Klangsynthese und Physical Modeling - Brothers in Music

DIPLOMARBEIT HENRI HAGENOW
Ausgehend von den durch die Analyse ermittelten Daten einzeln analysierter Töne eines
bestimmten Instrumententypes, z.B. einer Flöte, läßt sich der genaue Klang des
Instruments sowohl (theoretisch exakt) nachbilden, als auch nach Belieben manipulieren.
So lassen sich nicht nur bestimmte Klangeigenschaften (Timbres) besonders herausbilden
oder nach eigenen Wünschen verändern, sondern es sind, ausgehend von der Basis des
Originalklanges, auch absolut neuartige Klangkreationen möglich.
Diese Art der Instrumentenkonstruktion ermöglicht einen Zugriff auf jeden einzelnen
Oberton und somit auf die kleinsten spektralen Bausteine des Klanges selbst.
Serra entwickelte mit seiner Arbeitsgruppe einen Analysealgorithmus, der die automatisch
ermittelten Daten in einer Datenbank zusammenfaßt. Dies ermöglicht den Zugriff auf die
Parameter verschiedenster Instrumentengruppen und eröffnet eine völlig neue Art der
Klanggestaltung. So wird zum Beispiel ein stufenloses Überblenden (morphing)
verschiedener Klänge aus unterschiedlichen Instrumentengruppen oder anderen beliebigen
Geräuschen möglich. Jeder beliebige Zustand im von den Parametern der Klänge
aufgespannten Raum kann eingenommen werden [Serra, 1997].
Der Analyse-Resynthese-Algorithmus ermöglicht weitere Anwendungen; beispielsweise
könnten digitale Signalverarbeitungsalgorithmen auf die Analysedaten zurückgreifen und
diese zur Dynamikbearbeitung (z.B. Kompression) oder für Effekteinsätze zur
Klangverfremdung einsetzen (z.B. Flanger-, Delay-, Hall-Algorithmen). Der Vorteil im
Vergleich zu den gängigen digitalen Signalverarbeitungsalgorithmen wäre die Möglichkeit,
die Bear-beitung nur auf bestimmte Frequenzbereiche oder sogar nur einzelne Obertöne
oder Obertongruppen zu begrenzen. Eine andere mögliche Anwendung der durch die
Analysen erstellten Datenbank wäre die automatische Instrumentenerkennung innerhalb
eines Musik-stückes. Dadurch ließen sich einzelne Instrumente in einer Konzertaufnahme
oder einem fertiggestellten Stereo-Mix nachträglich bearbeiten. Potentielle Einsatzgebiete
sind u.a. die Musikalische Akustik, Psychoakustik, digitale Musikproduktion etc..
2.3.3 Subtraktive Synthese
Die subtraktive Synthese findet man meist auch unter dem Namen ‚source filter synthesis‘.
Man erhält hier die gewünschte Wellenform durch zeitveränderliche Filterung eines
breitbandigen Erregersignals, wie z.B. ein weißes Rauschen oder eine Folge von Impulsen
(Abb 2.9) [Moorer, 1985; Roads, 1996].
Der Mechanismus zur Erzeugung der menschlichen Stimme z.B. läßt sich in diesem Sinne
betrachten als einen Erregermechanismus, welcher an ein Resonatorsystem gekoppelt ist.
Diese Synthesetechnik ist daher auch besonders zur Sprachsynthese geeignet [Moorer,
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