Harmonic Series - Instrumente simulieren

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Fluqz
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Hey, ich hab mir vor kurzem die Theorie hinter der harmonic series und additive synthesis eingepleut.
Das ganze hat mir eine Frage beantwortet, die mich schon lange geplagt hatte:
Wieso klingt ein Ton von zB einer Gitarre anders als der gleiche Ton auf dem Klavier. Der Grundton ist gleich,
aber der Klang komplett unterschiedlich. Es war klar, dass das mit dem Instrument zusammenhängt.
Holz, Klangkörpergröße, Saiten, allgemein die Materialien und beschaffung/aufbau des ganzen Instruments usw usw.
Da gibts einiges was da zusammenkommt und den Ton einzigartig macht.

Hier fällt der Groschen.

Alle harmonics die zB bei einer Gitarre entstehen, entstehen genau durch diese Faktoren, die ich oben zum Teil aufgezählt habe.
Wenn alle harmonics/overtones allerdings gemuted werden, bleibt der "reine Ton". D.h. alle instrumente ohne harmonics, klingen genau gleich.
Dieser reine Ton, der übrig bleibt, klingt 1:1 wie ein Oscillator. Und der Ton eines Oscillators mit zB einer sinus Welle, ist meines Wissens,
der reinste Ton den es gibt. Komplett ohne overtone.

Als ich das begriffen habe, ist mir aufgefallen, dass es ja einige Synthesizer gibt, die Instrumente immitieren. Man nehme einen Grundton und
füge verschieden Harmonics in verschiedenen lautstärken hinzu und siehe da. Es klingt fast wie ein echtes Instrument (mehr oder weniger)
In Ableton10 gibt es zB den Operator, dieser Synth kann bis zu 64 Oscillatoren gleichzeitig abspielen. Also Grundton und harmonics.
Durch spielerei lässt sich manchmal schon das eine oder andere Instrument ansatzweise simulieren.

Jetzt frage ich mich ob es eine art formel für soetwas gibt oder jemand vielleicht schon harmonics von verschieden instrumenten verglichen hat.
Wie finde ich heraus, was für Harmonics ein bestimmtes Instrument hat?
Wie unterscheiden sich die Harmonics von Instrument zu Instrument.

Korrigiert mich falls ich etwas falsch verstanden habe :)
 
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Der mathematische Hintergrund ist die Fourier-Analysis (J. Fourier, 1822), und du hast das schon alles richtig verstanden.

Die musikalische Anwendung, sowohl in der additiven Synthese als auch in der Resynthese, war eher kein grosser Erfolg. Das Hauptproblem ist wohl, dass die Obertonspektren von akustischen Musikinstrumenten eben nicht statisch sind, sondern sich über die Zeit verändern (in Amplitude und Phase). Diese zeitliche Veränderung muss man für jeden einzelnen Oberton definieren, was z. B. bei einem Kawai K5000 über Hüllkurven für jeden der 64 oder 128 Obertone möglich ist! Dadurch erhält man eine Unmenge von Parametern, und die subtraktive Synthese ist diesbezüglich eben viel effizienter, und wohl u. a. deshalb auch so populär.

Ich glaube jedoch, dass zumindest in der Resynthese noch Vieles möglich ist, wenn eine künstliche Intelligenz die Kontrolle über den zeitlichen Verlauf der Obertöne übernimmt.

Eine Sammlung von Obertonspektren von Orchesterinstrumenten ist z. B. das Sandell Harmonic Archive.

Grüsse,
synthos
 
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Resynthese akustischer Klänge war ja meines Erachtens auch einer der Hintergedanken hinter der Syntheseengine des Synclavier.

Und dann hat man dem Ding doch noch einen dicken fetten Sampler eingebaut. Food for thought...


Martman
 

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