Software2 SS2016 1
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Chikashi Miyama
Software 2 SS 2016 #1
Wissenschaft des Klangs
Wellenform
Zeit
Die Wellenform ist die Gestalt und die Form des zeitlichen Verlaufs der Veränderung einer Größe einer Schwingung. Sie kann auch durch eine abstrakte Darstellung beschrieben werden. Meist wird der periodische oder aperiodische Verlauf physikalischer Größen betrachtet.
Zwei Typen
Klang (Pitched Tone)
Geräusch (Unpitched Tone)
Ursache für ein Geräusch sind Schwingungsvorgänge, die in der Regel nicht periodisch verlaufen und sich in ihrer Struktur zeitlich ändern können
Unter Klang versteht man in der Physik ein periodisches Schallereignis.
Experiment mit AudioXPlorer
AudioXPlorer : Software für Klanganalyze
Frequenz
Wie schnell bei einem periodischen Vorgang die Wiederholungen aufeinander folgen. Einheit: Hz.
Tonhöhe und Frequenz
Periodendauer (wavelength)
Periodendauer = 1 / Frequenzz.B. 400 Hz = 1/400 = 0,0025 sek. = 2.5 msek
Zeiteinheit•1 Millisekunde = 0,001 Sekunde•1 Mikrosekunde = 0,001 Millisekunde•1 Nanosekunde = 0,001 Mikrosekunde•1 Pikosekunde = 0,001 Nanosekunde
Amplitude
Amplitude: Die maximale Elongation einer Schwingung, von der Position der Null-Linie aus gemessen.
Frequenz und Amplitude
Wellenform
die Wellenform bestimmt ihre Klangfarbe
Joseph Fourier (1768-1830)
ein französischer Mathematiker und Physiker. Mit der Fourieranalyse legte er einen Grundstein für den Fortschritt der modernen Physik und Technik.
Er entdeckte: ein periodisches Signal lässt sich durch Überlagerung von sinus- bzw. kosinusförmigen Teilschwingungen unterschiedlicher Frequenz und Amplitude erzeugen.
Spektrum
Spektrum
Sinus
Weißes Rauschen
Instrumente
Geige
Gitarre
Klarinette
Terminologien
✤ Wellenform
✤ Frequenz
✤ Amplitude
✤ Periodendauer
✤ Zeitbereich
✤ Frequenzbereich
✤ Spektrum
✤ Joseph Fourier
Synthesizer
Ein Synthesizer ist ein Musikinstrument, welches auf elektronischem Wege per Klangsynthese Töne erzeugt. Er ist eines der zentralen Werkzeuge in der Produktion elektronischer Musik. Man unterscheidet analoge und digitale Synthesizer.
Analog Synthesizer
Analog Synthesizer
Minimoog SynthesizerDeeper A-100
Moog
Moog Movie
https://www.youtube.com/watch?v=FXxkAhXL138
Trailer
Mini Moog Emulator von Google
✤ http://www.google.com/doodles/robert-moogs-78th-birthday
Analoger Synthesizer
( ? ) System
Moog Synthesizer
Modulare Synthesizer sind elektronische Musikinstrumente, die aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten (Module) bestehen, welche im Zusammenhang der Erzeugung elektronischer Klänge dienen.
OSC
VCF
EG
modul
modul
modul
Minimoog Front Panel
Analog Synthesizer?
✤ Minimoog benutzt viele Synthesetechniken
✤ Additive Synthese
✤ Subtraktive Synthese
✤ Frequenz Modulation Synthese
✤ wichtige Begriffe lernen
✤ LFO
✤ EG
Shopping Guide
Korg monotron 55 € Moog Werkstatt 239 €
Doepfer A-100 Mini 1149 €Minimoog
3599 €Moog System 55
$35,000
Messe in Berlin
https://www.superbooth.com/en/
Oszillator
VCO / Oszillator
Der VCO (Voltage Controller Oscillator) stellt den wichtigsten Baustein bei analogen Synthesizern dar; dies ist ein elektronischer Schwingkreis, dessen Tonfrequenz von einer Steuerspannung abhängig ist.
VCO5V
3V VCO
Oszillator
Emulation mit Max
Octave
Octaves
32’ 16 ‘ 8’ 4’ 2’ 1
220 Hz
440 Hz
880 Hz
1760 Hz110 Hz55 Hz
z.B.
