägezahn- und Rechteckschwingung ergeben sich hier keine großen Veränderungen, nur eine strengere Anordnung der Funktionen im User Interface. Diese Synthese ist von Anfang bis Ende leicht beherrschbar. Gestaltungsmöglichkeiten zu entfernen, wäre nicht vernünftig. Es geht um den Zugang zu anderen, komplexeren Synthesen wie z.B. FM. Auch sei angemerkt, dass ich hier vor allem an ästhetische, gut wiederverwendbare Sounds denke. Wie verträglich der Ansatz ist mit riesigen Sammlungen witzig-spritziger Knarzereien zum Wegwerfen nach einmaligem Gebrauch, sei dahin gestellt.

Das Erschließen einer alternativen, nicht trivialen Synthese ist mühsam. Im ungünstigsten Fall muss man sich in ein spezielles Instrument einarbeiten. Dieses besteht zur Hälfte aus Funktionen, die man von anderen Instrumenten schon kennt, die hier aber anders ausgeführt und angeordnet sind. Das ist natürlich keine unüberwindliche Hürde, aber es verändert die Aufwand-Nutzen-Rechnung. Besser wäre es, diesen Teil der Einarbeitung einzusparen. Schwerer wiegt, dass man relativ schnell in die Lage kommt, die Synthese verstehen zu müssen. Das Instrument kommt zwar mit Factory Presets, aber die tun ja nicht mehr, als die ganzen rätselhaften Einstellungen in einen vorteilhaften Zustand zu versetzen. Dann lassen sie den Benutzer damit alleine. Wenn er den Klang modifizieren oder passend zur Musik automatisieren möchte, muss er den Kram doch erst verstehen.

Ein konkretes Plugin als Beispiel. Zum „Komplete“-Paket von Native Instruments gehört ein Synthesizer namens REAKTOR PRISM. Das Instrument beruht auf modaler Synthese, die auch für Physical Modelling verwendet wird, hier aber zur freien Synthese offen liegt. Der Klang ist schön organisch, eine gute Ergänzung zum üblichen Einerlei. Trotzdem wurde der PRISM bei seiner Vorstellung hier vor zehn Jahren von den Lesern mit einem Stern nach Hause geschickt. Ich vermute, das lag weniger am Klang als an der Zugänglichkeit. Auf den ersten Blick wirkt das Instrument zwar nicht komplizierter als andere Synthesizer. Das liegt aber daran, dass es eigentlich recht spartanisch ausgestattet ist mit einer zweiten Hüllkurve, einem LFO und einem einzelnen „Oszillator“. Dieser kommt, und so erklärt sich dann die gut gefüllte Oberfläche, mit unglaublichen 40 Knöpfchen daher.

Da kommt man ins Grübeln, ob sich der Zeitaufwand wohl lohnen wird. Dazu gesellt sich, wie schon angesprochen, allerlei halb vertrautes Drumherum, das auch erst mal sortiert werden will. Alleine das Filter mit sechs Reglern ist eine Wissenschaft.

Die Klangerzeugung als Macro

Die Frage ist also: Kann man dem Benutzer die interessantesten Möglichkeiten der Synthesizer-Welt auf bequemere Art verfügbar machen? Ich denke, das sollte möglich sein, nämlich indem man zwei Konzepte, die beide schon verschiedentlich umgesetzt sind, in einem Instrument zusammenführt:

  1. Zugang zu ganz verschiedenen Klangerzeugern unter dem Dach eines Instruments
  2. Präsentation der Klangerzeugung als reduzierte Abstraktion mit wenigen Parametern, üblicherweise bezeichnet als Macro

Zum ersten Punkt. Wenn innerhalb eines Instruments verschiedene Synthesen verfügbar sind, dann bleibt das Drumherum immer gleich. Dazu gehören z.B. Einstellungen zur Tonhöhe, Lautstärke und Hüllkurve sowie Modulationsquellen. Die eigentliche Synthese wird isoliert, und nur dieser Teil ist austauschbar. Das kann zusätzlich optisch hervorgehoben werden. Alternative Klangerzeuger belästigen nicht mit einer eigenen Ladung von Drumherum, sondern sind auf den Kern reduziert. Sie erscheinen im vertrauten Umfeld und sind dadurch zugänglicher.

