Erneuerbare Tonerzeugung

[Emony von Arwed]

Renewable sound affairs ...

Seit 28 Jahren schon habe ich auf dem Herzen und im Kopf, ein praktisches Feature erhältlich zu machen.
Damit stünde dem allein (und natürlich auch dem nicht allein) unterhaltenden Musiker z. B. mit Gitarre und
Gesang das ideale Zubehör zur Verfügung, um

# seine Songdarbierungen um freihändig gespielte polyfone Instrumentalsoli bereichern zu können
# dabei die Instrumentaltöne und den Sound so live entfalten zu können wie die Gesangsstimme
# alle 12 Tonarten im indirekten und stets 64 Töne im direkten Zugriff zu haben
# alle denkbaren und undenkbaren Soundkategorien zur Verfügung zu haben
# seine ganz individuelle Soundgestaltung am PC programmieren zu können (on stage aber den PC nicht braucht ).

Dass das auch technisch realisierbar ist, sei nur am Rande erwähnt. Aber es scheint mental nicht realisierbar.
Nun suche ich in einem Forum zu erfahren, was denn zu einem solchen Instrumentarium so assoziiert wird.

Würde mich freuen, hier entsprechende Resonanzen wecken und aufschaukeln zu können ...

 

[Gast159625]

Geht nur mir das so oder verstehen andere auch nicht was hier gefragt wird ?

 

[snook]

Ich verstehe es auch nicht... aber bietet ein gutes keyboard mit sequencerfunktion das nicht mehr oder weniger alles?

 

[Emony von Arwed]

Okay, bisher rund 500 Hits und die 2 Reaktionen sagen mir, dass offensichtlich niemand darauf kommt:


Ein Sequenzer ist lediglich eine Playback-Maschine. Damit kann man keine Instrumentaltöne und auch keinen Sound live entfalten geschweige gar so wie die Gesangsstimme. Auch ist der mental längst realisiert - z. B. fehlt der ja in keinem "guten" Keyboard.


Das, worum es geht, gibt es noch nicht. Die technische Funktionshierarchie der marktgängigen Soundmodule und Keyboards kann die Bedingungen nicht erfüllen. Heißt, das erforderliche Soundmodul muss dieser Hierarchie entsagen und kommt deshalb für die zuständige Industrie nicht in Betracht. Daher die bisher 28 Jahre vergebliches Bemühen.


Dieses Soundmodul wäre die peripher beizustellende Tonerzeugung des eigentlichen Instrumentariums. Und da rätseln wir noch einen Schritt weiter:
Es gibt seit mehr als 100 Jahren ein kleines Musikinstrument, das noch heute etliche Musiker freihändig zur Gitarre spielen. Es gibt kein anderes Instrument, mit dem das überhaupt möglich ist.
Und genau das Ding will ich als vollelektronische Variante erhältlich machen, weil das klassische Vorbild für die Performance der Zwischensoli doch meistens nicht das wirklich geeignete ist.

 

[LeGato]

Wenn ich dich richtig verstanden habe, willst du also eine Art elektronische Mundharmonika basteln? Vielleicht liegen die 2 Antworten bei 500 Hits ja an deiner, nun ja, etwas verkomplizierten Fragestellung?

 

[Emony von Arwed]

Hi LeGato,


danke für die Klärung. Und richtig: elektronische Mundharmonika. Wobei es mir aber längst nicht mehr ums Basteln geht. Das ergab bereits 1987 ein Provisorium in Verquickung mit einer schon damals betagten monströsen Wersi-Orgel. Es war ein unwiderstehlich geiles Gefühl, mit jedem Hauch und mitten aus dem Bauch heraus den Sound eines elektronischen Tongenerators beherrschen zu können! Selbst Arpeggio-Effekte erzeugt man live und moduliert damit beliebige Solopassagen. Es gibt ein großes Spektrum ungeahnter Ausdrucksmöglichkeiten, wobei mithilfe der Elektronik ungleich mehr machbar ist als mit akustischen Tonerzeugern. Ein Keyboard versteht diese "Sprache" freilich auch nicht.