Emulation mit Max
3x VCO / Oszillator
Freqshiftchromatisch
Emulation mit Max
Mischpult
OSC 1
OSC 2
OSC 3
Noise
Lautstärke
External In
NG - Noise Generator
In Analogie zur spektralen Energieverteilung bei weißem Licht spricht man von Weißem Rauschen, wenn in einem Klanggemisch alle hörbaren Frequenzen in etwa gleichen Anteilen auftreten. Um Farbiges Rauschen handelt es sich bei einer Störung dieser Frequenz-Gleichverteilung (wenn ein Frequenzbereich dominant ist). Neben der Kombination mit VCOs als Lieferant komplexer Audiosignale kann Rauschen auch als Modulationsquelle dienen. Auf diese Weise entstehen ungewöhnliche und interessante Klänge.
Emulation
Filter
VCF
Ein VCF (Voltage Controlled Filter) , ist ein elektronisches Filter, mit dem sich die Grenzfrequenz (engl. cutoff) mittels einer Steuerspannung variieren lässt.Die Grenzfrequenz ist Frequenz, bei der das Eingangssignal um einen Betrag von 3 dB im Pegel abgesenkt wird.
3dB
Grenzfreqeunz
VCF / Voltage Controlled Filter
Modus Schalter
Grenzfrequenz
Resonanz
plural
Hochpassfilter
Hochpass
Weißes Rauschen
Tiefpassfilter
Resonanz
Typisch für VCFs ist neben der Änderung der Klangfarbe durch die Grenzfrequenz auch die einstellbare Filter-Resonanz, diese entspricht technisch gesehen einer Rückkopplung im Bereich der Grenzfrequenz des Ausgangssignals (je nach Phasendrehung des Signals durch das Filter, abhängig von der Frequenz, kommt es zur Verstärkung oder Abschwächung des Signals).
Experiment mit Max
Subtraktive Synthese
Bei der subtraktiven Synthese erzeugt ein Oszillator (z. B. VCO) ein klangliches Rohmaterial, welches dann durch klangverändernde Module (Filter, Hüllkurven-Generatoren, usw.) nachbearbeitet wird. Der gewünschte Klang wird erzielt, indem aus dem meistens obertonreichen Spektrum des Oszillators die unerwünschten Frequenzanteile herausgefiltert oder abgesenkt werden (=Subtraktion)
Sub PhattySubtractive analog synth
EG- Envelope Generator
EG / Envelope Generator
✤ Envelope Generator ?
EG / Envelope Generator
Hüllkurvengeneratoren produzieren programmierbare Spannungsabläufe, die über den VCA zur Dynamikregelung im „mikroskopischen“ Bereich eines Klanges, aber auch zur klangfarbendynamischen Steuerung von Filtern (VCF) verwendet werden. Hüllkurvengeneratoren sind häufig als ADSR-Generatoren ausgeführt, dann lassen sich typischerweise vier unterschiedliche Parameter programmieren: Anschwellzeit (Attack-Time), Abklingzeit (Decay-Time), Dauerpegel (Sustain-Level) und Ausklingphase (Release-Time). Der ADSR-Generator wird z. B. beim Tastenanschlag gestartet. Der Name ADSR wird aus den Anfangsbuchstaben der Parameterbezeichnungen gebildet: Attack, Decay, Sustain, Release.
EG / Envelope Generator
VolumeFilter
EG / Envelope Generator
A - AttackD - DecayS - SustainR - Release
Minimoog Front Panel
Beschränkung von Mini-Moog
Modular
OSC1
EG2
FilterEG1
FilterOSC2
Das ist unmöglich mit Minimoog
Semi-Modular Synthesizer
Verbindung änderbar
Korg MS20 mini
Mini Moog Voyager XL
Digital Emulator
✤ Max / MSP
✤ PureData
✤ Reaktor
✤ Reason
Terminologien
✤ Synthesizer
✤ Moduler system
✤ VCO / Voltage Controlled Oscillator
✤ Sägezahn / Rechteck / Sinus / Dreieck
✤ VCF / Voltage Controlled Filter
✤ EG / Envelope Generator
✤ NG / Noise Generator
H.A.
✤ Leseaufgabe
✤ P. Cook, Real Sound Synthesis
✤ Kapitel 2 und 6