Anwendungsfälle für (wie ich meine) sehr exotische Wellenformen (Wavetable-Synthese)

  • Ersteller FrankWagner
  • Erstellt am
FrankWagner

FrankWagner

Registriert
19.09.17
Beiträge
188
Reaktionen
66
Punkte
401
Um es vorweg zu nehmen: Ich habe mich nie sehr ausführlich mit Wavetable-Synthese beschäftigt aber hatte lange auf der Agenda, es mal zu tun. Nun kam das Thema neulich unter Freunden auf und jemand erwähnte die Galbanum Architecture Waveforms – eine Sammlung von rund 25.000 zyklischen Wellenformen. Ich hatte davon gehört, aber war immer zu faul, so viel Material zu testen. Nun erfuhr ich von der visuellen Referenz und habe mir das ganze dann auszugsweise doch mal näher angeschaut/angehört.

Meine Frage an Wavetable-Enthusiasten: Was sind tatsächliche Anwendungsfälle für Wellenformen wie folgende?

UHF Ameba
UHF_Ameba.png


UHF Sperm
UHF_Sperm.png


Erst mal habe ich mich gefragt, wie es überhaupt geht, so dicke Linien hinzubekommen – wo doch in einer Wellenform eigentlich nur ein Wert pro Samplepunkt möglich ist. Das geht offenbar, indem jeder 1. Samplepunkt die untere und jeder 2. die obere Linie zeichnet. Und das ist es, was meine Frage aufwirft – wozu nutzt sowas? Sobald eine solche Wellenform nach oben transponiert wird, verschwindet zwangsläufig diese Doppellinie, weil die Obertöne (wenn man das so nennen will) über der Nyquist-Frequenz liegen. Und noch dazu: welche Form die transponierte Version der Wellenform annimmt, variiert je nach Höhe der Transposition.

Kann mir das jemand erklären, der sich mit Wavetable-Synthese auskennt?
 
Wie klingt denn so'ne Waveform geloopt?
Leider kann ich kein Sample mehr posten. Um es in Worten zu beschreiben: Wie nach Sinuston auf Grundfrequenz mit vielleicht 1, 2 leiseren, nicht-harmonischen Obertönen, die nicht auffällig weit über der Grundfrequenz liegen. Eigentlich Klangästhetisch wertlos und unmusikalisch zugleich.
 
Leider kann ich kein Sample mehr posten. Um es in Worten zu beschreiben: Wie nach Sinuston auf Grundfrequenz mit vielleicht 1, 2 leiseren, nicht-harmonischen Obertönen, die nicht auffällig weit über der Grundfrequenz liegen. Eigentlich Klangästhetisch wertlos und unmusikalisch zugleich.

Und die Verwendung in einem Wavetable-Kontext soll das dann spannender machen, oder wie muss man das verstehen?
 
Und die Verwendung in einem Wavetable-Kontext soll das dann spannender machen, oder wie muss man das verstehen?
Ja, das frage ich mich auch. Aber ich habe den verdacht, dass das Material gar nicht so auf praktische Anwendung ausgelegt ist. Vermutlich hat der Erzeuger hier einfach mehr nach visueller Ästhetik gearbeitet, als sich für Klang zu interessieren.

Mir fällt dazu gerade noch ein, dass ohnehin viele andere Wellenformen aus dieser Sammlung eigentlich ein sehr fragwürdiges Spektralverhältnis aufweisen. Meist ist die Grundfrequenz sehr stark, dann kommt lange nichts und am Ende des Spektrums wieder sehr viel. Für mich klingt das einfach nicht nach einem satten Ton, sondern nach 2 verschiedenen Klangereignissen. Das überfordert sozusagen meine Wahrnehmung. Da frage ich mich auch, wie sowas in einem Mix sitzen soll. Aber vermutlich ist das einfach nicht meine Musik.
 
