Wie werden Synthi Töne erzeugt?

[Mercury]

Hallo!
Ich kenne Synthis bisher nur aus Reason.
Ist es bei den Keyboardsynths auch so, das man verschiedene Presets hat die man ändern kann, oder erstellt man seinen Sound "allein aus einer leeren Welle"?
Oder haben Synthis auch Sounds wie normale Keyboards die man dan ändern kann?

Grüße
Brian

 

[slaytalix]

Es gibt wohl diverse Klangerzeugungen wie Wellenfeldsynthese, FM Frequenzmodulationen oder eben auch analoge Wellenformen wie Sinus-, Dreiecks- Rechteckwellen.

 

[bluebox]

Um das noch etwas zu präzisieren.
Du findest heute von reinen Preset-Geräten bis 100 % "schraubkisten" alle möglichen Mischformen und Kombinationen. Wobei meiner Erfahrung nach die wenigsten ihre Sounds "aus der Welle heraus" produzieren. Die meisten nehmen ein Preset und ändern dieses entsprechend ab. Etwas weiter geht die Herstellung von Sounds aus "Grundsamples" und deren Nachbearbeitung. Je nach Ausstattung sind pro Synthie eine oder mehrere Synthese-Formen an Board.

Micha

 

[trauty]

Es gibt verschiedene Arten der Klangerzeugung. Hier die zwei wichtigsten:
- Klangerzeugung durch Samples:
Hierbei werden die einzelnen Töne verschiedener Instrumente aufgenommen (Sampling) und direkt das Sample wieder abgespielt. Natürlich lassen sich bei den -> Samplern entsprechende Loops, sowie Start- und Stopppunkte für das Abspielen festlegen. Auch eine Nachbearbeitung des Klanges durch verschiedene ist meist möglich.
- FM-Synthese:
Eine ausführliche Beschreibung findet sich unter http://de.wikipedia.org/wiki/FM-Synthese

Desweiteren gibt es natürliche beliebige Mischungen aus diesen beiden wichtigsten Klangererzeugungsmethoden, die in den guten Geräten auch angewandt wird.

 

[Distance]

also sampling und FM-synthese als die zwei wichtigsten klangerzeugungsmethoden darzustellen finde ich falsch.

samplebasierende synthese ist natürlich eine wichtige möglichkeit, aber die andere wäre die -ja, wie sagt man das?- meinetwegen mathematische synthese (gibts dafür nen fachbegriff?)...
d.h. einmal werden samples vorgegeben und dann in den eigenlichen synthese-ablauf eingegeben und im andern fall wird das ausgangssignal mathematisch errechnet...

die von dir genannte FM-Synthese ist sicherlich ein beispiel für die mathematische klangerzeugung, aber eben auch nicht mehr. genausogut kann man die analoge klangerzeugung mit einem ganz normalen oszillator als mathematisch ansehen...

dazu kommt dann noch, dass jede syntheseform einen etwas anderen aufbau dessen hat, was NACH der produktion des ausgangssignals (egal auf welche der beiden weisen) kommt

 

[trauty]

Also gut, schreiben wir der Vollständigkeit halber noch diverse andere elektronische Klangerzeugungsverfahren hinzu:
-Analoge Synths:
Die meisten derer waren monophon, da für jede Stimme ein extra Oszillator benötigt wurde.
Der Klang wurde hier nach der additiven bzw. subtraktiven Klangsynthese geformt, d.h. bei der additiven Synthese wurden soweit einzelne Stimmen hinzugemischt, bis der Sound stand. Bei der subtraktiven Synthese wurde mit Filtern der Klang beschnitten, bis man das gewünschte Ergebnis hat (z.B: Novation - Bass Station funktioniert rein nach diesem Prinzip).
Je nach Art der Wellenformen (Sinus, Dreieck, Sägezahn oder andere Exoten) konnten mit diesen beiden Verfahren ziemlich vielfältige Klänge erzeugt werden.
- Die nächsten zwei Verfahren sind oben erläutert
- Physical Modelling (das was DiStAnCe meint)
Dabei wird versucht, die akustische Umgebung in einem Instrument mithilfe mathematischer Funktionen nachzubilden (bspw. der Klangkörper einer Flöte). Dies ist allerdings mit sehr viel Rechenaufwand verbunden, wenn man bedenkt, wieviele Schwingungsmodi zum Beispiel der Klangkörper eines Flügels aufweist und gelang daher erst nach Einführung entsprechend schneller Prozessoren.

