5. Prüfungskomponente Abitur, Digitale Klangerzeugung

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ruhig_brauner

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Hi, ich mal. Die Schule fängt ja in Berlin wieder an und momentan bin ich damit beschäftigt mein Abi zu schaffen. In so ziemlich nem 3/4 Jahr (oder weniger) muss ich meine 5. Pfrüfungskomponente, kurz, ein Referat oder eine Schriftliche Ausarbeitung) halten. Nun bleiben mir wegen meiner Kurse leider nur Physik und Informatik.
Also werde ich diese Prüfung im Hauptfach Info und Physik als Nebenfach oder eben Hauptfach Physik und Informatik als Nebenfach halten. Heute kam mir dann kurzerhand der Gedanke, dass Syntheziser ja eigentlich nicht wenig mit Physik und Informatik zutun hat.

Also, Lehrer gefragt, mein Thema könnte die Digitale Klangerzeugung, so nenn ich das mal, sein und dazu z.B. die Frage, ob es heutzutage möglich ist, Analoge Instrumente wie die Gitarre komplett mit einem Syntheziser nachzustellen.
Wichtig bei dem Thema ist, dass die Musik, da ich (aus welchem Grund auch immer) dieses Fach nicht belege, keine große Rolle spielen darf.

Ich stelle mir das also so vor, ich versuche in dem Referat mit einem VST den Sound einer akkustischen Gitarre nachzustellen, fange hier bei der simplen Sinuswelle an, wie man mithilfe von Obertönen dieser Welle einen netteren Klang gibt und werde von da an den Sound bis zum Klang einer Gitarre verändern.

Nun wollte ich mal Fragen, ob einer von euch sowas schonmal gemacht hat, also den Sound einer Gitarre (möglichst akkustisch) mit einem VST nachgestellt.
Eine Gitarre ist nun schon ein recht komplexes Beispiel, aber bei ordentlichem Vortrag und z.B. einem Vergleich mit etwas selber eingespieltem, sollte eine gute Zensur sicher sein. :)

Habt ihr evtl. Tipps oder Ideen, wie und unter welcher Problemstellung/Frage man ein solches Referat halten sollte? von meinen Lehrern (auf einmal wurde es eine Spontanbesprechung mit 3 Physiklehrern) kam erstmal ein "Ja", mit der Bedingung dass ich in einigen Wochen einen groben Plan aushändige. :)

Mich würde es sehr freuen, wenn ich meine 5. PK zu diesem Thema halten könnte, da es mich ja nun wirklich interessiert. Physik Info und Mathe sind meine Stärken, Musik dazu mein Hobby ;)

Edit. Kann mir jemand Fachliteratur zum THema Synthesizer (möglichst Digitale) empfehlen? :)
 
Ok, Physik haste ja drin aber wo steckt die Informatik?

Prinzipiell machbar, kläre aber unbedingt ab in welchem Umfang diese Arbeit geschrieben werden soll. Ich kann mir schon vorstellen, dass man einiges an Wissen zusammentrommeln muss um so eine Arbeit zu schreiben und seine Aussagen an adäquaten Quellen zu belegen.

Wie siehst du das denn selbst? Gehst du ehr mit der Einstellung "Och joa, wird ein Abenteuer, so genau weiß ich auch noch nicht wie und ob das klappen wird, aber Hauptsache ich ziehs durch" oder "Ich hab genug Vorkenntnisse und weiß was ich da tue, darum werd ich diese Arbeit ziemlich zielgerichtet niederschreiben" ?
 
Also es ist eine Abiturarbeit, kann schriftlich abgegeben werden, wird aber nicht geraten. Ich habe auch eher an einen Praxisorientierten Vortrag gedacht, also Belegen durch Machen.

Ich habe gerade meinen 1. Schultag dieses Jahres hinter mir und schon im Groben ein Thema, in der hinsicht gehe ich net mit einer "mal sehen"-Einstellung ran, worüber ich auch mal stolz bin :D

Wenn ich demnächst mit dem Thema anfange, dann könnte ich eigentlich ziemlich viel erreichen. Grobe Vorkenntnisse zum thema Synthi's habe ich ja nun schon und mal abgesehen davon verstehe ich dinge in dem Bereich recht schnell.