Die Optik könnte natürlich auch ganz anders sein, es geht nur ums Konzept. Die Variante, die ich hier zur Veranschaulichung verwende, ist relativ schlank. Wahrscheinlich würde ein Hersteller, der den Aufwand betreibt, ein so komplexes Instrument zu entwickeln, ein paar Knöpfe mehr spendieren, um nicht Zielgruppen zu verschenken. Ich persönlich könnte mit diesem Umfang aber schon gut leben.

Zum zweiten Punkt. Ein erster Ansatz von Abstraktion findet sich in fast jedem Synthesizer, nämlich in Form des Mod Wheels. Wer als Musiker nicht in das Instrument eintauchen möchte, kann all dessen Knöpfchen bis auf das Mod Wheel vergessen und jedes Preset quasi als ein eigenes Instrument mit einem einzelnen großen Drehknauf betrachten. Die Funktion des Mod Wheels wird vom Sounddesigner festgelegt. Sie kann recht komplex und bei jedem Preset anders sein. Aber das ist natürlich sehr rudimentär. Ein Parameter ist wenig, zudem wird das Mod Wheel oft für ein Vibrato o.ä. verwendet, nicht zur Änderung des Grundklangs. Deshalb haben zusätzliche abstrakte Parameter Sinn, und einige Instrumente haben solche auch schon. (Unter anderem der PRISM mit seinen zwei Macro Controllern, die allerdings stark eingeschränkt sind.)

Dieses Konzept lässt sich ausbauen zu einer konsequenten Arbeitsteilung zwischen Sounddesigner und Produzent. Dazu muss letzterer akzeptieren, auf den größten Teil der Klänge, die die Synthese prinzipiell hervorbringen kann, zu verzichten. So, wie der Klassik-Komponist auf den größten Teil der Klänge verzichtet, die sich mit Konstruktionen aus Holz, Metall, Saiten und Ventilen erzeugen lassen, und damit kein Problem hat. Er vertraut auf die Fähigkeiten der Instrumentenbauer und nimmt an, dass die Klänge, die sie liefern, der interessanteste Teil des physikalisch Möglichen sind. Analog kann der Synthesizer-Benutzer mit Macros arbeiten. Ein Macro wird von einem Spezialisten gestaltet. Aus seiner Sicht ist es ein reduziertes User Interface mit konfigurierbarem Innenleben. Aus Sicht des Produzenten ist ein Macro einfach eine Klangquelle mit ein paar wenigen Einstellungen.

Ein Syntheseverfahren kann eine ganze Reihe von schönen Macros möglich machen. So ist z.B. die FM-Synthese geradezu prädestiniert, in Form von Macros verfügbar gemacht zu werden, weil der Klangraum dort sowieso in viele Fragmente zerfällt, zwischen denen es keinen harmonischen Übergang gibt. Die Frequenz eines Operators kontinuierlich zu verändern, ergibt bei handelsüblicher Musik keinen großen Sinn, weil es fürchterlich klingt.

Bei den einfachsten Synthesen wäre das „Macro“ gar keins, weil das Isolieren der Klangerzeugung hier nicht viel an Parametern übrig lässt, z.B. nur Wellenform und Pulsbreite. Da gibt es nichts zu abstrahieren. Der Oszillator würde im Instrument zur Auswahl angeboten und dargestellt wie ein Macro, hätte aber kein Innenleben und keine Bearbeitungsmöglichkeit. Hier als Beispiel gleich eine Variante mit zwei Oszillatoren, die auch ein Zusammenspiel wie z.B. Ringmodulation erlaubt.