Zuletzt bearbeitet:
von H bis T alles dabeee :D

ok, bei TechHouse/House & Dance kommen jetzt nicht die extremsten Wavetable-Spielereien zum Einsatz

dennoch noch kurz was zu dem Wavetable-Paket, auch wenn ich´s weder habe noch kenne:
es ist schon mit den verrücktesten Wavetable ein cooler Sound entstanden, z.B. ein 3D-"Print" von dem Vater aus Simpsons, klang schon nice in dem Beispiel damals
genauso bieten sich auch Vocals an, oder auch weitere Bilddateien - evtl hat da jmd alles zu einem Paket geschnürt wo er sich was draus erhofft hat
der Trick ist dabei nämlich die Fahrt durch den Wavetable, der muss ja nicht zwingend von Anfang nach Ende gehen, sondern dabei schön hin und her wie ein Tischtennisball oder halt ne Modulationsquelle als Bewegung belegen
und wenn man dann was gefunden hat, natürlich sofort sich als User-Preset abspeichern
wenn man wirklich Spaß daran hat, dann kann es einen lange beschäftigen
 
Erst mal habe ich mich gefragt, wie es überhaupt geht, so dicke Linien hinzubekommen – wo doch in einer Wellenform eigentlich nur ein Wert pro Samplepunkt möglich ist. Das geht offenbar, indem jeder 1. Samplepunkt die untere und jeder 2. die obere Linie zeichnet. Und das ist es, was meine Frage aufwirft – wozu nutzt sowas? Sobald eine solche Wellenform nach oben transponiert wird, verschwindet zwangsläufig diese Doppellinie, weil die Obertöne (wenn man das so nennen will) über der Nyquist-Frequenz liegen. Und noch dazu: welche Form die transponierte Version der Wellenform annimmt, variiert je nach Höhe der Transposition.

Kann mir das jemand erklären, der sich mit Wavetable-Synthese auskennt?
Vielleicht hilft dieses Bild weiter zu verstehen, wie diese dicke Linie zustande kommt:
Screenshot 2023-09-05 221327.jpg

Es ist zwar nicht die gleiche Wellenform, dennoch sieht man klarer was dort passiert.
Nun glänze ich mit extrem stumpfen Halbwissen:
Es handelt sich um Wellenformen, auf denen eine andere mit höherer Frequenz draufmoduliert wurde. Rechts scheint die Frequenz der Modulation niedriger zu sein als links. Der Name "UHF" scheint auch meine Annahme zu bestätigen.

Meine Frage an Wavetable-Enthusiasten: Was sind tatsächliche Anwendungsfälle für Wellenformen wie folgende?
Man muss sie erstmal hören, und dann über die Anwendung entscheiden. Wavetable bedeutet (im PPG/Waldorf-Sinn) nicht, dass diese Wellenform statisch sein soll. Wikipedia schreibt hierzu:

"Eine Sonderform der wavetable-Synthese ist die von Wolfgang Palm verwendete Technik, für jede der zu erzeugenden Stimmen während der laufenden Klangerzeugung dynamisch zwischen mehreren vorbereiteten Wellenformen zu wechseln bzw. überzublenden. Hierzu werden in einer Tabelle mehrere Wellenformen hinterlegt, die sich je nach Auswahl mehr oder weniger stark klanglich unterscheiden. Wird nun die Klangerzeugung gestartet, wird mit einer Wellenform begonnen und – gesteuert von einem LFO bzw. einem Hüllkurvengenerator – auf andere Wellenformen kontinuierlich übergeblendet. Bei Einsatz eines LFO wird bspw. zwischen Wellenformen hin- und hergependelt. Durch das Durchfahren des Wellenfeldes können nahezu beliebige Klangmanipulationen erfolgen, je nachdem, welche Oberwellen in den hinterlegten Wellenformen enthalten sind, wie viele verwendet werden und wie fein diese aufgelöst sind. Der bekannte Wavecomputer 360 von PPG hatte 64 Wellenformen je Stimme."

