MODMATRIX #2 – Workshops zu Modular-Synthesizern

21. Oktober 2017

Nature Boy und Tuning Spektogramme

Editorial

Nachdem die erste Modmatrix-Ausgabe ja sehr voll mit Basics und Bauarbeiten war, wird die zweite Ausgabe wieder gemischter werden und enthält auch Workshops zu Modular-Synthesizern. Zunächst gilt es, die Stimmung durch einen Oszillatortausch zu heben, die doch zunächst etwas im Keller war. Wie angekündigt folgt ein Kurztest des Satellite Moduls von Rossum Electro Music, das als reine Ergänzung zum großen Bruder CF konzipiert ist. Später begeben wir uns auf eine Reise in den Dschungel des synthetischen Schlagwerks, der Nature Boy ruft. Abschließend wird es erstaunlich virtuell, denn mit dem VCV-Rack kommen Eurorack-Module in den Rechner, und das auch noch mit offenem Quellcode. Na dann – auf geht‘s.

Hardware-Tausch

Von der Hardware-Seite gibt es eine Änderung, denn die drei Doepfer Standard VCOs sind nun High End VCOs gewichen. Damit das Rack nicht platzt, stecken jetzt ein A-111-2 und zwei A111-3 (eine schmale Variante des A-111-2 mit weniger CV-Eingängen und Reglern) im Kasten. Das ließ dann Raum für noch ein A180-3 Buffered Multiple.

Die High End Oszillatoren haben eine wesentlich weitere Stimmstabilität (über 7 Oktaven) und sprechen auch besser auf FM an.

Die zweite Änderung betrifft die Konfiguration Multiples. Ein Jumper erlaubt es, die untere Hälfte der Multiples auf den internen CV-Bus zu legen, so dass an den unteren drei Outputs dann immer die Pitch-CV anliegt. Das ist praktisch, spart es doch wieder einige Kabelverbindungen. Wird der zweite Input jedoch extern gepatcht, so wird die Voreinstellung übergangen.

Der Jumper in der Mitte legt fest, ob Bus-CV an den unteren drei Ausgängen anliegt. Praktisch, um Kabel zu sparen.

Miese Stimmung? Muss nicht sein!

Ein Instrument kann natürlich nur richtig eingesetzt werden, wenn es vernünftig gestimmt ist. Dazu gehören immer zwei: der Verstimme und der „Verstimmer“. Will sagen, der Oszillator und das entsprechende CV-Interface, in diesem Fall das A-190-4 MIDI-to-CV-Interface.

Um festzustellen, ob nun das Interface oder die Oszillatoren nachjustiert werden müssen, erstelle ich ein von mir sogenanntes „Stimmungs-Spektogramm“. Ich eiche alle OSCs auf C3 und oktaviere dann nach oben und unten. Die Tonhöhen der drei Oszillatoren bilde ich dabei mit einem Tuning Plug-in (hier ReaTune von Cockos Reaper) nebeneinander ab. Bei diesem Plug-in ist wichtig, dass man das Analysefenster entsprechend groß wählt, da sonst Noten unterhalb von C3 nicht erkannt werden. Wenn das Analysefenster (in ms) kleiner ist als die Wellenlänge der Oszillatorschwingung, kann der Algorithmus natürlich auch nichts erkennen.

Ist die Schwankung über alle drei Oszillatoren einheitlich, so wird das Interface neu kalibriert. Weichen auch die Oszillatoren beträchtlich voneinander ab, so kann man den Müßiggänger so identifizieren. Beim ersten Messvorgang kommt zunächst folgendes Spektogramm heraus.

Hier stimmt was nicht mit dem CV-Konverter, mal ist die Note zu hoch, dann wieder zu niedrig – vielleicht ein Defekt?

Das ist ein untrügliches Zeichen, dass die Einstellungen am MIDI-to-CV-Interface derbe verstellt sind oder eben dass es einen Defekt aufweisen muss. Denn die Schwankungen sind absolut nichtlinear, mal ist der Ton höher, dann wieder nicht. Und tatsächlich, da meine Module schon vorher in Testgeräten verbaut waren und nicht mit der Werkseinstellungen zu mir kamen, war das A-190-4 völlig seltsam eingestellt. Die Referenznote z.B. viel zu tief (im negativen Volt-Bereich). Beim Stimmen gibt es zwei Parameter, die es zu beachten gilt: die Referenznote und die Oktavspreizung. Nachdem ich die beiden Werte zunächst in den Werkseinstellungsbereich gebracht habe und dann nachjustiert habe, sah das Ergebnis wesentlich besser aus.

