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Workshop: Soundprogrammierung 5


Soundprogrammierung

Die Obertöne schlagen zurück!

Warning!!!
Die additives Synthese ist praktisch der Assembler (für Menschen verständliche Version der Maschinensprache eines Prozessors) der Soundprogrammierung, dagegen ist alles andere eine Hochsprache. Trotzdem kann man sich auch bei der additiven Synthese das Leben leichter machen und in Analogie zum Vergleich mit der Maschinensprache ein paar Makros definieren. OK, das war jetzt für Insider…. ;)
Nun die Übersetzung für alle die sich noch nie mit Maschinensprache auseinander gesetzt haben, das dürften wohl für die meisten Leser des Artikels zutreffen. Auch bei der additiven Synthese muss man nicht immer atomar – also auf Basis der Obertöne – seine Klänge basteln, sondern kann in vielen Fällen auch so arbeiten wie ich das im letzten Teil beschrieben habe. Trotzdem wird es nicht einfach werden und wer diesen Artikel gelesen hat wird mit Fug und Recht sagen können dass es jetzt nur noch leichter werden kann ;)

Die Hinweise zum VirSyn Cube musste ich später hinzufügen, da zu dem Zeitpunkt als der Cube das Licht der Welt erblickte dieser Artikel schon zum großen Teil geschrieben war und eigentlich nur noch die Beispiele fehlten… J
Mit dem Cube wird die additive Synthese wahrscheinlich noch weitere Freunde finden, denn die Benutzeroberfläche vereinfacht das experimentieren mit dieser Form der Klangerzeugung und verhilft auch dem „unbedarften Nutzer“ zu schnellen Erfolgserlebnissen…
Während ich diesen Artikel schreibe wurden mit discoDSPs Vertigo und dem Camel Audio CA5000 weitere additive Softwaresynthesizer angekündigt, die ich in diesem Artikel leider nicht mehr berücksichtigen kann.

Für was brauche ich die additive Synthese?

Selbst wenn man kein stolzer Besitzer eines Kawai K5000, VirSyn Cube, Nord Modular oder Reaktor ist kann einem das grundlegende Verständnis der additiven-Synthese bei der Soundprogrammierung ungemein hilfreich sein, denn man kann sich auf diese Weise das klangliche Resultat mancher Synth-Sessions viel einfacher erklären und schraubt nicht nur hilflos vor sich hin. Daher sollten Leser die keines der oben genannten Synthesizer besitzen nicht gleich mit dem lesen aufhören, zudem kann man vieles von dem hier beschriebenen z.B. auch auf FM-Synthesizer umsetzen. Zwar ist man dabei in den meisten Fällen auf 6 Operatoren beschränkt, trotzdem kann man auf diese Weise seine ersten Versuche starten. Auch Absynth, Rhino und Microwave II/XT/PC User (mit entsprechender Editor Software) können die meisten Beispiele direkt nachvollziehen.

Harmonische und nicht-harmonische Obertöne

Bei den Harmonischen handelt es sich um Sinus Wellen von der die zweite Harmonische die doppelte Frequenz des Grundtons (oder erste Harmonische) besitzt und die darauf folgenden Harmonischen jeweils ein vielfaches der Frequenz des Grundtons belegen. Der Grundton ist ebenfalls eine Sinus-Wellenform aus dessen Frequenz sich die Tonhöhe der resultierenden Wellenform ergibt. Auch spielt die Phasenlage der Harmonischen eine Rolle, Absynth und Rhino (ab v.1.07) User wird der zusätzliche Parameter beim erstellen der User Wellenformen aufgefallen sein. Wobei ich den Parameter der Einfachheit halber ignorieren werde und man davon ausgehen kann dass für diesen Artikel alle Harmonischen mit der gleichen Phasenlage beginnen.
Mit einem praktischen Beispiel wird das Ganze vielleicht etwas deutlicher und kann unter Umständen vorhandenen Klangerzeugern nachgebaut werden.
Ist der Grundton ein Oszillator der einen Sinus in einer bestimmten Frequenz erzeugt so liegt die Frequenz des Oszillators der die zweite harmonische erzeugt genau um eine Oktave höher als die des Grundtons. Die Frequenz des Oszillators mit dem die dritte Harmonische erzeugt wird ist um eine Oktave + reine Quinte oder besser gesagt 19 (12 + 7) Halbtöne höher als der Grundton, während die 4. Harmonische um zwei Oktaven (24 Halbtöne) verschoben ist und sich die 5. Harmonische 28 Halbtöne über dem Grundton befindet. Wie man sieht wird der Abstand in Halbtönen immer kleiner, während jede Harmonische immer ein vielfaches der Frequenz des Grundtons bleibt. Weil für einige Leser vielleicht einfacher zu verstehen habe ich zudem die Abstände nochmal in Form von Noten aufgeschlüsselt: 1.Harm.=C, 2.Harm.=C1, 3.Harm.=G1, 4.Harm.=C2, 5.H.=E2, 6.Harm.=G2.
Bei Vielen dürfte an dieser Stelle ein Weltbild zusammenbrechen, aber Musik und Mathe hängen unglücklicherweise viel enger zusammen als man auf den ersten Blick erwarten würde und ein Dreiklang (die Akkorde für die man 3 Finger brauch;)) klingt unter anderem auch deshalb so gut weil sich die Harmonischen der einzelnen Noten sich treffen ;). Ist es da so falsch zu denken dass Klang und Melodie sich in ihrer Wirkung beeinflussen?
Nun ist die Welt nicht immer harmonisch und die Wellenformen nicht immer punktsymmetrisch. Daher kommen in der Natur neben den Harmonischen auch nicht-harmonische Obertöne vor, die Frequenzen außerhalb bzw. zwischen denen der eben beschriebenen Harmonischen-Reihe annehmen. Mehr dazu gibt es in einem eigenen Absatz…

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Klangbeispiele

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