Ergo könnten solche komischen Wellenform wunderbar am Anfang eines Klanges funktionieren.
Aber, wie schon oben geschrieben - muss man das Ding erstmal hören.

Leider ist der Begriff "Wavetable" nicht geschützt. Es werden auch stinknormale Sample-ROMs gerne als solche definiert.
 
Zuletzt bearbeitet:
Um es vorweg zu nehmen: Ich habe mich nie sehr ausführlich mit Wavetable-Synthese beschäftigt aber hatte lange auf der Agenda, es mal zu tun. Nun kam das Thema neulich unter Freunden auf und jemand erwähnte die Galbanum Architecture Waveforms – eine Sammlung von rund 25.000 zyklischen Wellenformen. Ich hatte davon gehört, aber war immer zu faul, so viel Material zu testen. Nun erfuhr ich von der visuellen Referenz und habe mir das ganze dann auszugsweise doch mal näher angeschaut/angehört.

Meine Frage an Wavetable-Enthusiasten: Was sind tatsächliche Anwendungsfälle für Wellenformen wie folgende?

UHF Ameba
UHF_Ameba.png


UHF Sperm
UHF_Sperm.png


Erst mal habe ich mich gefragt, wie es überhaupt geht, so dicke Linien hinzubekommen – wo doch in einer Wellenform eigentlich nur ein Wert pro Samplepunkt möglich ist. Das geht offenbar, indem jeder 1. Samplepunkt die untere und jeder 2. die obere Linie zeichnet. Und das ist es, was meine Frage aufwirft – wozu nutzt sowas? Sobald eine solche Wellenform nach oben transponiert wird, verschwindet zwangsläufig diese Doppellinie, weil die Obertöne (wenn man das so nennen will) über der Nyquist-Frequenz liegen. Und noch dazu: welche Form die transponierte Version der Wellenform annimmt, variiert je nach Höhe der Transposition.

Kann mir das jemand erklären, der sich mit Wavetable-Synthese auskennt?
Wavetable`s haben 128Wellenformen in einen Wavetable . Dein Vorschußbildchen ist also position 0 . Aber es geht von 0-128 ;-) . Ich muß nicht die Möglichkeiten darlegen , wenn man 128 sounds an einen Poti hat, der nur bewegt werden muß und schon ist es eine andere Wellenform.
Waveform ist sowas wie digital oder analog OSC . Aber Wavetable ist nochmal ne ganze Schippe oben drauf . Ein Wavetable BASIC wären zum Beispiel Alle analog Waveforms (sine square saw up down triangel random )in einer File und durch ändern der Position des Lesekopfes , hast Du entweder oder eine dieser wellenformen .


Mir sagt Granular mehr zu , ist noch ne Schippe mehr oben drauf , was sound und Möglichkeiten betrifft .

Fazit : Ich täte Wavetable`s als 3D Wave bezeichnen , welche Du in den Wavetable laden kannst . Phaseplant oder Vital können das super verarbeiten und sind auf einen Bitwig Level , was automation betrifft .
 
Wavetable`s haben 128Wellenformen in einen Wavetable . Dein Vorschußbildchen ist also position 0 . Aber es geht von 0-128 ;-) . Ich muß nicht die Möglichkeiten darlegen , wenn man 128 sounds an einen Poti hat, der nur bewegt werden muß und schon ist es eine andere Wellenform.
Waveform ist sowas wie digital oder analog OSC . Aber Wavetable ist nochmal ne ganze Schippe oben drauf . Ein Wavetable BASIC wären zum Beispiel Alle analog Waveforms (sine square saw up down triangel random )in einer File und durch ändern der Position des Lesekopfes , hast Du entweder oder eine dieser wellenformen .


Mir sagt Granular mehr zu , ist noch ne Schippe mehr oben drauf , was sound und Möglichkeiten betrifft .