Das große Problem ist eben, eine Problemstellung zu finden, etwas worauf die Arbeit dann aufbauen kann. ;)

An sich steckt genug Informatik drin, wenn ich info als Nebenfach nehme.

Evtl könnte man den Vortrag so gliedern:
- Akkustik im Groben allgemein
-wie leitet ein Kabel Signale vom Mikrophon zum Lautsprecher und was passiert bei diesen beiden "Geräten"
-was passiert bei der digitalisierung, hinnsichtlich auf Auflösung und so (24 Bit, 44kHz, weißt schon was ich meine)

dann erst zur Digitalen Klangerzeugung:
-OSC, Sinuswelle
- Obertöne, andere Wellen (Veranschaulichen an Oszilloskop und Frequenz Analyser <- fachlichen Namen vergessen)
- ganz Interessant: Vergleich mit schwingender Gitarrensaite
-kurz die weiteren Bestandteile eher Musikalischer Natur, Filter, Hüllkurven, LFO
- ggf Phasenauslöschung und FM

-dann der Praxisteil, wenn es mir gelingt, eine Melodie mit Gitarre aufnehmen, den Klang mit nem Synth zu nah wie möglich nachbauen. Immer wieder Vergleich durch Messinstrumente.

zum schluss Fazit bla, hin und her.

An sich ja ganz nett aber mir fehlt eben eine interessante Problemstellung. "Ist es durch die heutige Technik möglich, analoge Instrumente komplexer Natur rein Digital nachzustellen"

Vllt ganz interessant aber nicht sehr interessant ;)

Was eben offen ist, ist die Problemstellung, die Leitfrage, und die Frage ob es überhaupt möglich ist, eine akkustische Gitarre nachzubauen und vorallem wie.

Grüße :D
 
Was eben offen ist, ist die Problemstellung, die Leitfrage, und die Frage ob es überhaupt möglich ist, eine akkustische Gitarre nachzubauen und vorallem wie.

Möglich ist das alles via "physical modelling" und das ist letztendlich nur eine Frage der Rechenpower ;)
 
(ich weiß ;) )

Die sache ist ja die, man kann Töne erzeugen, Anschläge mit Hüllkurven verändern, selbst kleine Patzer beim Gitarrespielen theoretisch mit ner art Random-LFO simulieren, aber ab da wirds halt n bissl komplex. Deswegen ist die Frage, ob es möglich ist, die akkustische Sounds zu erzeugen, net so die supper Problemstellung :(

deshalb frage ich ja, ob jemand noch vorschläge hat ;)

(4kerner AMD Phenom II 955, reicht der? ;D)
 
Also bei einer Gitarre hast Du Dir schon mal was serh kompliziertes vorgenommen.

Was Du hier eigentlich snaprichst nennt sich "Physical Modelling". Das geht aber zum Teil weit über die blose addition von Wellenformen hinaus. Mit Physical Modelling werden zum Beispiel akustisch-physikalische Gesetze hergenommen und anhand denen eine wellenform berechnet. Mit einem guten Physical Modelling-Gitarren Modell kann man zum Beispiel auch bestimmen, an welcher Stelle die Saite gezupft/angeschlagen wird und der Klang verändert sich dementsprechend. wenn man nun noch den Klangkörper der Gitarre als physikaliscehs Modell nachbilden wollte wird´s extrem kompliziert, da muss dann auch noch die Holzart des Korpusses modelliert werden und und und. Man behilft sich deshalb in der Praxis der Faltungstechnik. Da würde ich vielleicht den Schwerpunkt Deiner Arbeit setzen. Das vereint Physik und Informatik. Es ist ein recht komplexer Algorithmus, nämlich die Kreuzmultiplikation, Stichwort Fast Fourier Transformation.

Ein ganz anderes Prinzip ist es, wenn elektronisceh Schaltungen nachgebildet werden um analoge Hardware-prozessoren als VST nachzubilden. Kuck hier mal bei Steinberg und Softtube.
 