 

[Distance]

das was DiStAnCe meint

tut er nicht. er meint sämtliche prozesse, bei denen kein sample, sondern berechnung zum einsatz kommt, dazu gehört auch die analoge (subtraktive, additive) synthese. natürlich AUCH das physical modelling, aber eben auch nicht nur.

 

[trauty]

Naja, wenn der Herr meint, er weiß alles so viel besser, warum stellt er sich dann nicht hin und versucht mal gegliedert und mit ein bißchen Backgroundwissen die Klangerzeugung verschiedener Synthesizer zu erklären?
Wenn ich mir schon einen Kommentar wie den vom 13.01.06 erlaube, dann sollte ich wenigstens wissen, wie die angewendeten Verfahren heißen! Außerdem läßt sich jede Klangerzeugung mathematisch formulieren, die Frage ist nur, ob es Sinn macht. Ich bin nicht sicher, ob ein Herr Moog sich hingestellt hat, und das Ausgangssignal seines Synths zuerst berechnet hat (die Beschaltung der Bauteile muss natürlich trotzdem berechnet werden). Bei einem digitalen System macht es schon eher Sinn die Algorithmen durchzurechnen, wobei ich bezweifeln mag, das jemand aus dem Fourierspektrum eines Signals seinen Klang herauslesen kann!
Wenn Du mir eine bessere Gliederung lieferst, die als Überbegriff die Zitat: "mathematische Synthese" enthält, lasse ich mich gern eines Besseren belehren.

 

[J.K]

Die additive Synthese kann man nicht unbedingt unter "analog" packen, da analog nur mit recht großen Aufwand zu realisieren ist (für jede Harmonische bräuchte man einen Sinus Oszillator). Und um einigermaßen was anstellen zu können, braucht es schon mindestens 64 davon & für jeden mindestens eine Hülkurve (das wäre ja sonst witzlos). Additive Synthese lässt sich mit digitalen Synths sehr gut realisieren (z.B. Kawai K5000, K 5), denn Sinustöne sind nicht unbedingt mit einem großen Rechenaufwand verbunden. Recht "primitive" analoge additive Synthese findet man z.B. bei einer Hammondorgel (da gibt's nur für die Percussion eine Hüllkurve).

 

[trauty]

Yupp, da gebe ich Dir recht. Ich habe aber auch nicht ausgeschlossen, dass additive und subtraktive Synthese nicht digital nachgebildet werden können. Die Einteilung der Verfahren habe ich aufgrund der historischen Entwicklung der Synths so gewählt. Aber es stimmt, dass der Schaltungsaufwand gigantisch wird, man braucht nur die Dimensionen der analogen Geräte von damals mit den heutigen vergleichen.

 

[Distance]

Naja, wenn der Herr meint, er weiß alles so viel besser, warum stellt er sich dann nicht hin und versucht mal gegliedert und mit ein bißchen Backgroundwissen die Klangerzeugung verschiedener Synthesizer zu erklären?

weil bluebox meiner ansicht nach schon die antwort auf die frage des threadstellers gegeben hatte und im folgenden auch keine weitere frage mehr von ihm kam... somit gab es für mich nichts mehr zu sagen...

Wenn ich mir schon einen Kommentar wie den vom 13.01.06 erlaube, dann sollte ich wenigstens wissen, wie die angewendeten Verfahren heißen!

ich bezweifle dass es dafür überhaupt so einen oberbegriff gibt...

Außerdem läßt sich jede Klangerzeugung mathematisch formulieren, die Frage ist nur, ob es Sinn macht. Ich bin nicht sicher, ob ein Herr Moog sich hingestellt hat, und das Ausgangssignal seines Synths zuerst berechnet hat (die Beschaltung der Bauteile muss natürlich trotzdem berechnet werden). Bei einem digitalen System macht es schon eher Sinn die Algorithmen durchzurechnen, wobei ich bezweifeln mag, das jemand aus dem Fourierspektrum eines Signals seinen Klang herauslesen kann!
Wenn Du mir eine bessere Gliederung lieferst, die als Überbegriff die Zitat: "mathematische Synthese" enthält, lasse ich mich gern eines Besseren belehren.

