Workshop: Replicant A – Synthesizerkonstruktion mit NI Reaktor, Teil 4

Kapitel 13: Wavetable Oscillator

Nun gibt es etwas für Experimentierfreudige, in den Wavetable Oszi kann man beliebige Samples als Tables laden.

Er besteht aus einem Sampler Loop – Modul, dessen Grafik wir auch auf das Panel setzen. Die Read Position- und Loop-Marker zeigen Modulationen nicht immer korrekt an, das dürfte mit der Stimmenverteilung zusammenhängen, aber zugunsten des Bedienkomforts sehen wir darüber mal hinweg, es wären sonst mehrere Module erforderlich. So ist es einfacher: Hat man ein Wavetable-Sample zurechtgebastelt, braucht man es nur noch in die Sample-Map laden. Rechtsklick auf das Display, Map Editor aufrufen. Dann mit Add das Sample zu den vorhandenen hinzufügen und den Bereich auf eine Note einschränken. Dazu muss man die erste Table markieren (sonst werden alle verschoben) und den Befehl „Remap to Single Keys“ ausführen, fertig. Es passen so bis zu 127 Tables in die Map. Nur muss man den Vorgang beim anderen Oszi wiederholen, wenn er die gleichen Tables erhalten soll. Alternativ kann man die Map beim einen Oszi exportieren und beim anderen importieren.

VCOs im Wavetable-Modus und Sample-Map Editor

Das Sampler Loop des VCO 1 ist auf „Store Map with Module“ eingestellt, sodass die Samples beider VCOs mit dem Instrument gespeichert werden (gleiche Tables vorausgesetzt). Man muss so nicht darauf achten, die Samples immer separat auf dem angegebenen Pfad zu haben. Wer das anders managen möchte, sollte erst die Samples bzw. die Map exportieren, sonst ist alles futsch.
Umgeschaltet werden die Tables durch Sel (Key Select). Leider merkt sich das Sampler Loop die eingestellte Table nicht, wenn es durch Moduswechsel o.ä. zwischendurch abgeschaltet wird. Dafür ist das „Reminder“-Macro, das beim Aktivieren des WT-Modus und beim Einschalten des VCOs einen kurzen Trigger in den Gate-Eingang schickt und so die Table aktualisiert.

Die Wavetable-Modulation übernimmt der PW-Regler (er wird auch umbenannt im WT-Modus), der negative Bereich ist hier so eingerichtet, dass bei einem Stereo-Sample die rechte Seite wiedergegeben wird statt der linken. Bei einem Mono-Sample ist der negative gleich dem positiven Bereich.

Die Structure des WT-Oszis

Die Audioqualität des Sampler Loop muss übrigens nicht auf „excellent“ stehen, manchmal ist „good“ oder gar „poor“ interessanter, das hängt vom Sample ab. Die Funktionsweise der drei Modi kann man gut anhand der Noise-Table auf dem Scope sehen, die ich neben ein paar anderen, mit verschiedenen Methoden erzeugten schon eingeladen habe.

Wavetable Samples
Für experimentelle Zwecke ist absolut jedes geloopte Sample geeignet. Für saubere, erstklassige Tables muss es aber drei Bedingungen erfüllen:

Erstens muss die Tonhöhe absolut konstant sein, sonst bräuchte man verschiedene Loop-Längen, man kann aber nur eine definieren. Die Länge der Loop lässt sich in Reaktor zwar modulieren, aber das soll man erstmal korrekt hinkriegen. Der Aufwand dafür ist wohl unverhältnismäßig hoch. Samples mit mehrstimmigen Inhalt sind auch ungeeignet, es sei denn sie enthalten reine Akkorde.

Zweitens muss die Tonfrequenz ein ganzzahliger Teil der Sample-Rate sein, denn sonst gibt es Rundungsfehler beim Verschieben der Loop-Punkte, die ja entsprechend der Rate gerastert sind. Die Folge sind kleine Phasenverschiebungen, die sich eventuell störend bemerkbar machen können, vor allem bei steilflankigen Wellenformen. Idealerweise hat ein Wavetable-Sample also z.B. bei einer Rate von 44100 Hz eine Tonfrequenz von 441 Hz, dann ist ein Cycle 100 Samples lang. Bei einer Tonfrequenz von 100 Hz sind es 441 Samples. Es kommt dabei nur auf das ganzzahlige Verhältnis an, die absolute Rate und Tonhöhe spielen keine Rolle, da das Sampler Loop automatisch transponiert. Das Sample wird also als reiner Datenspeicher benutzt.
Die Loop kann man setzen wo man will, ausgewertet wird nur die Länge. Der Modulationsbereich für die Loop-Verschiebung beginnt immer am Anfang des Samples und endet am Ende. Die Loop muss immer ein Sample länger als die Single-Cycle-Welle sein, dann wird sie korrekt wiedergegeben. Am Besten setzt man Loop-Start und -End also möglichst exakt auf Nulldurchgänge, das reduziert auch den Einschaltknacks bei Notenbeginn.

