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Klangsynthese, Sound Design und Klangbearbeitung - Teil 20

Die verschiedenen Arten der Granularsynthese

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Im letzten Artikel besprachen wir das Konzept der Granularsynthese - heute schauen wir uns die verschiedenen Anwendungsgebiete an.

Die Granularsynthese für sich ist ein sehr weitläufiges Thema und beinhaltet Unterkategorien die von Curtis Roads in seinem Buch The Computer Music Tutorial im Detail beschrieben werden. Ich werde mich nachfolgend auf die vier aus meiner Sicht wichtigsten konzentrieren, auch wenn dies natürlich eine eher subjektive Selektion darstellt. Die ersten beiden basieren auf so genannten Fourier Grids und Wavelets. Die wichtigste Charakteristik dieser zwei sehr ähnlichen Formen der Granularsynthese ist die Möglichkeit die Tonhöhe eines Klangs zu verändern ohne dabei seine Länge zu beeinflussen - und umgekehrt. Die meisten Timestretching und Pitchshifting Werkzeug auf dem Markt arbeiten nach diesem Prinzip.

Trotz der Komplexität dieser Methode kann man dazu mit dem Tempophon ein Gegenstück in der analogen Welt finden.

La synthèse granulaire

Das Bild auf der linken Seite zeigt das Prinzip des granularen Samplings sowie die Neupositionierung der Grains untereinander.

Die Methode „Pitch Synchronous Granular Synthesis“ (PSGS) ist eine weitere Art der Granularsynthese die vor allem für die Erzeugung von Klängen mit hohen Formantanteilen entwickelt wurde und so zum Beispiel Stimmen sehr gut synthetisieren kann.

„Asynchronous Granular Synthesis“ (AGS) schliesslich erlaubt es Grains in einer Klanglandschaft zu verteilen. Die Gruppen der Grains werden „Clouds“ genannt. Die Parameter jeder dieser „Grain Wolke“ werden statistisch definiert. Diese Methode wird bevorzugt um spektakuläre Klangmutationen zu erzeugen und individuelle Sound sehr dramatisch mit einander zu verschmelzen.

Die nachfolgende Illustration zeigt eine solche Wolke.

Das Tempophon

Dennis Gabor (s. letzter Artikel) hat sich nicht nur auf theoretische Ansätze der Granularsynthese beschränkt. Er nahm es auch auf sich Maschinen zu erfinden mit denen seine Theorien in die Praxis im gesetzt werden sollten. Aufgrund fehlender Computer mit denen die vielen Daten bearbeitet werden konnten war es jedoch nicht komplett möglich seine Theorie in die Praxis umzusetzen.

La synthèse granulaire

Doch seine Arbeit war die Grundlage für viele interessante Produkte wie das Tempophon, welches von der Firma Springer in den 50er Jahren gefertigt wurde und in vielen Studios dieser Zeit endete.

Auch wenn wir hier ein wenig von der eigentlichen Synthese wegkommen ist es doch interessant zu beschreiben die das Tempophon funktioniert - es zeigt nämlich genau auf wie Grains für Timestretching und Pitchshifting eingesetzt werden.

Bei einem Tempophon wurde der Originalklang (in Form eines Magnetbandes) in kleine „Teile“ (oder eben Grains) unterteilt und auf ein weiteres Band aufgenommen das mit einem rotierenden Aufnahmekopf bestückt war. Dieser Aufnahmekopf steht mit dem Originalklang nur einmal pro Umdrehung in Kontakt. Abhängig von seiner Rotationsgeschwindigkeit werde Klanganteile abgenommen die mehr oder weniger von einander weit von einander unterteilt sind, aber dennoch näher zu einander auf dem zweiten Band aufgenommen wurden. Es kann also sein, dass der Aufnahmekopf nur den Anfang und das Ende eines Klangs aufnimmt, die Mitte während zwei Durchgängen auslässt und das Resultat auf das zweite Band aufnimmt. Spielt man das Resultat ab so bekommt man den Eindruck eines schnelleren Klangereignisses ohne dass dabei die Tonhöhe verändert wurde. Die Tonhöhe kann dagegen durch verändern der Abspielgeschwindigkeit modifiziert werden. Schon mal ganz imposant für so ein analoge Gerät, oder?

Moderne Anwendungen

Das Erzeugen von Grains besteht im Wesentlichen darin ultra-kurze Wellenformen mit einer Hüllkurve zu versehen - im Schnitt repräsentiert ein Grain 10ms bis 1ms eines Audiosignals!

La synthèse granulaire

Es ist also leicht zu verstehen mit welchen technischen Schwierigkeiten Gabor bei einer analogen Umsetzung konfrontiert war. Es ist ebenfalls einfach zu sehen aus welchem Grund die Entwicklung von Computern dieser Syntheseart neues Leben einhauchte. Wie bereits erwähnt ist das Prinzip von Grains die Grundlage der meisten Timestretching und Pitchshifting Werkzeuge moderner DAWs. Grains werden aber auch als Klangquelle verwendet - bekannte Beispiel dafür sind Native Instruments' Absynth, Spectrasonics' Omnisphere und Propellerhead Reason's Malström.

Die Granularsynthese hat Ihre Unterstützer vor allem deswegen weil sich damit äusserst bizzarre Klänge erzeugen lassen die so mit anderen Synthesearten nicht möglich wären!

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