Das sieht doch schon besser aus. Ergebnis nach Neukalibrierung des A-190-4.

Natürlich kann man Oszillatoren auch vorsätzlich gegeneinander verstimmen, jedoch sollten sie grundsätzlich nicht zu sehr voneinander abweichen, möchte man musikalisch tonale Ergebnisse erzielen.

Rossum Electromusic Satellite

Das Eurorack-Modul Satellite von Rossum Electro Music ist ja im Modmatrix-Rack mit drin, aber was ist bzw. kann der Satellite eigentlich? Nun, der Name weist bereits darauf hin, es ist sozusagen ein Satellitenmodul, das einen Planeten umkreist. In diesem Fall heißt der Planet nicht etwa Rigel III, sondern Control Forge. Wer wissen will, was der Satellite kann, sollte sich daher den Testbericht zum Control Forge von Rossum-EM zu Gemüte führen. Warum?

Quickstart ist mit dabei, die ausführliche Anleitung liegt nur als PDF in englischer Sprache vor

Die Idee hinter dem Modul ist zu vergleichen mit dem Unterschied zwischen brennbaren CDs und reinen CD-ROMs (oh je, ist das oldschool) oder besser noch zwischen Tapedecks mit Aufnahmefunktion und reinen Playback-Tapedecks (willkommen in der Mitte des letzten Jahrhunderts). Sprich – mit dem Satellite kann man keine Einstellungen an den Presets vornehmen, sondern diese lediglich abspielen. Da es dann wenig Sinn macht, den Testbericht hier noch mal zu wiederholen, möchte ich hier also auf die Unterschiede zwischen Satellite und Control Forge eingehen.

abgespeckt und dennoch vollständig - Rossum Electro Music Satellite

Abgespeckt und dennoch vollständig – Rossum Electro Music Satellite

Ganz offensichtlich ist der Satellite mit 12 TE schmaler als der Control Forge mit seinen 22 TE. Aus diesem Grund war es zwingend notwendig, die Anordnung der beleuchteten Step-Taster zu verändern. Zu diesen gesellen sich nur noch vier andere Bedienelemente. Der manuelle Gate-Trigger, der Load Preset- und der Load Sequence-Taster. Als einzige Möglichkeit, etwas konkret zu verstellen, ist der Data/Timescale-Encoder geblieben. Die Einstellung des Time-Scale-Factors ist also als einzige (aber entscheidende) Veränderungsmöglichkeit an einem Preset geblieben. Ein gute Wahl, denn mit einer Spanne von 0,031-facher bis 32-facher Multiplikation der einzelnen Zeitsegmente (also einer Faktorspanne von über 1000), kann man heftig in die Abspielgeschwindigkeit eingreifen und aus einer langsamen Sequenz einen Oszillator machen.

Das 128 x 128 Pixel RGB-OLED-Display ist einem monochromen 128 x 32 Pixel OLED gewichen, das nur noch die Ausgabespannung in Echtzeit, den Preset- und Sequence-Namen, die Timescale und die Form und Nummer des ausgewählten Segments anzeigt. Völlig ausreichend, wie ich finde und es hätte sogar ganz ohne Display auskommen können. Dann wäre allerdings die Übertragung von Presets und Sequenzen bei weitem nicht so komfortabel gewesen.

alles was man braucht - das geschrumpfte Display des Satellite

Alles was man braucht – das geschrumpfte Display des Satellite

Beim Control Forge gab es zwei Regler, mit denen die Werte für CV3 und CV4 eingestellt werden konnten – diese sind nun Buchsen gewichen, was in gewisser Weise sogar flexibler ist. Ansonsten sind alle Ein- und Ausgänge identisch mit denen des Control Forge.

Über gleichzeitiges Drücken der beiden Load-Taster kommt man ins Utilities-Menü. Ganz oben sind dort die Optionen „Send to Module“ und „Load from Module“. Diese sind entscheidend für die Übertragung der Presets. Ein kleiner Test ist schnell gemacht und das Übertragen der Daten vom Control Forge in den Satellite dauert keine 3 Sekunden. Es muss einfach der Trigger 2 Ausgang des Senders mit dem Logic-Eingang des Empfängers verbunden werden und die Geräte entsprechend in Bereitschaft gesetzt werden – fertig. Der Satellite kann aber nicht nur Daten empfangen, sondern seinerseits ebenfalls senden.

