Klangsynthese und Physical Modeling - Brothers in Music

DIPLOMARBEIT HENRI HAGENOW
1. Einleitung
In der Entwicklung der menschlichen Geschichte spielte die Simulation von Naturlauten und
der menschlichen Stimme eine wesentliche Rolle. Die Entwicklung akustischer
Musikinstrumente und die Erzeugung musikalischer Töne hatte schon immer großen
Einfluß auf die Entwicklung der Menschheit. Diese Entwicklung hat viele Instrumente
hervorgebracht, die zunächst nur bei rituellen und religiösen Zeremonien, später auch bei
politischen oder sozialen Gelegenheiten gespielt wurden.
Lange vor der Entwicklung elektronischer und optischer Systeme ist versucht worden,
sowohl die menschliche Stimme, als auch bestehende akustische Musikinstrumente durch
mechanisch zu bedienende akustische Blasinstrumente zu simulieren. Bei den
Kirchenorgeln war es durch zuschaltbare Register möglich, den Klang verschiedener
akustischer Instrumente nachzubilden. In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts (1773)
gelang es Ch. G. Kratzenstein, Professor der Physiologie in Kopenhagen, mit an
Orgelpfeifen angeschlossenen Resonanzröhren Vokallaute zu generieren. Um diese Zeit
hatte auch Wolfgang von Kempelen schon mit Versuchen begonnen, die ihn zum Bau einer
sprechenden Maschine führten [Kempelen, 1791].
Die Entwicklung der Elektrotechnik am Anfang des 20. Jahrhunderts führte schnell zur
Entwicklung vieler elektro-akustischer und optisch gesteuerter Instrumente. Bei der
Präsentation seines Sphärophons stellte Jörg Mager 1926 den Bau von Musiktürmen in
Aussicht, die die Klangfarbe aller Instrumente und selbst der menschlichen Stimme
nachahmen könnten [de la Motte, 1999]. Das erste Gerät, das Sprachschall auf
elektrischem Wege hervorbringen konnte, war der von Homer Dudley entwickelte VODER,
der 1939 der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Im 1950 von Frank Cooper in den Haskins
Labs konstruierten Pattern Playback modulierte eine rotierende Scheibe mit 50
konzentrischen Tonspuren einen Lichtstrahl. Ähnlich einer Filmspule mit Lichttonspur
wurden hierdurch 50 Teiltöne mit einer Grundfrequenz von 120 Hz erzeugt. Deren Licht
wurde auf ein Spektrogram projiziert, das über Rollen am Lichtstrahl vorbeibewegt wurde.
Das reflektierte Licht wurde einer Photozelle zugeführt, mit der die Lichtschwankungen
schließlich in Schalldruckschwankungen umgewandelt wurden. Die Reflektanz des Lichtes
entsprach dem Schallpegel der Teiltöne.
Musikalische Bedeutung erlangten nur wenige der vielen elektronischen Instrumente. Mit
dem Trautonium komponierten Paul Hindemith und Oskar Sala. Auch das Dynamophon von
René Bertrand und das Aetherophon von Leon Theremin weckten kompositorisches
Interesse. Vor allem für die Filmmusik wurden viele Stücke für elektronische
Musikinstrumente geschrieben, da die elektrischen Klangerzeuger für besondere Effekte
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