ich hatte gehofft dass man trotzdem versteht was ich meine, aber das war offensichtlich nicht der fall, deshalb hier nochmal im detail:
ich war mit deinem ersten post nur deshalb nicht einverstanden, weil du die FM-synthese als eine der beiden wichtigsten klangerzeugungsverfahren beschreibst. ich wüsste nicht, warum das so sein sollte, schon garnicht wenn das andere "sampling" ist...

insgesamt haben wir doch zwei arten von klangerzeugung: die, die auf samples basiert, wie du schon ganz richtig sagst, und die, die auf irgendeine nicht-sample basierende weise den klang erzeugt...
und das passiert nunmal irgendwie mathematisch, z.b. wenn ich eine sinus-schwingung mit einem analogen oszillator erzeuge, liegt dem ja irgendwo auch mathematik (die sinuskurve nämlich) zugrunde... bei komplexeren synths mit irgendwelchen digitalen klangererzeugungsverfahren oder gar physical modelling wird das ganze natürlich dann ebenfalls komplizierter...
der punkt ist aber: ich kann den grundsound entweder aus einem speicher heraus abspielen (sampling) oder in echtzeit berechnen... vielleicht hätte ich lieber "echtzeit-berechnungs-syntheseformen" schreiben sollen...

für mich ist das die oberste ebene...
alles was du gesagt hast war ja absolut richtig, nur klingt es so (und das könnte einen anfänger verwirren), als wenn sampling und FM die beiden begriffe auf der obersten ebene sind, und das ist schließlich nicht der fall...

mehr wollte ich eigentlich garnicht sagen und es liegt mir übrigens auch fern, dich in irgendeiner form anzugreifen... sorry wenn das so rüberkam...

 

[gravitysangel]

ich war mit deinem ersten post nur deshalb nicht einverstanden, weil du die FM-synthese als eine der beiden wichtigsten klangerzeugungsverfahren beschreibst. ich wüsste nicht, warum das so sein sollte, schon garnicht wenn das andere "sampling" ist...

Dem kann ich mich anschließen, um FM ist in den vergangenen Jahren doch vergleichsweise ruhig geworden, auch wenn durch FM7 ein gewisses Interesse wieder geweckt worden ist.

insgesamt haben wir doch zwei arten von klangerzeugung: die, die auf samples basiert, wie du schon ganz richtig sagst, und die, die auf irgendeine nicht-sample basierende weise den klang erzeugt...

Das ist, mit Verlaub, Quatsch. Genauso gut könntest du in subtraktive und nicht subtraktive Syntheseformen einteilen. Diese Grobgliederung ist doch eher komplett arbiträr.

und das passiert nunmal irgendwie mathematisch, z.b. wenn ich eine sinus-schwingung mit einem analogen oszillator erzeuge, liegt dem ja irgendwo auch mathematik (die sinuskurve nämlich) zugrunde... bei komplexeren synths mit irgendwelchen digitalen klangererzeugungsverfahren oder gar physical modelling wird das ganze natürlich dann ebenfalls komplizierter...
der punkt ist aber: ich kann den grundsound entweder aus einem speicher heraus abspielen (sampling) oder in echtzeit berechnen...

Was für die analoge subtraktive synthese nicht stimmt, da wird nichts in Echtzeit berechnet. Hier wird eine Schwingung mittels eines oder mehrerer Oszillatoren erzeugt. Das ist Physik, genauer gesagt Elektrotechnik, aber nur mittelbar Mathematik. Außerdem ließe sich natürlich auch Sample-basierte Tonerzeugung auf Mathematik zurückführen, wenn man es denn möchte.

für mich ist das die oberste ebene...
alles was du gesagt hast war ja absolut richtig, nur klingt es so (und das könnte einen anfänger verwirren), als wenn sampling und FM die beiden begriffe auf der obersten ebene sind, und das ist schließlich nicht der fall...

Richtig, aber Sample-basiert vs. Mathematisch greift aus o.g. Gründen IMHO eben auch nicht wirklich.
Wenn irgend eine Grobgliederung greift, dann vermutlich Analog vs. digital, wobei dies aber nicht das Syntheseverfahren beschreibt, sondern die technische Grundlage. Denn die Syntheseform, die gemeinhin mit Analog verbunden wird, namentlich die subtraktive Synthese, lässt sich, wie uns all die VA-Synths zeigen, sehr gut auch digital umsetzen.

