Vintage Keys Digital: Sampling vs. Modeling

[Tolayon]

Die Frage, ob penibel genau gesampelte Klänge des Originals oder eine komplette virtuelle Nachbildung desselbigen authentischer sind, artet nicht selten in einen religiös anmutenden Grabenkampf aus. Es kommt dabei auch ganz auf das zu immitierende Original an, wenn dieses eine geradezu enorme Klangbreite zur Verfügung stellt, kommt man unter Umständen auch mit Gigabytes an Speicherplatz nicht aus und man kommt um mindestens eine hybride Lösung mit Physical-Modeling-Ansätzen nicht herum.

Wenn es um die reine Sample-Wiedergabe geht, hatte gerade Korg schon ziemlich früh den Ruf, in seinen Romplern eine gute Auswahl an E-Pianos und -Orgeln zur Verfügung zu stellen.
Nun bin ich alles andere als ein Vintage-Experte und Purist, aber ich kann aus meiner persönlichen Sicht nur sagen: Was der Korg M3 in dem Bereich so bietet klingt einfach nur gut, sieht man mal von der unzureichenden Qualität des zuschaltbaren Leslie-Effekts ab (aber der ist auf digitaler Ebene ohnehin kaum akzeptabel zu reproduzieren).
Sound-Spezialisten wie Stage-Pianos bieten zumindest in höheren Preisklassen noch bessere Qualität an, da der Rom-Speicher nicht wie bei Workstations auch noch ein komplettes Orchester samt zig Synth- und Drum-Samples beherbergen muss.

Soweit das Vorgeplänkel; ich werde nun der im Titel stehende Frage anhand der verschiedenen Instrumentengattungen nachgehen:

E-Pianos
Hier scheint Sampling in allen Variationen nach wie vor das Maß aller Dinge zu sein, vor allem wenn man wie beim akustischen Bruder auf mehrere Dynamikstufen setzt. Man mag vielleicht glauben, dass aufgrund des elektrischen Charakters von Rhodes und Co. eine modellierte Variante leichter akzeptiert werden könnte, doch gerade frühe Ansätze (Korg Z1) oder aktuelle Billig-Alternativen werden als zu lasch und digital-synthetisch empfunden.
Nichtsdestotrotz hat Waldorf mit dem Zarenbourg ein Stage-Piano auf den Markt gebracht, dessen physikalische Rhodes- und Wurlitzer-Modelle überraschend gut klingen. Da ich aber wie gesagt kein Vintage-Crack bin, wage ich mich nicht zur Authentizität dieses Ansatzes zu äußern; letzten Endes kommt es auch immer auf den persönlichen Geschmack an.

Angesichts seines 30-jährigen Bestehens kann man wohl auch das DX-7-Piano in die Rubrik "Vintage" einordnen. Hier lautet die Wahl der Wiedergabe: Sampling oder 6-Operatoren-FM-Synthese. Auch hier setzt der Zarenbourg auf letzteres, was ihn im Prinzip auch zu einem vollwertigen FM-Synthesizer macht.

Electric Grand
Zumindest bei Workstations sind elektrische Flügel wie der Yamaha CP-70/ 80 nach wie vor ein Stiefkind: Trotz immer größer werdender Gesamtspeicher muss man sich oft mit gerade mal einer Dynamik-Stufe zufriedengeben, viele preiswertere Digital-Pianos verzichten sogar komplett auf diesen Sound.
Doch gerade hier sind höherwertige Stage-Pianos gewaltig am Aufholen, wobei Sampling mit unterschiedlichen Dynamikstufen auch hier nach wie vor die erste Wahl darstellt.
Denkbar wäre natürlich auch ein physikalisches Modell, etwa als Derivat bereits vorhandener Varianten.

Clavinets
Zu dieser Instrumentengattung habe ich den geringsten Bezug; von daher kann ich nur sagen, dass die Wahl zwischen Sampling und Modeling wohl vor allem vom persönlichen Geschmack abhängt. Gerade Clavinets werden auch gerne mal mit FM-Synthesizern oder auf der Basis analoger Pulswellen nachgebaut, aber diese Varianten können allenfalls als Ergänzung zum Original gesehen werden.