Damit könnte man schon einen großen Teil der vertrauten Synthesizer-Klänge erzeugen.

Auch eine einfache Umsetzungen einer Wavetable-Synthese käme noch ohne Abstraktionsschicht aus.

Ein tatsächliches Macro könnte für den Benutzers sehr ähnlich aussehen.

Hier gäbe es dann aber einen Zugang zur Bearbeitungsebene. Der sollte auch für den normalen Anwender offen stehen, damit er z.B. zusätzliche Regler im Macro ergänzen oder ganz einfach am Macro vorbei direkt einen Parameter der Synthese verändern kann. Es wäre dann auch möglich, dass Macros von Anwendern gestaltet und in der Community getauscht werden.

Über die genaue Gestaltung der Bearbeitung habe ich mir keine Gedanken gemacht. Klar ist, dass sich die verschiedenen Synthesen hier viel stärker unterscheiden würden als im normalen User Interface. Letztendlich müsste dieser Bereich drei Dinge leisten. Erstens würde er die Synthese vollständig zugänglich machen. Zweitens würde hier das Macro grafisch gestaltet. Drittens würde das Macro über eine Art von Matrix mit den Parametern der Synthese verknüpft. Dafür müssten leistungsfähige Werkzeuge bereitgestellt werden, denn auch davon hinge am Ende die Qualität der Macros ab, die entwickelt werden. Z.B. sollte es möglich sein, Macros durch Verbinden vorhandener Presets zu erzeugen, sofern diese hinreichend kompatibel sind.

Ein kniffliges Thema sind Hüllkurven. Ein Macro sollte zwar keine Sweeps enthalten (dafür gibt es Presets), aber eine hübsche Einschwingphase sollte es schon von Haus aus mitbringen. Dafür nur die nötigen Parameter offen zu legen und dann die ersten Millisekunden mit den Hüllkurven der Anwender-Ebene zu modulieren, würde Feinheiten des Sounddesigns aus dem Macro heraus tragen, was nicht im Sinne des Konzepts ist. Im Bearbeitungsbereich würde es also u.U. noch einmal Einstellungen zum Zeitverhalten geben müssen, obwohl es außerhalb des Macros ja schon eine Hüllkurve gibt. Man denke z.B. an eine FM-Synthese, bei der jeder Operator ein anderes Attack-Verhalten hat. Der Attack-Regler außerhalb des Macros würde die Operatoren dann gemeinsam schneller oder langsamer machen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Macro und einem Preset?

Im Vergleich zum Preset eines Instruments, das keine Macro-Controller hat, ist ein Macro natürlich viel mehr. Es ist nicht nur ein einzelner Klang, sondern ein ganzes Spektrum von solchen. Diese Bandbreite kann der Musiker entweder nutzen, um den Klang an sein Stück anzupassen, oder um ihn während des Stücks zu variieren, sei es per Automation, Hüllkurve oder LFO. Und das alles kann er tun, ohne erst nach geschickten Eingriffen suchen oder die Synthese verstehen zu müssen.

Interessanter ist der Vergleich zum Preset eines Instruments, das schon ein Macro-Konzept hat. Der Unterschied liegt hier in der Rolle der Macro-Parameter. Die Macro-Regler eines Presets können alles mögliche bewirken, quasi wie ein paar zusätzliche Mod Wheels. Das ist sicherlich auch spannend, bringt aber keine Strukturierung. Dagegen haben die Parameter eines Macros eine spezifische Aufgabe. Sie bilden die Schnittstelle zur Klangerzeugung und sollen den Musiker davon befreien, sich mit deren übrigen Einstellungen zu befassen. Sie sind reine Modulationsziele und lösen selbst keine Modulation aus. Die Modulation verbleibt, zusammen mit den übrigen leicht zu beherrschenden Standardfunktionen, in der Hoheit des Anwenders. Viele Parameter von Macros wären sicherlich nur mit einer einzelnen Einstellung der Synthese verdrahtet, während die Idee herkömmlicher Macro-Controller ja gerade ist, Mehreres gleichzeitig zu steuern. Im Übrigen hätte ein Parameter eines Macros natürlich einen sprechenden Namen und hieße nicht „MC2“ oder ähnlich.