Fazit : Ich täte Wavetable`s als 3D Wave bezeichnen , welche Du in den Wavetable laden kannst . Phaseplant oder Vital können das super verarbeiten und sind auf einen Bitwig Level , was automation betrifft .
Ich verstehe die Prinzipien der Wavetable-Synthese schon. Aber mir ging es speziell um solche Waveforms, wie da abgebildet.
 
andere mit höherer Frequenz draufmoduliert wurde.
Mit etwas gutem Willen kann man da ein PDM / COM Modulation drin erkennen, wie sie bei Class-H verwendet werden, um das Rauschen zu kontrollieren - der neueste Schrei in der Power-Audio-Technik (außerhalb Audio ein alter Hut, Patente abgelaufen).

Zu dem SPERM kann man nur sagen, dass es wohl ein Spass zu sein scheint. Generell kommt es darauf an, was ein Filter aus diesen Wellen macht. Das gilt auch für das komprimierte darüber: Der Klang dürfte so in etwa dem gleichkommen, was man bei den Casio-Synthesizern hatte: PD-Synthese. Die immer kürzer werdende Welle wird mit der tieferen, die sich durch ein nachgeschaltetes Resonanzfilter ergibt "gefaltet" und produziert zwei Wellen. Im Fall der Wave-table und einem Durchlauf ist das ein Oktavensweep. Lässt man ihn rückwaerts laufen, ist das ein "versinkender" Technobass.
 
PD-Synthese. Die immer kürzer werdende Welle wird mit der tieferen, die sich durch ein nachgeschaltetes Resonanzfilter ergibt
Ich dachte immer, dass PD eine Form von FM ist, also ohne Filter
 
Das Phase Distortion wie es Casio betreibt, ist eine Multiplikation einer nicht ganzzahlig endenden Welle mit ihrer Grundwelle. Das ist sozusagen der verkappte Gegenentwurf zu dem von Yamaha patentierten Verfahren gewesen. Die Grundidee ist, dass sich durch die Multiplikation die Grundwelle wie ein Fenster (siehe Fensterfunktion Wiki) über die abgeschnittene Welle legt, wodurch immer wieder die Grundwelle reinmulipliziert wird. Bei bestimmten Konstellationen bekommt man dann z.B. bei 2/3 x eine Oberwelle bei 3:/2 -> Dominante in der Folgeoktave. Da kann man schön einfach Oberwellen produzieren, ohne große "echte" FM zu machen, die rechenzeitaufwändiger ist. (aber natürlich auch völlig anders klingt).

Ich habe so eine Synth in meinem Pyra drin. Klingt, wenn man es richtig einstellt, in der Tat sehr ähnlich dem, was mein Casio-HT-3000 im Synthmode produziert.

Filter braucht man bei PD eher mehr, weil da mehr ungewolltes Gedöhns produziert wird.
 
Leider ist der Begriff "Wavetable" nicht geschützt. Es werden auch stinknormale Sample-ROMs gerne als solche definiert.
Das sind auch in der Tat alles Wellentabellen, wie man sie außerhalb der Musik auch verwendet(e) und das eben auch bevor Wolfgang Palm damit Musik machte. Die wave table synthesis ist allgemein ein gängiger Mechanismus im Bereich der Signalverarbeitung z.B. im Bereich MRT und Radar, insbesondere wenn es darauf ankommt, bestimmte Sequenzen abzusondern, die man analytisch, also mit Formeln, nicht - oder nur umständlich erzeugen = berechnen kann. Wir legen sogar heute noch vorgefertigte Sinuswellen in RAMs ab, weil der Speicher billig ist, und ...