Orgeln
Für viele das Thema schlechthin und auch ein Beweis für die Endlichkeit Sample-basierter Synthese, zumindest wenn es um die Nachbildung der legendären Hammond geht. Die wichtigsten Drawbar-Einstellungen gibt es zwar fertig in diversen Romplern, aber wer alles aus den Zugriegeln herausholen will, kommt zumindest um einen Ansatz von Physical Modeling nicht herum. Doch man sollte nicht so naiv sein und sich denken, dass es man es hier nur mit der Addition reiner Sinuswellen zu tun habe. Analoge Sinusse, sowohl elektromechanischer als auch elektronischer Herkunft sind nämlich alles andere als rein, und gerade in der Hammond gibt es ein recht komplexes Zusammenspiel der verschiedenen Tonräder und anderer internen Komponenten.
Dennoch sind gut programmierte Modelle samplebasierten Lösungen immer vorzuziehen, wenn man Hammond-Sounds wirklich spielen und nicht nur fertige Presets wiedergeben will.

Anders sieht es bei den transistorbasierten "Schweineorgeln" vom Typ Vox oder Farfisa aus. Hier kann Sampling in der Tat ausreichend sein, auch wenn Hersteller wie Clavia auch bei diesen Versionen offenbar auf physikalische Modelle setzt.


Mellotron
Wenn man sich schon mit Vintage-Keys befasst, dann darf dieser altehrwürdige, Tonband-basierte Proto-Sampleplayer nicht fehlen. Naturgemäß wird zu seiner Abbildung fast immer zu Sampling gegriffen, wobei die anfallende Datenmenge, wenn man wirklich die gesamte Original-Länge jedes einzelnen Tonbands aufnehmen will, doch ziemlich beachtlich ist. Von daher gibt es die volle Qualität auch nur aus speziellen, exklusiv auf die Mellotron-Nachahmung getrimmten Sample-Playern wie dem Memotron.

Allerdings kann man das Klangverhalten eines Mellotrons auch ein Stück weit "modellieren", so dass beliebige Samples als Ausgangsbasis verwendet und mit einem gewissen Vintage-Flair wiedergegeben werden können. Hauptsächlich handelt es sich hierbei um entsprechende Einstellungen bei Filtern/ EQs, Tonhöhen-LFOs und Hüllkurven. Auch die Anschlagdynamik sollte sich bestenfalls geringfügig auf die Lautstärke auswirken.
Es lohnt sich auf jeden Fall, bei der Workstation seiner Wahl einen genaueren Blick auf die Presets zu werfen, welche die Zusatzbezeichnung "Mellow" oder "Tron" im Namen tragen. Nicht immer müssen dort Original-Samples im Spiel sein, auch wenn diese heutzutage stets im Rom-Speicher (gekürzt und geloopt) zu finden sind.


Nach diesen längerwierigen Ausführungen geht nun meine Frage an euch:
Welche Verfahrensweise haltet ihr für die Instrumente, bei denen sich eine Entscheidung nicht eindeutig fällen lässt, jeweils am besten, um dem Original möglichst nahezukommen?

 

[Martman]

E-Piano: Modeling. Ist bei elektromagnetischen Instrumenten noch nicht mal schwierig, wenn man sich Mühe gibt, und es erspart einem die fette Sample-Library, mit der man das klangliche Umkippen bei härteren Anschlägen smooth und realistisch (im Gegensatz zum Überblenden von Velocity Layers oder irgendwelchen Tiefpaßfiltereien) hinkriegen muß. Ein gutes Modeling-Rhodes unterscheidet sich von einem echten Rhodes Mk II wie ein echtes Rhodes Mk II von einem anderen echten Rhodes Mk II. Dieselbe Diskussion wie seinerzeit mit Minimoog und TB-303. Amps und Mikros dazu kann man heute ohne weiteres falten.