Allerdings bin ich hier den "komplizierten" Umweg deshalb gegangen, weil der einfache Weg der wahrhaft komplizierte ist. Sobald der Begriff 'Mundharmonika' im Raume steht, sperrt das die meisten Ohren zu, noch ehe überhaupt interessant werden kann, worum es tatsächlich geht. Als da wäre:


Immer genug Töne für ergiebiges Solieren im Direktzugriff haben (16 Kanzellen).
Auch den Chromat freihändig bedienen können.
Zu jedem Song mit dem passenden Sound und der richtigen Tonart solieren können.
Klare Akzentuierung der Töne - keine "Druck"-Verluste im Sound durch das freihändige Spielen.
So sei noch klar umrissen: Unbeschränkt repertoire-tauglich.
Und man muss nicht erst ein Mundharmonika-Virtuose sein, bevor man dieses Instrumentarium effektvoll einsetzen kann.


Dass die Töne nicht nur gespielt, sondern wirklich auch interpretiert werden können, ist ein zwangsläufiges Feature. Ohne dieses wäre das Mundharmonika spielen ja gar nicht erst jemals beherrschbar. Deshalb kann man auch - seit 1983 - kein handelsübliches Soundmodul verwenden.


'Emony' heißt das Instrumentarium und 'Arwed' ich.

Gruß von beiden ...

 

[The_Dark_Lord]

Das heißt du hast einen Breath-Controller in Mundharmonika-Form gebaut, nett.

Gibt's von Yamaha oder Akai (http://www.akaipro.com/ewi4000s) in "Flöten"-Form.



Sag uns doch noch zwei Dinge:

1) Gibt dein Gerät MIDI-Signale aus?
2) Was hat das mit "erneuerbarer Tonerzeugung" zu tun? Jede Tonerzeugung ist erneuerbar - ich kann meine Gitarrensaiten zupfen so oft ich will...

 

[Emony von Arwed]

Hallo The_Dark_Lord,


wenn du so willst, handelt es sich um 16 Breath-Controller. Aber eben nicht nur Breath. Und versuche mal, weiter zu denken. Mit handelsüblichen Wind-Controllern hat die Sache überhaupt nichts zu tun. Damit kann man keine elektronische Mundharmonika realisieren. Und würde man es (deine Frage 1) via Midi tun, würdest du 100 Jahre lang nicht einen Ton beherrschen können.



Warum das so ist, dazu kann ich hier nicht die nötige Textmenge einsetzen. Ansonsten sei wenigstens mal schon dieses Ungemach erwähnt:


Die Midi-Funktionshierarchie ist viel zu schmalbandig, viel zu langsam und diktiert auch noch die dynamischen Tonkonturen durch Hüllkurven-Generatoren. Die sind da absolut nicht gefragt. Das ist nur für Tasteninstrumente sinnvoll, weil man mit Tasten gespielte Töne sonst überhaupt nicht dynamisch beleben könnte. Und mit Tasten funktioniert das am angespielten Ton nur ein einziges Mal (Velocity), danach gibt es an ihm nichts mehr dynamisch zu bewegen. Aftertouch via Tasten ist Krücke und via Breath-Controller auch nur ein Krampf.


Zu deiner Frage 2) ist mit "erneuerbare Tonerzeugung" gemeint, dass da schon und längst viel mehr als bisher realisiert möglich ist.


Gruß
Arwed

 

[Telefunky]

imho hat die nicht-Existenz (am Markt) eines solchen Geräts ganz andere, triviale Gründe...
es überfordert 99% der potentiellen Kundschaft
ich kenne einen Bassisten, der oft in Duo Sessions live die komplette Rhythmus-Gruppe macht
er spielt gleichzeitig mit dem Fuss 2 Pedale für Kick und Snare-Drum
... und stösst dabei bereits bei relativ einfachen Sachen an echte Grenzen
Selbst das klassische Orgelpedal ist in diesem Kontext eine Rarität.
Wenn hier also von 'solieren' die Rede ist, noch dazu an einer Konstruktion, die so gut wie kein Feedback bietet, ist das noch mal eine ganz andere Hausnummer.
Man braucht es nicht, weil man es schlicht nicht 'kann' (bis auf seltene Ausnahmen)
Den einfacheren Bedarf deckt eben die simple Harmonica, auch im passenden Kontext...
Ich fänd's übrigens maximal albern, wenn jemand mit der Gitarre zB Baker Street vorträgt und dann das bekannte Sax Solo erklingt...