. Es ist ein recht komplexer Algorithmus, nämlich die Kreuzmultiplikation, Stichwort Fast Fourier Transformation.

Schlimmer noch!! Dirac-Funktionen!
smil47eddb11b3f3e.gif
 
Mhh, ich seh schon ;) Es geht ja da erstmal darum, zu zeigen was mit Klangsynthese so möglich ist. I
Bis jetzt dachte ich mir den Aufbau in etwa So.

1. Akkustik
1.a) Definition, Geräusche, Klang, Ton,...
1.b) Verbreitung in der Luft, Entstehung und Warnehmung mit dem Ohr
1.c) einfaches Beispiel, z.B. ein dumpf angeschlagenes, großes Becken. Dabei einführung in Oszilloskop und Frequenz Analyser
1.d) Komplexere Geräusche oder Klänge, -> Obertöne (Vergleich schwingende Saite)
1.e) zweites Beispiel, diesmal eben z.B. Gitarrenseite

2.) Audiotechnik
1.a) Definition
1.b) Aufnahme und Wiedergabe (Mikrophon bzw Pickups und Boxen)
1.c) Auflösung und Abtastrate
1.d) Oszillation an Hörbeispielen, Sinuswelle, n großes Becken und ne Gitarre

3.) Klangsynthese
3.a) allgemeine Funktionsweise der meisten Digitalen Synthesizer (Substraktive Synthese)
3.b) Bausteine eines Synthesizers (an einem Beispiel)
-OSC
-Filter
-Hüllkurven
-LFO
3.c) Modulationsarten und (evtl) Ausflug ins Physical Modding)
-Ampitudenmodulation
-Frequenzmodulation
-Ringmodulation
-PWM?

3.d) Ausflug in die Effekte,
-EQ, Reverb, Delay, Compressor
-S&H, Feedback, Bitcrucher

3.e) Aufbau eines bestimmten Klanges, Plan war (!) Gitarre ;D
3.f) Zukunft der digitalen Klangsynthese und Fazit



was meint ihr? :)
 
Ist das vom Inhalt her aus nicht ein bisschen viel? lieber mehr in die tiefe eingehen und weniger an der oberfläche rum kratzen ;)
Es sieht aber sehr spannend aus
 
Jap, aber ich gehe so vor wie bei meiner MSA Arbeit, erstmal viel erarbeiten, kürzen kann man immer :)

Spiele gerade mit meiner Gitarre rum über mein Saffire. Also So komplex sehen die wellen beim anspielen eines Tones nicht aus o.o ;D

Wegen der Gitarre, evtl reicht es, sich Obertöne über Oszilloskop und Frequenz Analyser (<-- fachbegriff ???) zu finden und so erstmal ne wellenform zu erarbeiten ;D
 
Mir wird bewusst, dass Du ja was ganz anderes im Sinn hast als ich dachte. Das was Du da im Hauptkapitel beschreibst ist keine digitale Klangerzeugung. Das hat nix mit Digital zu tun.
Nenne es Klangsynthese oder so. Die Syntheseformen, die Du hier auflistest, gab es zuerst analog.
Mittlerweile meistens virtuel analog, also mit Algorithmen nachempfunden, das hat aber eben nichts primär mit digitaler Klangerzeugung zu tun sondern mit Klangerzeugung an sich.

Ich hab jetzt keine Zeit mehr, ich werd emich bemühen, Dir morgen nochmal ausführlich zu schreiben.
 
Jo, ich hab mich bis jetzt nur mit VST's beschäftigt, deshalb habe ich irgendwie vergessen, dass das meiste auf die ganzen Analogen Synthis basier und nebenbei au irgendwie "Analog" und "Digital" ab nd an verwechselt. xD

Ich werde evtl nochmal mit meinen Lehrern sprechen. evtl ist das thema Physical Modullation auch sehr spannend, aber nicht so gut vorführbar wie z.B. VST-Synth's.
 