Electric Grand, Clavinet: Könnte man auch modeln. Wie beim E-Piano böte sich eventuell ein "Sample" des originalen Anschlags als Erreger an.

Hammond: Wird im Grunde nur noch gemodelt, außer man hat einen reinen Rompler unter der Hand. Native Instruments hat vorgemacht, was mit Modeling geht, als sie sogar den technischen Zustand der Orgel nachmodellierten von fabrikwarm bis komplett runtergerokkt. Und Leslie-Simulationen sind doch mittlerweile keine große Hürde mehr - selbst wenn, Ventilator und gut. Hier hat Modeling übrigens gegenüber Sampling einen charmanten Vorteil: Man kann die Positionen der Tonewheels zueinander wie bei einer echten B3 "sperren". Eine Sample-B3 klingt, als wenn jeder Tastendruck eine andere Orgel anschmeißt. Und mal ehrlich, wieviel Sample-B3s können das Folding in den oberen Oktaven originalgetreu nachahmen?

Transistororgeln: Physical Modeling geht schon lange auch mit Elektronik - es gibt ganze Analogsynthesizer als physikalische Modelle bis runter zum letzten Kondensator. Vor allem ist das immer noch beherrschbarer, als wenn man jetzt, sagen wir, eine Trompete modeln wollte (geschweige denn ein Saxophon), auch weil man genau nach Plan bauen kann. Warum also nicht mal eine Transistororgel damit nachbauen? Oktavteilergeschichten kann man ja ohnehin nur so überzeugend bauen. Klassische VA-Synths sind auf die Nachbildung von analogen Polysynths ausgelegt, wo jede Stimme eine an sich vollkommen autarke Voicecard hat, und Samples klingen da eh nicht sehr lebendig, spätestens beim polyphonen Spiel und Stringensemble-Sounds. Wenn man das erstmal aufgezogen hat, sollte man orgelmäßig aus dem Vollen schöpfen. Warum immer nur Farfisa Compact und Vox Continental mit den immer gleichen Surf-, Mod- und Psych-Sounds? Wenn man eh Schaltungen modeln kann, kann man mit demselben Besteck auch mal eine Philicorda bauen. Oder eine Vox Jaguar. Oder die String-Sektion einer Eminent (gibt's sogar schon). Oder eine The-Who-Lowrey. Oder eine Wersi Galaxis à la Franz (die meisten Weltraumwersis wurden ja eh vom Käufer zusammengelötet, ist also nicht unbedingt schwierig, an Pläne zu kommen).

Mellotron: Ganz klar - Samples. Und zwar von jedem Rahmen jedes Band einzeln als 8-Sekunden-Monosample. Keine Loops, kein Pitchen. Wo das Band beim Original-Mellotron zu Ende ist, sollte es auch beim Sample zu Ende sein. Eine 20-Sekunden-Mellotron-Fläche ist wie ein Minimoog-Akkord oder eine anschlagdynamisch gespielte B3. Außerdem eiert und kratzt und klangändert es so genau wie beim Original. 24 Bit kann man gerne machen, aber der begrenzte Frequenzgang der Mellotron-Bänder führt Sampleraten über 48 kHz ad absurdum, und mono sind die Kisten auch, also halten sich die Speichermengen in Grenzen. Meine 22 Jahre alte Kurzweil K2000 könnte so ein Sampletron in 16 Bit laden und abfahren und hätte immer noch Sample-RAM frei.


Martman

 

[Boogie_Blaster]

Die Frage, ob penibel genau gesampelte Klänge des Originals oder eine komplette virtuelle Nachbildung desselbigen authentischer sind, artet nicht selten in einen religiös anmutenden Grabenkampf aus.