ansonsten natürlich viel Spass beim Schrauben

cheers, Tom
(stolzer Besitzer von Casio DH200 Sax und DG20 Midi Gitarre)

 

[rbur]

Sorry, mal abgesehen von Markttauglichkeit, technischer Realisierbarkeit und Spielbarkeit:
Was mich an deinen Beiträgen unwahrscheinlich stört, ist diese Geheimniskrämerei und Drumrumrederei. So wirst du keinen zur Mitarbeit oder zum sich damit Auseinandersetzen bewegen können. Zumindest mich nicht.
Warum linkst du nicht einfach das, was du schon hast?
www.homepagestart.de/userdaten/000149/58/download/emh-mwc-midi/emh-mwc-midi.pdf

 

[Telefunky]

der war gemein, rbur... ich würde so was unausgegorenes auch nicht verlinken wollen...
nimmt man den Inhalt für bare Münze, hätte die Signalverarbeitung der letzten 15 Jahre nicht stattgefunden...

erschrocken, Tom

 

[rbur]

Nachdem das der erste Treffer bei den naheliegendsten Stichworten war, hättet ihr das sicher auch ohne meine Hilfe gefunden ...

- - - Aktualisiert - - -

Den zweiten Link sucht ihr dann bitte selber

 

[Emony von Arwed]

So Leute, die da unter 'rbur' und 'telefunky' kommentieren:



Triviale Gründe sind vor allem mal, 99% der potenziellen Kundschaft damit zu überfordern, dass sie lediglich auf die bereits realisierten Dinge zugreifen können. Damit stößt selbst der "bekannte" Bassist bereits bei einfachen Sachen an echte Grenzen. Nicht wahr?



Aber jetzt erst mal Danke für den Spaß am Schrauben!



Euer toller Computer hat freilich schon vor 20 Jahren nicht mehr funktioniert, gell? Oder vielleicht hat es ihn einfach nur noch gar nicht gegeben? War da vielleicht die erneuerbare Rechnerleistung? Waren da vielleicht Tüftler am Werk, die vorhandene Möglichkeiten verbessert und neue Möglichkeiten erschlossen haben?


Ist das etwa zu hoch für Eure Spatzen-Hirne?



Wenn Ihr nicht in Zusammenhängen denken könnt, dann geht noch mal zurück in den Kindergarten.
Die "Geheimniskrämerei" hat durchaus einen wichtigen Sinn. Nämlich zuerst mal den Denkapparat einschalten! Denn sogar 15 Jahre bereits realisierte Signalverarbeitung haben vorher einen Denkapparat gebraucht. Und wenn Euch die fragliche Sache nicht interessiert, dann haltet Euch bitte gefälligst da raus.



Mit (noch) freundlichen Grüßen
Arwed

 

[Telefunky]

das ist durchaus ein Ton, der mir gefällt...
allein die Moderation hat etwas gegen allzu heftige Wortgefechte in dem Stil
(mit Spatzen-Denkapparaten eher vorsichtig operieren...)

das einfache zuerst: der Basser spielt Kick und Snare
(übrigens recht unkonventionell: die Snare wird über eine modifizierte HiHat Mechanik betätigt)
ich finde es völlig normal, dass er nicht 3 Dinge mit identischer Aufmerksamkeit (oder 'Perfektion') machen kann

die Anmerkung mit dem Computer vor 20 Jahren kann ich nicht richtig zuordnen...
Aber ich halte tatsächlich nicht allzu viel von den ganz modernen.
Weil ich weiss, dass Programmier-Intelligenz Rechenleistung immer noch schlägt.
Das war 1988 nicht anders als heute.
(im Klartext: eine Routine lässt sich ggf um den Faktor 10 optimieren, eine CPU auf 40 GHZ zu takten ist physikalisch unmöglich)
oder um ganz präzise zu sein: es geht hochfrequenzmässig nicht, wenn die Peripherie adaequat eingebunden werden soll

ich denke, dass ich ein durchau realistisches Weltbild habe, was sowohl PC Technik wie DSP Hardware angeht
bei mir stecken neben SHARC DSPs (Scope) auch ein paar von Motorola (Powercore) im Rechner
und ich weiss, zu was FPGAs fähig sind (siehe Fairlight/Altera Crystal Core)

und da kommst du daher (mit dieser PDF Abhandlung) und behauptest, das was dir vorschwebt wäre technisch nicht realisierbar...
(im Prinzip wegen zu engen Zeitgrenzen und mangelnder Rechenleistung)

ich will jetzt wirklich nicht spotten, aber da hast du offensichtlich einiges verpasst...
dein geplantes Instument hat gegenüber dem, was man mit passenden Methoden heute tatsächlich angeht nicht mal die Geschwindigkeit einer Schnecke.