Also die wichtigsten Syntheseformen aus meiner Sicht (die Reihenfolge soll keine Wertung sein):

- Samplebasiert (meist mit nachgelagerter subtraktiver Bearbeitung)
- Subtraktive Synthese (Oszillatoren-Filter-Verstärker, dazu alle möglichen Modulationsquellen von LFOs bis zu Hüllkurven)
- Additive Synthese
- FM-Synthese/ PD-Synthese
- Wavetable-Synthese/Vector-Synthese/Wavesequencing (recht verwandt)
- Physical Modelling
- neuronale Synthese
- Granularsynthese

Sagt mir Bescheid, falls ich etwas vergessen haben sollte, oder falls Beispielinstrumente gewünscht sind.

Liebe Grüße

Thomas

 

[Distance]

Das ist, mit Verlaub, Quatsch. Genauso gut könntest du in subtraktive und nicht subtraktive Syntheseformen einteilen. Diese Grobgliederung ist doch eher komplett arbiträr.

ich denke, wenn man einem anfänger erklären will, wie ein keyboard den ton erzeugt, dann ist es am einfachsten, zu sagen, entweder wird ein aufgenommener klang wiedergegeben und nachbearbeitet (=sampling), oder das gerät berechnet (achtung: verallgemeinerung!) diesen klang selbst.
dass es, wenn man die details betrachtet, natürlich alles noch wesentlich komplizierter wird, ist mir klar, aber ich bin nach wie vor der meinung, dass das die, sagen wir mal "deutlichste" unterteilung ist, die man finden kann...

natürlich ist das stark verallgemeinert, wir wissen schließlich alle, dass die grenzen zwischen diesen ganzen methoden fließend sind... aber wie gesagt, ursprünglich sollte es hier ja für einen anfänger verständlich sein...

Was für die analoge subtraktive synthese nicht stimmt, da wird nichts in Echtzeit berechnet. Hier wird eine Schwingung mittels eines oder mehrerer Oszillatoren erzeugt. Das ist Physik, genauer gesagt Elektrotechnik, aber nur mittelbar Mathematik. Außerdem ließe sich natürlich auch Sample-basierte Tonerzeugung auf Mathematik zurückführen, wenn man es denn möchte.

deshalb habe ich ja meine formulierung mit "mathematik" weitestgehend zurückgenommen... mir fällt nur einfach keine bessere formulierung ein, die sowohl die analoge subtraktive synthese als auch digitale synthesen einschließen würde...
grundsätzlich meinte ich mit dem, was ich da irgendwann als "mathematisch" bezeichnet habe einfach nur die nicht-samplingbasierte möglichkeit, sounds zu produzieren...
nur war mir die formulierung ein wenig zu unpräzise, daher meine versuche... ich geb ja zu, dass sie nicht besonders gut waren, aber so langsam müsste doch klar werden was ich meine?

Richtig, aber Sample-basiert vs. Mathematisch greift aus o.g. Gründen IMHO eben auch nicht wirklich.
Wenn irgend eine Grobgliederung greift, dann vermutlich Analog vs. digital, wobei dies aber nicht das Syntheseverfahren beschreibt, sondern die technische Grundlage.

damit sind wir jetzt aber schon tief im bereich der unterschiedlichen(!) synthesen...
ich wage einfach mal zu bezweifeln dass der threadsteller als absoluter anfänger da irgendwie durchblicken würde...

Denn die Syntheseform, die gemeinhin mit Analog verbunden wird, namentlich die subtraktive Synthese, lässt sich, wie uns all die VA-Synths zeigen, sehr gut auch digital umsetzen.

ich glaube, wenn antika das liest rollen sich seine fußnägel auf oder ähnliches

Also die wichtigsten Syntheseformen aus meiner Sicht (die Reihenfolge soll keine Wertung sein):

- Samplebasiert (meist mit nachgelagerter subtraktiver Bearbeitung)
- Subtraktive Synthese (Oszillatoren-Filter-Verstärker, dazu alle möglichen Modulationsquellen von LFOs bis zu Hüllkurven)
- Additive Synthese
- FM-Synthese/ PD-Synthese
- Wavetable-Synthese/Vector-Synthese/Wavesequencing (recht verwandt)
- Physical Modelling
- neuronale Synthese
- Granularsynthese

das stimmt zwar, aber wie gesagt, für einen anfänger ist das imho absolut unverständlich...