Nichts anderes wird vermutlich in diesem Thread stehen, wenn er erst mal bevölkert ist
Je nach Prioritäten, Anforderungen, Geschmack und angenommenem Stand der Technik (heute? in 10 Jahren? im Jahr 2100?) wird die Frage unterschiedlich zu beantworten sein.
Auf geht's:

E-Piano: Modeling. Ist bei elektromagnetischen Instrumenten noch nicht mal schwierig, wenn man sich Mühe gibt, und es erspart einem die fette Sample-Library, mit der man das klangliche Umkippen bei härteren Anschlägen smooth und realistisch (im Gegensatz zum Überblenden von Velocity Layers oder irgendwelchen Tiefpaßfiltereien) hinkriegen muß. Ein gutes Modeling-Rhodes unterscheidet sich von einem echten Rhodes Mk II wie ein echtes Rhodes Mk II von einem anderen echten Rhodes Mk II.

Aber von welchem "guten Modeling-Rhodes" reden wir denn hier? Existiert es real in Form eines Produkts: ich kenne noch keines, das dieser Behauptung gerecht wird. Oder ist es einfach eine prophetisches Mutmaßung, wie es in Zukunft einmal sein wird? Nun, in einer zukünftigen, idealen Welt wäre demnach jede Vintage-Emulation am besten über ein geeignetes, entsprechend detailliertes Modell zu lösen - selbstverständlich mit Ausnahme der Emultion eines reinen Sample-Klangerzeugers wie Mellotron, Fairlight, Emulator .

Die Realität sieht auf absehbare Zeit anders aus: Modelle von E-Piano und auch Klavier sind erstaunlich weit entwickelt und haben die bekannten, unbestrittenen Vorteile: stufenloses Dynamikverhalten, Modifizierbarkeit, Interaktion von Komponenten.
Dem gegenüber steht m.E. nach wie vor Nachholbedarf in einem Bereich, der über ein allgemeines Modell nur schwer in den Griff zu bekommen ist:

Die feinen Unterschiede und Ungenauigkeiten.

Anders als beim Synthesizer, der eine überschaubare Anzahl von getrennten Tonerzeugungseinheiten hat: meist 1-16 Stimmen, eher weniger. Die verhalten sich recht vorhersehbar identisch, im Rahmen der Bauteileschwankungen und Kallibrierungunterschiede natürlich.
Beim Klavier und Rhodes hingegen stellt jede einzelne Taste ein individuelles "Instrument" mit eigener Persönlichkeit dar, das selten zu allen restlichen Tönen identisch Intoniert ist.
Wir nehmen ein gut gewartetes Instrument zwar als "stimmig" und "einheitlich" wahr, aber feine Unterschiede, Schwebungen, Variationen im Anschlagsgeräusch, zusätzliche Nebengeräusche gibt es immer. Bei meinem echten 1973er Rhodes gibt es zwischen den einzelnen Tasten so viele subtile Unterschiede - da schnarrt hier mal was, dort plockt ein Anschlag etwas anders als der andere, je nach Ausleierungsgrad des Schraubenlochs im Holz hat der "Bell"-Anteil des Klangstabs unterschiedlich viel Sustain. Die Pickup-Settings variieren auch bei penibelster Einstellung, bei einzelnen Tines kündigt sich gar das baldige Ableben in Form einer eiernden, assymetrischen Schwingung an. In diesem Video vom NeoSoul-Rhodes wird sehr schön demonstriert, welche Kleinigkeiten beim Rhodes mitschwingen und zum Gesamtklang beitragen.

Kann man sicherlich alles modeln - theoretisch.
In der Praxis wäre das aber extrem aufwändig nur auf Basis eines Rechenmodells, oder besser: vieler individueller Modelle zu lösen.
Und hier sind die ganzen Lounge Lizards, VPianos, Pianoteqs & Co im Hintertreffen: man hört - bei allem Detailsreichtum, den das Modell abbildet - m.E. allzusehr raus, daß jeder einzelne Ton der selben, idealisierten, cleanen Rechenvorschrift gehorcht. SO und nicht anders klingt der Transient, SO ändert er sich über die Velocity, SO resoniert das ganze, SO schweben einzelne Saiten oder Tines zueinander. Wahnsinnig dynamisch, unter Berücksichtigung unglaublich vieler Details, aber doch irgendwie gleich und vorhersehbar.