Mit den Chips wie sie zB im Axe FX Gitarrenprozessor arbeiten, wertet man Radar- oder Ultraschalldaten aus
die man vorher digitalisiert hat...
ein Ultraschalltransducer (Medizin) arbeitet im Megahertz- nicht Kilohertz-Bereich wie bei Audio
mit solchen DSPs werden die Flugbahnen von Geschossen bei > 1000m/sec in Echtzeit korrigiert ('intelligent Ammunition')

das technische Arsenal steht auch dir zur Verfügung:
Analog Devices, Motorola, TI und Altera verkaufen jedem ihre Prototyping-Kits, ohne auf Rang und Namen zu schielen.

da du anscheinend ein Freund des direkten, offenen Wortes bist: mit dem PDF Aufsatz verschei**erst du Leute
was darin behauptet wird ist dein gescheiterter Denkansatz, bezogen auf die Technologie ist es schlicht die Unwahrheit.
darüber kann man durchaus sachlich reden
ich finde es schon gut, wenn jemand Ideen auch umsetzt
der Hinweis auf das Vermarktungsproblem betreffend menschlichem Multitasking ist durchaus freundlich gemeint.
Mir persönlich ist das herzlich egal... es ist deine Idee, dein deal etc...

cheers, Tom

 

[LeGato]

allein die Moderation hat etwas gegen allzu heftige Wortgefechte in dem Stil
(mit Spatzen-Denkapparaten eher vorsichtig operieren...)

Richtig! Gilt natürlich für alle Parteien hier... also schön entspannt weitermachen, gelle?

 

[Jabberwack]

Ich hab mir nicht alles durchgelesen bzw. verstanden (wie wohl viele hier). Aber über was genau willst du diskutieren? "Würde mich freuen, hier entsprechende Resonanzen wecken und aufschaukeln zu können ... ". Sorry, aber wenn du extra so übertrieben umständlich schreibst, dann frag ich mich, was du damit bezwecken willst. Es bringt halt einfach mal gar nix, wenn niemand dabei mitreden kann und nur ein paar Leute erahnen worauf du hinaus willst.

Wir sind Musiker und keine Professoren.

 

[Telefunky]

der Text soll (möglicherweise) durch Sprachstil und Wortwahl Kompetenz suggerieren
Er ist auch in seinem Ansatz inhaltlich korrekt - nur eben an einem Punkt X in der Vergangenheit stehengeblieben.
Für einen Commodore 64 mag das eine anspruchsvolle Aufgabe sein, für aktuelle Microcontroller eher nicht.
Mit 'nur' 127 Midi Werten lassen sich durchaus 'glatte' Sound-Verläufe erzeugen...
Dazu steuert man die Tonerzeugung nicht mit den absoluten Werten 0-127 sondern setzt diese als Stützpunkt einer Funktion ein.
Wird in unzähligen virtuellen Instrumenten vorgemacht.

cheers, Tom

 

[sir stony]