... man sofort modulieren kann: Das Beispiel "FM" zeigt die Problematik, denn ich brauche z.B. den Sinus von einem Phasenvektor, um ihn als Additiv auf eine andere Phase zu addieren. Y = f( x + k * sin (phi) ). Wenn man nun glasklare FM machen will, brauche ich schlagartig zweimal den Sinus. Je schneller ich den habe, desto höher ist die Frequenz mit der ich arbeiten kann. Wenn ein Prozessor mehr Takte fürs Rechnen als fürs Lesen braucht, habe ich einfach eine höhere maximal Grenzfrequenz oder brauche einen schwächeren Prozessor. Das gilt immer und überall und auch für die schnellen FPGAs, die wir verwenden. Auch Fenster wie Kaiser, die auf Besselfunktionen beruhen, werden oft in RAMs abgelegt. Meine S2-Funktion, eine modifizierte Blackman-Harris, bräuchte 4x Sinus-Berechung+ 3xQuadrate , da nehme ich direkt ein RAM.

Und ....

.... sie werden, wie Wolfgang Palm das machte, in mehreren Versionen abgelegt! Z.B. muss man nicht DDS mit 1024 Punkten machen, um dann bei krummen Phasenwerten zu springen und zu interplieren. Man kann auch weitere Wellen ablegen mit Primzahlen. Das gibt weniger Jitter.

Was nun die wave table synthese (Musik) anbelangt, hat WP einfach auch RAM benutzt, um Rechenzeit zu sparen und dabei die Idee eingeworfen, zwischen den Wellen hin und her zublenden und zu fahren. Dabei wird natürlich die Welle nicht wirklich gestaucht, wie bei einer echten Frequenzänderung, sondern es wird Stück für Stück von einer auf die nächste Welle überblendet. Echte qualitative Zwischenstufen gibt es keine. Man geht von einer Kurve in die nächste über. So machen das praktisch alle Analogsynthesizer, die zwischen z.B. Rechteck und Dreieck hin und her blenden, während sich die beiden Wellen selber nicht verändern. Am Ende spielt die Verfügbarkeit von RAM und Preis auch wieder eine Rolle, weil man nicht tausende ähnliche Wellen für alle Frequenzen hinterlegen kann.

Bei der Wavetablesynthese (Musik) nimmt man halt musikalisch ganz andere Wellen und hat so die Option, mit einer geschickten Startphase einen total anderen Klang abzuspielen. So lassen sich Transienten bauen, die realen Instrumenten gleichkommen, wie der HF-Anteil bei Gitarren, aber man kann auch völlig anderes bekommen, was es nicht gibt. Aus musikalischer Sicht ein klarer Gewinn gegenüber den beschränkten Wellen, die man elektronisch herstellen kann, weil einfach mehr Möglichkeiten bestehen. Was dabei in Sachen elektronischer Musik rauskommt, ist bisweilen sehr interessant, aus technischer Sicht aber ein unsinniges Signal, daher gibt es das oft anderswo nicht. Damit steht die musikalische WTS etwas aus dem Üblichen heraus.

Überlagerte und sich so ändernde Wellensynthesen aus gespeicherten Klängen sind genau so aber schon beim RCA MARK II machbar gewesen. Nur war der halt nicht so gut tragbar wie die PGP. ;-)

Aufgrund der beschränkten Speichermöglichkeiten habe ich z.B. in meinem Synth nur 2 user RAMs drin, die für alle Stimmen gleichzeitig unabhängig nutzbar sind, demnächst 4. Eine echte WTS braucht bei mir ein komplettes FPGA Modul.

Daher fahre ich meine WTS dynamisch, d.h. ich verwende keine Wellentabellen, sondern in Echtzeit berechnete Funktionen. D.h. es wird kein Punkt aus dem RAM gelesen, sondern der Wert wird berechnet und existiert nur ganz kurz. Dafür kann ich dann auch beliebig fein und genau werden und habe ein gleichmäßigeres Verhalten, als die echte WTS. Es gleicht dann wieder mehr dem, was wir beim Radar machen, gepart allerdings mit dem Verhalten der musikalischen WTS , diese Wellen stufenförmig zu durchlaufen und hin und her zublenden. D.h. am Ende ist es eine andere Form der Parametervorgabe, wie ein Klang sich verändert. Es braucht dann nur einen LFO (bei mir heissen die Modifier, haben auch ihre eigene ADSR) um einen Wert zu steuern, nämlich Klangnummer , die von der Synthunit in Klang 1 + Klang 2 und Anteil 1 und Anteil 2 umgerechnet wird, um einen sehr lebhaften Klang zu erzeugen.