Control Forge sendet...

Control Forge sendet …

...und Satllite empfängt

… und Satllite empfängt

Eine weitere Möglichkeit, Presets zu laden, ist das Einspielen von WAV-Dateien, die vorher aus dem Gerät exportiert und auf dem Rechner gesichert wurden (das ist wieder so oldschool, wie die Spiele auf Tape beim C64, z.B.). Wichtig ist, dass es eben keine komprimierten Dateien sind (unser Ohr lässt sich täuschen, eine CPU nicht) und dass der Pegel stimmt. Um Presets aus verschiedenen Geräten zusammenzuführen, bietet sich die Merge-Funktion an, diese überspielt nur Presets im Zielgerät, die nicht schon belegt sind.

Fazit

Wenn man einen Control Forge also kennen und lieben gelernt hat, so muss man nicht zwingend einen Zweiten dazu kaufen, um in den Genuss der Kontrolle über Zeit und Raum zu kommen. Programmiert wird am Control Forge und ausgegeben dann (auch) am Satellite. Da dieser in den Läden auch deutlich unterhalb des Control Forge angeboten wird (der Preisunterschied beträgt satte 236,- Euro) und die Ausführung einfach perfekt ist, bleibt nicht anderes zu als „You did it again Dave!“ – sehr gut.

Plus

voller Ausgabe Funktionsumfang des Control Forge
kompakte und hochwertige Bauweise
günstige Erweiterung für den Control Forge

Minus

Ladenpreis

329,- Euro

Nature Boy #2

In der Nature Boy Serie soll es darum gehen, möglichst echt Naturinstrumente nachzuahmen (um die Verwirrung nicht zu maximieren, wird die Nature Boy Nummer der Nummer der Ausgabe entsprechen). Der Morpheus bietet sich förmlich dazu an, besitzen die komplexen Filter z.T. doch eben so komplexe nachschwingende Resonanzen, die hervorragend dazu geeignet sind, Kesseln von Drums und Percussion oder andere Resonanzkörper nachzubilden. Als erstes wollen wir uns mal eine Handdrum vornehmen. Dazu müssen wir das Signal erst mal analysieren, was auf zwei Arten geschehen kann. Erstens man nimmt sich ein WAV des Zielsounds und versucht daraus entsprechende Erkenntnisse zu ziehen. Und zweitens, man denkt einfach über die Erzeugung des Klanges nach. Selbstverständlich lässt ich beides auch kombinieren.

Eine Trommel besteht im Wesentlichen aus dem Fell und dem Resonanzkörper. Je nach Material, Bauform und Fellspannung werden dabei eben unterschiedliche Trommelklänge erzeugt. Es gilt also erstens: den Klang, der auf auf das Fell auftreffenden Hand zu modellieren und zweitens: die Anregung des Resonanzkörpers durch diesen Schlag (=Energiezufuhr).

Der Kessel

Kümmern wir uns zunächst um die Energiezufuhr für unseren Trommelkessel (Morpheus). Eine Möglichkeit wäre, ein kurzes weißes Rauschen oder eine sonstige Kombination von Oszillatoren hindurchzuschicken. Sicherlich wird dadurch das Filter angeregt. Aber um ein Filter maximal anzuregen, benötigt es am besten einen Dirac-Impuls. Dieser, auch Nadelimpuls genannte Impuls enthält nämlich alle Frequenzen – und damit immer mehr Energie als jede andere Kombination von Rauschen oder Oszillatoren. Solche Nadelimpulse werden auch genutzt, um Impulsantworten von linearen, zeitinvarianten Audiosystemen (wie z.B. Räumen, Hallgeräten oder Gitarrenboxen) zu erhalten. Detaillierte Informatinen dazu auch hier im Workshop über Faltungshall.

Punkt ist, mit einem solchen Impuls wird das Filter eben maximal zur Schwingung angeregt (natürlich gilt das nur für IIR-Filter, was der Morpheus nun mal ist) und wir bekommen die maximale „Klangausbeute“. Ok – aber wie nun einen solchen generieren? Es ist eigentlich ganz einfach. Anstatt ein Audiosignal in den Eingang zu geben, wird stattdessen einfach der CV-Ausgang des ADSR-Moduls gepatcht. Nun muss man noch eine möglichst kurze Decay-Zeit einstellen (beim A-140 also in den L-Modus gehen) und schon hat man eine veritable Näherung eines Dirac-Impulses. Das das Filter nun ordentlich schwingt, kann man deutlich hören.