Einen Punkt, so wie ich ihn verstanden habe, finde ich in Arweds Ausführungen schon interessant: Ein Wind Controller misst m.W.n. nur die Strömungsgeschwindigkeit. In der Variante als "Instrument" kommt dann noch die Tonhöhe dazu. Ich kann nachvollziehen wenn das der Mundharmonika nicht ganz gerecht wird, mir fällt aber nicht viel dazu ein wie diese zusätzlichen klangformenden Parameter freihändig zu erreichen sein sollen, außer z.B. durch ein Expressionpedal, mit dem man dem Klangerzeuger z.B. die Öffnung des Cuppings vorgibt. Das ginge also auch mit vorhandenen Möglichkeiten, braucht man nur einen Klangerzeuger, der diese Varianten auch anbietet. Ich denke da an einen Formantfilter oder so.
Für das realistische Spiel ist natürlich der Ansatz mit einem Strömungssensor pro Luftkanal richtig. Anstatt hier über eine feste Hüllkurve den Ton zu steuern sollte das ebenfalls dynamisch von der Strömungsgeschwindigkeit abhängen, da sehe ich keinerlei Probleme. Für die dynamischere Ansprache wäre dann aber eher ein Synth statt einem Sampler das Mittel der Wahl.
Dass MIDI dafür zu langsam sein soll stelle ich in Frage. Man hat es doch nur mit maximal 3 Noten und 3+1 Controllern gleichzeitig zu tun. Wenn über die Midileitung nichts anderes mehr läuft sollte das wirklich kein Problem sein. Notfalls müsste man eben die Datendichte etwas reduzieren. Die Verfügbarkeit anderer Tonarten/Stimmungen oder die Verschiebung des gespielten Notenbereichs sind einfache Umschaltvorgänge, die man auch per Fußschalter kontrollieren kann. Das müsste dann aber wohl mit einem SysEx String tun, und vermutlich kommen dafür nicht alle beliebigen Klangerzeuger in Frage.

Edit: Vielleicht wäre das ganze Konzept etwas für Roland? Ich meine, die haben sich schon mit der V-Quetsche in solche Bereiche vorgewagt, warum also nicht auch dies hier?

 

[Telefunky]

ein Windcontroller misst letztlich nur den Druckunterschied, den der erhöhte Luftstrom erzeugt.
Bei den 'besseren' von Yamaha und Akai kommt dann noch ein Sensor für den Lippendruck hinzu.

wertet man dazu die Geschwindigkeit des Druckanstiegs aus, lässt sich diese dem Anschlag (velocity) zuordnen.
Was zB bei dem erwähnten Casio so umgesetzt ist.
Statt dem Midi Breath CC wird dort Channel Aftertouch für den gehaltenen Druck eingesetzt.
Dh die Hupe erzeugt die Tonhöhe über einen Schalter unter der Klappe, Lautstärke über Anblasintensität und 'Ausdruck' als Aftertouch.
(vermutlich ein Schachzug weil damals viele Soundprogramme Filter oder ähnliches über Aftertouch steuerten)

Man kann relativ problemlos 1 Midi-Controller verschiedenen Zielen mit unterschiedlicher Intensität zuweisen.
Damit lässt sich sogar eine solch triviale Konstruktion erstaunlich ausdrucksstark spielen.

Ein DH100/200 sieht zwar aus wie zum Kindergeburtstag, ist aber tatsächlich erstaunlich leistungsfähig.
Es 'eicht' sich übrigens beim Einschalten automatisch auf den aktuellen Luftdruck.
Und lässt sich foppen, indem man beim Einschalten dran saugt
In der Praxis taucht übrigens ein 'Problem' auf, das softwaretechnisch gern übersehen wird: wohin mit der Restfeuchte der Atemluft ?

Heute würde man die Aufnahme-Sensorik wohl anders gestalten, aber grundsätzlich ist es kein Problem das in 16 Kanälen auszuführen.
Auf dem iphone gibt's eine (angeblich) recht realistische Ocarina-Umsetzung, bei der schlicht das interne Mikro angeblasen wird.
Solche Kleinstmikrofone kann man aber nicht nur im Sinn eines Schallwandlers auswerten... etc etc
das ist alles keine Raketenwissenschaft... insofern würden es Firmen wie Roland wohl anbieten, wenn es einen Markt dafür gäbe.

cheers, Tom

zur Klarstellung: ich will die Idee gar nicht madig machen
Nur finde ich in der Darstellung derselben Bedingungen genannt, die einfach nicht zutreffen.
Auch was die angepeilte Synthese angeht - da werden verfügbare Dinge als nicht existent erklärt.
Ich hatte jedenfalls nie einen Mangel an Möglichkeiten, als ich das Casio (häufiger) benutzt habe

 

[Emony von Arwed]