Hier sieht man die Wellen, wenn man sie der Reihe nach mit abgestuften Parametern über eine Oktave abspielt. Es ändert sich nicht so viel, sodaß der ÜBergang zwischen Phasen und Wellen sehr artefaktarm ist.
 
Klingt, wenn man es richtig einstellt, in der Tat sehr ähnlich dem, was mein Casio-HT-3000 im Synthmode produziert.
Wobei die HT-Serie ja eine andere Klangerzeugung nutzt als die CZ-Serie, die PD nutzt.

Filter braucht man bei PD eher mehr, weil da mehr ungewolltes Gedöhns produziert wird.

 
Um es vorweg zu nehmen: Ich habe mich nie sehr ausführlich mit Wavetable-Synthese beschäftigt aber hatte lange auf der Agenda, es mal zu tun. Nun kam das Thema neulich unter Freunden auf und jemand erwähnte die Galbanum Architecture Waveforms – eine Sammlung von rund 25.000 zyklischen Wellenformen. Ich hatte davon gehört, aber war immer zu faul, so viel Material zu testen. Nun erfuhr ich von der visuellen Referenz und habe mir das ganze dann auszugsweise doch mal näher angeschaut/angehört.

Meine Frage an Wavetable-Enthusiasten: Was sind tatsächliche Anwendungsfälle für Wellenformen wie folgende?

UHF Ameba
UHF_Ameba.png


UHF Sperm
UHF_Sperm.png


Erst mal habe ich mich gefragt, wie es überhaupt geht, so dicke Linien hinzubekommen – wo doch in einer Wellenform eigentlich nur ein Wert pro Samplepunkt möglich ist. Das geht offenbar, indem jeder 1. Samplepunkt die untere und jeder 2. die obere Linie zeichnet. Und das ist es, was meine Frage aufwirft – wozu nutzt sowas? Sobald eine solche Wellenform nach oben transponiert wird, verschwindet zwangsläufig diese Doppellinie, weil die Obertöne (wenn man das so nennen will) über der Nyquist-Frequenz liegen. Und noch dazu: welche Form die transponierte Version der Wellenform annimmt, variiert je nach Höhe der Transposition.

Kann mir das jemand erklären, der sich mit Wavetable-Synthese auskennt?

Kann es sein, dass deine Bilder schon den Wavetable selbst beschreiben. Du hast ja richtig erkannt, dass pro Sample mehrere Werte zur Verfügung stehen, für eine einzelne Wellenform geht das aber so nicht es sei denn das ist als Hüllkurve zu verstehen wie @Carcinome beschrieb. Denkbar wäre aber auch, dass man von der oberen äußeren Kurve zur untersten Kurve "scannt" und dadurch die Wellenform verändert. So lässt sich quasi der Verlauf abbilden. Je nach Skalierung kann die Änderung von einer Wavetable-Position zur nächsten ja auch drastischer ausfallen, was man an den Stellen sieht wo die Kurve besonders dick ist.
 
Kann es sein, dass deine Bilder schon den Wavetable selbst beschreiben
Ne, das sind tatsächlich Screenshots der Wellenformen, wie man sie auch im Editor sehen würde. Mit der Einschätzung von @engineer zu Sperm sehe ich meinen Verdacht bestätigt – manche werden wohl einfach zum Spaß erzeugt worden sein.
 

Oft gelesene Themen

Zurück
Oben