Macros würden Presets nicht ersetzen. Das erkennt man ja schon daran, dass sich die herkömmliche subtraktive Synthese mit ihrem ganzen Klangspektrum mit einem einzigen Pseudo-Macro realisieren ließe. Das würde natürlich nicht Hunderte von Presets ersetzen. All die Einstellungen um die Klangerzeugung herum haben einen Wert und verdienen eine Speicherung. Es gäbe also beides, Macros und Presets. Insgesamt hätte man es mit einer dreistufigen Hierarchie zu tun: eine Anzahl von Synthesen, zu jeder davon eine Anzahl von Macros, und zu jedem davon wiederum eine Anzahl von Presets.

Der Wechsel des Macros wäre ein kleinerer Eingriff als der Wechsel des Presets, weil Hüllkurve und Filterung gleich bleiben, sogar manche Modulationen wie z.B. ein Vibrato. Man würde nur den reinen Klang ändern, nicht das Verhalten. Eben hat man noch einen klassischen Oszillator eingesetzt, jetzt ist man zu einer komplexen Synthese gewechselt, die man nur als Macro kennt, aber bis auf den Klang hat sich nichts geändert.

Was ist der Unterschied zwischen einem Macro und einer Wellenform eines Wavetable-Synthesizers?

Naja, ich bin kein Fachmann, aber eine Synthese erzeugt natürlich in vielen Fällen keine konstante Wellenform, sondern einen bewegten Klang. Besonders gilt das für die Einschwingphase. Ein Beispiel ist ein FM-Klang, bei dem die modulierenden Operatoren nicht konstant wirken, sondern selbst eine Attack-Phase durchlaufen. Auch ist das Ändern des Klangs durch Eingriffe in die Parameter der Synthese sicherlich etwas anderes als ein generisches Überblenden zwischen Wellenformen.

Beispiele für Sounds

Es ist etwas seltsam, Sounds eines hypothetischen Synthesizers zu präsentieren, der sich zudem nur durch das User Interface von anderen unterscheidet. Es geht mir aber darum, eine Vorstellung vom Klangspektrum eines Macro zu vermitteln, dieses Dings, das weniger ist als ein Synthesizer, aber mehr als ein Preset. Vielleicht ist das überflüssig, weil man es sich leicht vorstellen kann, ich weiß es nicht. Jedes der Beispiele stammt von einem einzelnen hypothetischen Macro, d.h. der Klang wird über wenige Parameter gesteuert, nämlich zwischen zwei und fünf, wenn ich mich nicht verzählt habe. Das Spektrum ist z.T. durch Veränderungen im Klang verdeutlicht und z.T. durch mehrere Instanzen, die mit verschiedenen Einstellungen parallel spielen. Zusätzlich ändert sich manchmal auch die Hüllkurve. Bei den zwei Beispielen für die modale Synthese ist übrigens der PRISM zu hören.

Fazit
Synthesizer mit einer Abstraktionsebene im User Interface könnten für bestimmte Projekte eine wertvolle Ergänzung sein und insbesondere den Zugang zu komplexen Synthesen vereinfachen.
Klangbeispiele
Forum
  1. Profilbild
    Dalai Galama  

    Danke für diesen Beitrag. Ich denke, dass die Hersteller die Problematik natürlich auch erkannt haben und zum Teil inzwischen ihre Geräte nach den hier aufgeführten Gesichtspunkten gestalten. Der Model:Cycles von Elektron fällt mir dazu zum Beispiel ein: FM-Synthese auf sechs „Maschinen“ mit jeweils vier charakteristischen Merkmalen eingedampft