Das Fell

Nun zum zweiten Teil – dem Schlaggeräusch des Felles. Glücklicherweise handelt es sich dabei ebenfalls um ein sehr kurzes Ereignis, so dass wir den ADSR-Ausgang einfach ein zweites mal abnehmen, und einem der A-132-1 VCAs zuführen. Durch die Beschaffenheit des Fells (hier: Tierhaut) und der Hand (hier: Menschenhaut) kommt es zu einem eher rauschartigen Charakter des Fellklangs. Allerdings wäre einfaches weißes Rauschen zu aufdringlich. Man nimmt also entweder gefärbtes Rauschen, und/oder nutzt ein LP-Filter zur Höhenbändigung. Da ich auch bei maximal geöffnetem Filter kein weißes Rauschen brauche, entnehme ich dem A-118-Modul also farbiges Rauschen und führe dies dem REM Evolution zu, wobei ich eine 3-polige Variante wähle, damit das Rauschen noch „offen“ klingt. Das hat den Vorteil, dass der Grundcharakter des Rauschens beeinflusst werden kann. Mehr rotes Rauschen ergibt einen basslastigen Fellklang, weniger blaues Rauschen verringert den Höhenanteil.

Das so gepatchte Ergebnis gäbe immer nur ein und denselben Klang von sich – wir wollen aber Variation. Erste Maßname dafür ist die Zuführung des Random Output des A-118 Noise-Moduls zum FREQ CV2-Eingang des Evolution. Dann wird der CV-Ausgang für die Velocity am MIDI-Modul A-190-4 zunächst in ein Multiple gegeben und von da aus einmal den CV3-Eingang (zuständig für die Steuerung des Cutoff) des Evolutiuon gepatcht, damit die Variation des Fellgeräuschs eben über die Intensität des Tastendrucks bestimmt wird. Um gleichzeitig in ihrer Lautstärke gesteuert werden zu können, geht, wenn man möchte, ein zweites Velocity-CV dann über einen weiteren VCA, dem die Mischung aus dem Mixer zugeführt wird. So ist es auch beim Naturinstrument – je leiser der Trommelschlag, desto weniger hohe Frequenzen werden erzeugt.

Das vollständige Patch für die Percussion.

Das vollständige Patch für die Hand-Percussion

Um die Trommel dann noch tonal spielbar zu machen, wird der Full-Level-Frequency-Eingang des Morpheus nun auf den MIDI Pitch (CV1 beim A-190-4) gepatcht. Die Wahl des Filtermodells ist natürlich entscheidend für den Klang des Kessels. Am besten, man begibt sich dafür in die Abteilung „Complex!“ und „Complex! 2“und hört sich mal gründlich um.

Je nach gewählten Filtermodell kann man dann die Trommel mehr oder weniger tonal spielen. Weiterhin entscheidend für die Synthese ist hier die Einstellung des Envelopes. Da gehen nicht nur Percussionklänge, es kann mal auch eine richtig dicke Bassdrum bei rauskommen. Wenn man jetzt noch bedenkt, dass die Presets des Morpheus von außen ausgewählt werden können …

In diesem Sinne – Happy Drumming!

NEWS: VCV Rack

Wer einmal in die Welt der modularen Synthese hereinschnuppern möchte, für den bietet das Open Source Projekt VCV-Rack nun die Gelegenheit dazu. Waren die Versionen bisher z.B. auf dem Mac nicht gerade stabil, laufen ab der aktuellen Version 0.3.2 die virtuellen Eurorack-Module nun problemlos. Auf der VCV-Seite gibt es die kompilierten Binaries für Win und Linux 64-bit und macOS ab 10.7 zum Herunterladen. Eine Anmeldung ist dafür zwar nicht nötig, wer aber virtuelle Module ins Rack bekommen möchte, muss sich mit seiner E-Mail-Adresse registrieren. Danach kann man sich innerhalb der VCV-Software einloggen und kommt so an die Module.

ein Rack in der Open Source Software VCV-Rack

Ein Rack in der Open Source Software VCV-Rack

Die Anzahl erhältlichen Module steigt zur Zeit an, so dass es bis jetzt 27 verschiedene Module gibt, die alle frei erhältlich sind und deren Source-Code ebenfalls einsehbar ist.