Drittens muss die Länge des Samples ausreichend sein, damit man eine kontinuierliche Modulation hinbekommt. Eine verbindliche Untergrenze gibt es dafür nicht, aber  so etwa 100 Wellendurchgänge sollten es schon sein. Je weniger, desto hörbarer die Übergänge. Bei den älteren Wavetable-Synths sind es manchmal nur 60 Wellenformen, auch das reicht schon aus, macht sich aber vor allem bei obertonarmen Tables schnell als stufige Übergange bemerkbar, bei schnellen Modulationen werden Artefakte erzeugt.
Anfang und Ende des Samples sollte man bei einem Nulldurchgang sauber abschneiden, denn die Länge des Samples wird mit in die Berechnung für die Loop-Startpunkte einbezogen, und die erste und letzte Loop der Table sind sonst verhunzt.

Man kann nicht erwarten, dass aus jedem Sample eine Waldorf-mäßige Table wird, oft ist es ziemlich Lofi. Aber mit gezielter Auswahl und sorgfältigem Editieren bekommt man ganz brauchbare Resultate, oft auch völlig unerwartete. Schon ein einfaches GM-Piano-Sample kann interessant sein. Vocals kann man ggf. mit einem Pitch-Correction-Plugin auf einheitliche Tonhöhe bringen.

Ein paar Beispielsounds mit den mitgelieferten Tables:

Tipp: Das Programm „Tranzilon“ ist eigentlich für Ensoniq-Sampler gedacht, kann aber aus zwei editierbaren Wellenformen durch Überblendung eine Table machen und diese als .wav speichern. Die Bedienung ist etwas fummelig, aber trotzdem kann man damit recht effektiv arbeiten und vor allem saubere Tables erzeugen.

Mit Tranzilon kann man brauchbare Wavetables als .wav erzeugen

FM und Sync
FM ist genauso wie in den anderen Modi möglich, wobei das FM-Ausgangssignal hier tatsächlich die Table selbst ist. Da es unvorhersehbar ist, ob die jeweilige Loop Gleichstrom enthält, muss ein DC Blocker in Form eines Hochpassfilters zwischengeschaltet werden. Das funktioniert leider nicht verzögerungsfrei, da ein Filter ein zeitbasierter Algorithmus ist. Kurze Schwankungen sind unvermeidlich. Ein wenig kann man das beheben, indem man die Cutoff etwas höher setzt, die 24 hier ist aber wieder ein Kompromiss zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und möglichst geringer Amplitudensenkung bei sehr tiefen Noten. Als FM-Modulator arbeitet der WT-Oszi also nicht perfekt. Als FM-Carrier gibt es aber keine Einschränkung.

Synchronisieren lässt sich das Sampler Loop nur per Key Trigger, nicht per Audiosignal. Und es hat dann auch eine kleine Macke, beim Notenstart ergeben sich kurze Gleichstrompulse, manchmal hörbar als leichte Knackser bei Notenstart, die beim unsynchronisierten Betrieb nicht auftreten. Diese Schwankungen sind auch nicht herauszurechnen, da sie anscheinend zufällige Amplituden und Polaritäten haben. Ihre Ursache ist mir bis jetzt nicht ersichtlich.

Die Phase lässt sich auch nicht einstellen, aber man kann etwas vergleichbares einbauen, indem man den Sample- und Loop-Start entsprechend moduliert. Da es dann von der Länge der Loop abhängt, wo man damit landet, kann man das nur ungenau skalieren, ich habe hier für den Einstellbereich 1/100 Sample Length gewählt. Das ermöglicht zumindest eine brauchbare Zufallsmodulation der Startphase (Key Random Trigger). Damit die Loop dabei nicht verlassen wird, werden die Phase-Werte durch einen Wrapper geschickt, der sie sozusagen zurechtfaltet.
Gezieltere Phaseneinstellungen sind sowieso kaum möglich, da das Sampler Loop-Modul noch einen Bug hat, die Loops werden zwar entsprechend der WT-Modulation angefahren, aber die Startphase ist nicht immer wie beabsichtigt und angezeigt.

Es gibt bessere und exaktere Methoden, Wavetables in Reaktor zu integrieren, etwa mit dem Sample Lookup oder der Audio Table, aber sie benötigen einheitliche, maßgeschneiderte Samples. Den Bedienkomfort und die allesfressende Genügsamkeit bietet nur das Sampler Loop, deshalb habe ich hier die quick-and-easy-Methode vorgezogen.