Hi sir stony ... klasse!
​

So weit bestens verstanden und hervorragend dargestellt! Doch was die freihändige Expression anbelangt: Die klangformenden Parameter können und sollen direkt aus dem Digitalwert jeder Luftstrom-Hüllkurve bezogen werden. Wie sich das auf einen jeweiligen Sound in seinem gesamten Dynamikspektrum am besten auswirkt, soll für jeden Sound frei programmiert werden können. Und noch dieser Hinweis: wie von Tom bereits erwähnt, misst die Sensorik nicht die Geschwindigkeit des Luftstroms, sondern den Staudruck, den der erzeugt.​

Dass MIDI dafür zu langsam sein soll stelle ich in Frage. Man hat es doch nur mit maximal 3 Noten und 3+1 Controllern gleichzeitig zu tun. ​

Ok. resümieren wir mal faktisch, ob ich mich damals etwa verrechnet habe.​

Spiele ich binnen 10 Sekunden eine flotte Abfolge von 20 Tönen, dann "erwische" ich dabei bis zu 60 Einzeltöne. Die werden angesprochen und müssen mitwirken, andernfalls ich den jeweiligen Hauptton der Abfolge nicht "rechtzeitig finde". Volltreffer auf eng benachbarten Blaslöchern ist nämlich fast normalerweise nicht ..., da muss man sich direkt sozusagen am "akustischen Feedback" orientieren.
​

Nun passen in diese 10 Sekunden 31250 Bytes. Jeder Ton verwendet mindestens 3 Bytes (Status, Note, Pressure).​

Für die 60 Töne müssen also mindestens 180 Bytes fließen. Machen wir daraus 6 Töne und 18 Bytes pro Sekunde. Die benötigen 5,76 Millisekunden Übertragungszeit. Wie viel Arbeitszeit die danach zusätzlich benötigen, weiß ich nicht. Jetzt stelle ich mir vor, dass ich binnen der 10 Sekunden mehr als nur eine Pressure-Variable pro Ton erzeuge. Das steigert entsprechend die Datenflut.​

Ich fürchte mal 15 …max. 20 Ms Übertragungszeit (von einer Sekunde) und gestehe nun, das dann doch nicht ganz so beängstigend zu finden.​

Aber ich will mehr ...​

Bedientechnisch: Einiges, aber das wäre erst sekundär zu erwähnen ...​

Und ich will noch mehr:​

Wenn ich schon Töne mit lebender Dynamik erzeugen muss, dann sollen die auch mächtig "die Sau rauslassen" können. Als Basis dafür stelle ich mir vor ...
​

Einen Synthesizer, der diese "Sprache" versteht. Die Schnittstelle zu ihm könnte (sicher u. a.) so arbeiten:​

Jeder Ton wird von einem 16 Bit Digitalwort adressiert und bedient. Darin enthalten sind 12 Bit für die Hüllkurve, wobei 1 Bit unterscheidet, ob die (11 Bit-) Hüllkurve einen geblasenen oder einen gezogenen Ton anspricht. Damit steht auch das 1. Bit für die Tonauswahl, die übrigen 4 vervollständigen diese für 32 Töne. Die darüber hinaus noch fehlenden 32 werden ergänzt durch den 1-Bit-Chromat. Wahrscheinlich sind überdies noch ein paar zusätzliche Bits erforderlich, die die jeweilige Nachrichtensequenz 'als vollständig eingetroffen' signalisieren und dabei deren Auslesung triggern.
​

Ich favorisiere Hüllkurven mit relativ hoher Digitalauflösung, weil ich dort Schwellwerte setzen können will, die diverse Effekte einbeziehen, die ihrerseits nach obenhin noch genug feinstufig nuancierbaren Spielraum finden sollen (z. B. Filter). Irgendwo mit dem oberen Drittel der Hüllkurve will ich noch feinstufige Bendings erzeugen können.
​

Das alles mag nach hohen Ansprüchen klingen, aber was spricht dagegen, die zu stellen?​

Edit: Vielleicht wäre das ganze Konzept etwas für Roland? Ich meine, die haben sich schon mit der V-Quetsche in solche Bereiche vorgewagt, warum also nicht auch dies hier? ​

Die V-Quetsche ist ein Tasteninstrument und verwendet die Balg-Funktion zur monofonen Expression der polyfonen Tonerzeugung. Das Mundharmonika spielen ist nur mit polyfoner Expression beherrschbar. Diesen Anspruch müsste dann Roland auch beherrschen wollen ...​

Gruß​

Arwed​