Zunächst einmal die acht Basis-Module auch Fundamental Plug-in Pack genannt:

VCO, VCF, VCA, DELAY; ADSR, VC MIXER; SCOPE und einen 8-Step Sequencer SEQ-3.

Alle Grundlegenden Module für einen Synth gibt es bei den Fundamentals.

Alle grundlegenden Module für einen Synth gibt es bei den Fundamentals

Die Module von Mutable Instruments standen Pate für die folgenden Module.

Hinter den Audible Instruments verbergen sich Algorithmen der Mutable Instruments.

Hinter den Audible Instruments verbergen sich Algorithmen der Mutable Instruments

Der E340 Cloud Generator von E-Series generiert mit seinen bis zu acht VCOs mächtige Bretter und schwirrendes Chaos.

Mächtig verschwurbelt kommt der E-Series Cloud Generator daher.

Mächtig verschwurbelt kommt der E-Series Cloud Generator daher.

Einige virtuelle Versionen der Module von BEFACO sind ebenfalls erhältlich.

Bei den Befaco-Modulen kommt der Federhall richtig gut.

Bei den Befaco-Modulen kommt der Federhall richtig gut

VCV-Rack läuft derzeit nur standalone, es ist aber eine Rack Bridge geplant, mit der das modulare Geschehen auch in der DAW Einzug findet.

Für einen kleinen Testlauf habe ich das VCV-Rack direkt über den BeatStepPro angesprochen und den Ausgang über die Loop-Back-Funktion meines Interfaces gemacht. Aufgenommen wurde in Reaper. Bei den Beispielen hört man ab und zu Aussetzer, obwohl der Buffer des VCV-Racks auf 512 stand. Betreibt man ca. ein Dutzend Module, steigt der Prozessorverbrauch spürbar an. Bei aktuellen Rechnern sollte das aber nicht so sehr ins Gewicht fallen, wie auf dem Test-Rechner MacMini Late 2009, 4 GB, 2,53 GHz Dualcore, OsX 10.9.5.

VCV Rack - Patch für den Jam

VCV Rack – Patch für den Jam

Gerade die Module der Audible Instruments bieten ein interessantes Spielfeld für Klangexperimente. Und auch der E-Series Oszillator weiß zu gefallen. Es gibt zu VCV-Rack und jedem Modul zwar ein Online-Handbuch, oft sind die Informationen dazu aber spärlich. Man darf hier auch keinen Einführungskurs in Modularsynthese/Signalfluss erwarten – ein wenig muss man sich schon auskennen, um dem VCV-Rack Töne zu entlocken. Alles in allem ist das Paket aber durchaus interessant und ein Blick lohnenswert. Das gilt für mehrere Blickwinkel, wobei besonders der Open-Source-Aspekt hervorsticht.

In diesem Sinne: pitche, switche, patche.

Klangbeispiele
Forum
  1. Profilbild
    AMAZONA Archiv

    Diese Modular Geschichte hat mit Musik ehrlich gesagt weniger zu tun, eher mit Technik. Frag ich mich für was ich mühsam die dudelei erlernt habe. Okay für Technik freaks super Sache hier. Mit mich persönlich zu weit vom Schuss.
    Und klare Verkaufsveranstaltung. Denn Modular systeme sind ein Fass ohne Boden. Okay das gibt es in der Musik leider immer wieder.
    Kenn da so einige Gitarristen mit ner echt üblen Sammlung an Klampfen…. Serientäter eben.

  2. Profilbild
    Wellenstrom  AHU

    Jo, ich werde auch nie was mit Modularsystemen anfangen können, weil anderer Ansatz und zielorientiertes Arbeiten an einem Track so für mich nicht funktionieren würde.
    Aber für die Modular-Bastelnerds ist das doch okay, dass es hier so’ne Modulecke mit den neuen Produkten und deren Funktionsweisen gibt. War schon längst fällig. Und reinhören tue ich immer gerne… egal, ob bei den Gitarrentests oder den Modulen…
    also, spannend ist das Thema schon, so isses nicht…

    • Profilbild
      AMAZONA Archiv

      Stimmt, da gebe ich dir vollkommen recht! Gute Sache.

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    fritz808  

    wieder sehr schön geworden. einige sachen waren sogar für mich neu – und die Rossum-teile scheinen es dir anscheinend richtig angetan zu haben.

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