du kannst viele instrumente mit einem synthesizer nachformen. Trompete, Piano, Streicher, Schlagzeug, usw...
ich denke aber, dass du alleine schon mit diesen physikalischen Zusammenhängen einen kompletten Vortrag füllen kannst.
Es wurde ja bereits erwähnt, dass Du Dir zwar interessante Unterthemen ausgesucht hast, diese aber dadurch nur oberflächlich abdecken wirst und es dadurch dann eigentlich keine wirklich tiefgründige Facharbeit darstellt.
Ich würde mich deshalb auch an Deiner Stelle eher tiefgründiger mit der Physik (Schwingung, Strom usw. befassen und darauf hin arbeiten, wie quasi aus dem Nichts, nur nur Spannunngsgesteuert Instrumente nachgeahmt werden können. Du arbeitest also in Deiner Arbeit auf dieses Ziel hin.
Denn ganz ehrlich: die Effekte (Reverb usw) sind hierbei absolut drittrangig.
 
Jap, bei den Effekten habe ich nun wirklich bloß an 2 Min gedacht, aber Bitcrucher, Feedback und S&H ham ja nun wieder mehr mit Physik zutun.

Egal, Egal. Ich denke, es wäre am besten, erstmal alles moderat (nicht zu sehr) auszuarbeiten und dann eben ein spezielles Thema stärker in den Vordergrund rücken ;)

Was würdet ihr denn so interessant finden? Ich habe ja nun noch net wirklich den überblick ;D

Ne weitere sache ist ja, dass ich das NEbenfach Informatik nicht vergessen darf. Mein Info-Lehrer meinte zwar ganz gechillt, solange ich das auf dem PC Vortrage, reicht das schon aus, aber den sollte man nicht immer ernst nehmen ;)

@chrk, ich lese mich mal ein, wenn ich heut noch zeit hab :)
 
Gut ist es, wenn du es visualisieren kannst a la modell etc.
du musst eben wie gesagt aufpassen, dass du dich nicht darin verhedderst.

Akkustik war bzw ist hier im süden 11.te Klasse stoff. das kannst du vielleicht als kurze Einleitung verwenden.
Punkt 3d) rauslassen, das ist viel zu überdimensioniert, und viel zu schade, es in 2 Sätzen abzuhaken.
 
jop, stimmt natürlich, dass man Akkustik net zu lange durchkauen darf ;D aber in verbindung mit mikrophonen nd Lautsprechern hatten wir es net in der schule ;D
 
Hey, also ich werde mich wohl auf die Modulationsarten, FM AM und Ringmodulation speziallisieren aber selbst da haperts schon bei der Mathematischen Funktion für die Frequenz- und Ampitudenmodulation.

Kann mir da jemand aushelfen? Gibts eine art Funktion für die Ringmodulation?

So viel ich auch google und teste, ich komm net auf den Graphen, den ich suche :(

mfg
 
Hi ruhig_brauner :D

Ich wollte nur mal darauf hinweisen, das es auch einfache Physical Modelling-Modelle gibt, die man relativ schnell nachbauen kann. Die haben natürlich keine Wahnsinnskomplexität, aber sie funktionieren. Ein einfaches Beispiel ist das Karplus-Strong Modell:http://de.wikipedia.org/wiki/Karplus-Strong-Algorithmus
Falls es dich interessiert, habe ich hier auch ein ansehbares kleines Patch mit Max/MSP gemacht, mit dem du eine völlig simple rudimentäre Karplus-Strong Synthese anhören (und damit rumspielen) kannst.
Den Anhang kannst du öffnen mit der gratis Runtime Version von Max5, die du hier downloaden kannst:
Win: http://www.filepivot.com/projects/maxmspjitter/files/Max5Runtime_45300.zip
Mac: http://www.filepivot.com/projects/maxmspjitter/files/Max5Runtime_45300.dmg
Ausserdem weiss ich nicht, wie fit du in Physik bist. Aber wenn du versuchen möchtest, die Frequenzen einer Gitarre zu analysieren (ohne Plugins, sondern rein rechnerisch, quasi handmade :D ), würde ich vielleicht mal mit DFT beginnen, also Diskreter Fourier Transformation. Das ist vom mathematischen her zuerst mal ein bisschen simpler als FFT. Vielleicht mal deinen Physiklehrer fragen...
Liebe Grüsse
Solex
 

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