Genau hier sehe ich im Sampling den gigantischen Vorteil: Das Audio-"Fotografieren" realer Töne des realen Instruments fängt all diese Variationen, das ganze Chaos, die feinen, unauffälligen Ungenaugkeiten mit ein, sie müssen nicht umständlich (und häufig unbefriedigend) simuliert werden.
Die dazu nötige Technik ist vorhanden, Speicherplatz zunehmend vernachlässigbar, erprobt und leicht beherrschbar.

Samples versagen da, wo es keine reproduzierbaren, linearen Vorgänge "abzufotografieren" gibt, weil permanent irgendwas mit etwas anderem interagiert. Die Hammond ist das Paradebeispiel: hier passieren schon auf unterster Tonerzeugungsebene viele Dinge in Abhängigkeit voneinander: dynamischer Keyclick, monophone Percussion, harmonic foldback, der "Kompressionseffekt" dadurch, daß jede Tonhöhe nur einfach vorhanden ist und dadurch nicht mehrfach überlagert werden darf. Darüber schichtet sich Orgel-intern das Scannervibrato sowie extern das Overdrive und schliesslich der Dopplereffekt des Leslies - es ist unmöglich, alle resultierenden Zustände in eine Reihe "Audio-Fotos" zu bannen und mit einem Sampletonerzeuger wieder zu "animieren".

Anders jedoch bei nur-anschlagdynamischen Instrumenten wie dem Klavier (hier gibt es als interaktiven Faktor lediglich die Resonanzen in Resonanzboden und ungedämpften Saiten), noch einfacher beim Rhodes (fast keine Resonanzphänomene) und ganz einfach z.B. bei einer Transistororgel, bei der im grossen und ganzen jeder Toneinsatz gleich klingt.
Bei diesen Beispielen kommt man mit einer angemessenen Zahl von Velocitystufen und Alternativsamples schon sehr nah ans ideale Resultat.



Unterm Strich läuft es in den meisten Fällen wohl darauf hinaus, daß eine Kombination der Stärken von Modeling und Samples die beste bzw. realistischste Lösung bietet: auf eine aufwändig gesampelte Basis (Vorteil: Authenzität auch im Detail, einfaches Einfangen eines individuellen Instrumentencharakters) wird durch modellierte Anteile ergänzt, die das Sample in den nicht-sampelbaren Bereichen unterstützt - also vor allem bei Resonanzphänomenen.

Je nach Instrumententyp unterscheidet sich der Anteil von beidem; bei einem Rhodes oder Clavinet bietet es sich an - viele Bereiche über Samples zu lösen - Einzeltöne und Nebengeräusche aller Art lassen sich gut und variantenreich "fotografieren" - bei einer Hammond wiederum beschränkt sich der sampelbare Anteil auf ein einzelnes Tonrad und Keyclickvarianten, alles weitere ist nur über Simulation zu lösen.



Wie so häufig kann man also resumieren: "Kommt drauf an..."

 

[.Jens]

Sehr schön gesagt.

Der entscheidende Durchbruch kommt wahrscheinlich erst noch, und dann dort, wo man (wir hier?) es am wenigsten erwarten.

Im Moment ist es ja so, dass PM am ehesten dort zum Einsatz kommt, wo die Modelle bekannt, in beherrschbarer Zeit lösbar und (vermeintlich) gut implementiert sind.
Die einfachste Mathematik haben nunmal Saiten oder Stäbe, insbesondere dann, wenn sie einigermaßen definiert (nur ein Freiheitsgrad) angeschlagen werden: voila, gemodeltes Clavinet / Klavier etc. Klingt trotzdem vielfach weniger überzeugend als Samples.

erfolgreich sind eher die Instrumente, wie Boogie schon schrieb, wo das samplen nicht alles erfassen kann, weil es viel Interaktion gibt (Orgeln, VA,...)

Deswegen glaube ich, dass die wirklich positiven Überraschungen eher in gelungenen Modeling-Instrumenten für Dinge wie Streicher, Bläser, etc. - also Dinge mit vielfältigen Artikulationsmöglichkeiten - zu finden sein werden, sobald Hard- und Software das hergeben...