    • Profilbild
      Marco Korda  AHU

      Ja, und so weit ich das verstanden habe, ist z.B. auch der Korg Opsix Makro-artig aufgebaut, sodass die FM-Synthese im UI vereinfacht ist und die Ergebnisse des Schraubens musikalischer ausfallen. Aber ich hab es nicht selbst getestet. Vom Grundsatz ist das gut, wenngleich Modularsysteme vom Prinzip das Gegenteil vermitteln: lerne von der Mikroebene aus, wie Synthese funktioniert. Aber auch dort werden Vereinfachungen, Zusammenfassungen, Speicherungen usf. geboten. Es soll schließlich bestenfalls alle mit ins Boot nehmen.

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    Lapin  

    wenn ich das richtig verstehe kommt der microfreak recht nahe an deine Vorstellung ran. ds hst man ja 12 verschiedene algorithms oder oszillatormodellen zwischen denen man umschalten kann.

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    Triple-U  

    Danke dir! Viele gute Gedanken! Habe mittlerweise praktisch selber viel Erfahrung im Presetdesign sammeln können.
    Ich spiele selber (Tasten), schraube mir aber auch gerne selber Klänge zusammen.

    Ein Konflikt war für mich lange, dass ich beim Schrauben (natürlich) keine Musik fertig bekommen habe. Und andererseits hatte ich oft den Ehrgeiz, auch beim Komponieren mich vom rohen Klang selber inspirieren zu lassen und nicht „Presets aus der Dose“ zu nehmen.

    Inzwischen sehe ich es so: Presetdesign = Instrumentenbau
    …wobei ich unter zum Arbeitsschritt Presetdesign auch das sinnvolle Zuweisen von Macros und Hardware-Controls wie z.B. Modwheel oder Expressionpedalen dazuzähle. Das Ergebnis vom Presetdesign ist ein spielbarer Klang, der in einem guten („neutralen“) Ausgangszustand ist und dessen Parameter (spielbereit) auf Hardwarecontrols liegen.
    Da für mich Klicken und Ziehen mit der Maus nicht als besonders zugänglich während des Spielens empfunden wird, reicht für mich das einfache Zuweisen von Plugin-Macros oft noch nicht aus. In manchen Systemen werden Hardwarecontrols automatisch auf die Macros gelegt -> das löst dieses Problem größtenteils wieder. Für das Komponieren in der DAW im Gegensatz zum Spielen/Aufnehmen in Echtzeit ist Maussteuerung oft aber auch OK.

    • Profilbild
      Triple-U  

      Fortsetzung:
      Da ich viel spiele ist für mich inzwischen das Hauptqualitätsmerkmal eines „guten“ Presets eine gute Spielbarkeit. Das heißt, das Velocity, Keytracking, ggf. Aftertouch, Pitchbend, Sustain-/Expressionpedale sinnvoll belegt sind und das auch noch, wenn man durch zusätzliche Macrocontrols den Klang in eine andere Richtung schiebt.
      Und das gut zu machen ist übrigens seeehr aufwändig. Dazu habe ich inzwischen noch den Anspruch, dass sich der Klang dann auch gut in die Band einfügen soll. Das heißt: in der Probe darauf achten, wie angenehm/passend der Klang ist und ob ich während des Livespielens gerne Änderungen machen würde, es aber nicht kann, weil die Controllerzuweisung fehlt. Dann zwischen den Proben immer wieder am Preset feilen.
      Dann braucht man am Ende übrigens auch gar nicht mal so viele Presets ;)

  4. Profilbild
    rio  

    1. Zugang zu ganz verschiedenen Klangerzeugern unter dem Dach eines Instruments

    Was du brauchst, ist ein vernünftiger Midi-Controller mit Preset-Speicherung. Und natürlich im Gegenzug Klangerzeuger mit vollständiger Midi-Implementation. Wenn das erfüllt ist, ist es auch egal welches Model dahinter dran hängt und du kannst dann Mappen was das Zeug hält (bzw. worüber du Kontrolle haben möchtest).

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