Klangsynthese und Physical Modeling - Brothers in Music

DIPLOMARBEIT HENRI HAGENOW
5.2.2.2 Zusammenfassende Betrachtungen
Um ein FM-Instrument zu konstruieren, das die Klänge eines akustischen Instrumentes
realistisch nachbildet, ist viel Erfahrung mit dieser Synthesemethode Voraussetzung. Die
Methode der Klangsynthese durch Frequenzmodulation ist hochgradig nichtlinear. Der
Modulationsindex I ist direkt mit der Bandbreite des produzierten Signals verknüpft. Gezielte
Klanggestaltung ist vor allem bei Implementierungen mit vielen Modulatoren fast unmöglich,
da die Auswirkungen der Parameteränderungen auf den entstehenden Klang schwer zu
überschauen sind.
Die klangbestimmenden Parameter sind weder intuitiv zu bedienen, noch als musikalisch
Sinnvoll zu bezeichnen. Die Modulationsparameter müssen sehr vorsichtig variiert werden,
da jede Parameteränderung sofort hörbare Ergebnisse liefert.
Um Parameter im musikalischen Kontext gezielt zu verändern, ist diese Klangsynthese-
methode äußerst ungeeignet. Vor allem bei der Simulation der Klänge akustischer
Musikinstrumente, mit ihrer variierenden Dynamik und den geforderten, intuitiv bedienbaren
Klangparametern für ausdrucksstarkes Spiel, ist die FM-Synthese nicht zu gebrauchen. Die
Parameter dieser Methode müssen sehr vorsichtig verändert werden, um nicht den
charakteristischen Klangbereich des nachgebildeten Instrumentes zu verlassen.
Diese Eigenschaft erweist sich beim Gestalten neuartiger synthetischer Klänge (Sound-
Design) allerdings als Vorteil, da bei kleinen Parameteränderungen völlig unterschiedliche
Klänge entstehen können und FM-Synthesizer dadurch im Gegensatz zu anderen
Synthesesystemen ein äußerst breites Klangspektrum abdecken können.
5.2.3 Simulation der Flöte als digitaler Wellenleiter
Im Folgenden wird ein einfaches digitales Wellenleitermodell zur Generierung von
Flötentönen nach dem Prinzip von Perry Cooks ‚Slide-Flute‘ implementiert [Cook, 1992].
5.2.3.1 Das physikalische Modell der Flöte
Die Flöte ist ein einfaches Holzblasinstrument, das aus einem zylindrischen Rohr mit
gebohrten Tonlöchern besteht. Die effektive Länge L der schwingenden Luftsäule im Rohr
läßt sich durch Öffnen und Schließen der seitlichen Grifflöcher verändern. Die
Schwingungsfrequenz ergibt sich aus der Frequenz der angeregten Druckschwankungen in
der Luftsäule. Das Luftventil im Mundstück ist ein dünner Luftstrahl, der auf die Kante der
Anblasöffnung trifft (‚Luftblatt‘). Die schwingende Luftsäule lenkt das Luftblatt abwechselnd
Online-Version 1.0 112