Extra Tip

Die Antwort:

Schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts begannen Klangpioniere, Schwingungen elektrischer Schaltkreise in Schwingungen der Luft umzusetzen. Diese werden vom Menschen als Klänge wahrgenommen. Zunächst ging es dabei hauptsächlich um das Erzeugen neuartiger Geräusche. Die stetige Verkleinerung elektrischer Bauteile ermöglichte in den 60er Jahren die Entwicklung des Synthesizer. Dieser basiert auf dem Konzept, einen bestimmten Klang von Grund auf aus seinen Schwingungsanteilen aufzubauen. Der Klang eines echten Instruments setzt sich aus sehr vielen Schwingungsanteilen zusammen. Je mehr Schwingungsanteile man bei der elektronischen Erzeugung berücksichtigt, desto näher kommt man dem echten Klang. Im Idealfall klingt dieser dann exakt wie der aufgenommene Ton eines echten Instrumentes.
Dies führte zu der Idee, das Abspielen vorher aufgenommener, kurzer Klangschnipsel (englisch: samples), als Grundlage für realistisch klingende elektronische Instrumente zu verwenden. Die technische Umsetzung dieser Idee folgt seit 1982 dem so genannten MIDI-Standard (Musical Instrument Digital Interface, deutsch: Digitale Schnittstelle für Musikinstrumente).
Drückt man auf einem MIDI-Instrument, etwa einem Musik-Keyboard, eine Taste, werden kleine digitale Datenpakete mit Informationen wie Tonhöhe, Anschlagstärke und Vibrato ausgegeben und z.B. an einen Computer übermittelt. Der gewünschte Ton wird dann aus einer Datenbank von vorher aufgenommen Klängen wiedergegeben.
Für das Erstellen einer solchen Datenbank wird ein Instrument „klanglich vermessen“. Im Falle eines Klaviers werden an einem echten Instrument nacheinander alle Tasten mit unterschiedlicher Stärke angeschlagen und aufgenommen. Auf diese Art und Weise lassen sich fast alle Klänge eines Klaviers katalogisieren. Die Klangqualität des MIDI-Keyboards, das einen solchen Katalog verwendet, wird deshalb maßgeblich durch die Qualität der Aufnahme bestimmt. Heutzutage gibt es bereits so gute und detaillierte Klavier-Samples, dass ein hochwertiges elektronisches Klavier kaum mehr von einem echten zu unterscheiden ist.
Schwieriger ist die Erstellung eines Sampling-Katalogs bei Instrumenten mit komplizierterer Klangerzeugung, wie z.B. einer Geige. Der Geigenton wird durch viele kleine Details, wie die Position des Bogens, den Druck der Finger, oder die Spannung der Bogenhaare stark beeinflusst. Außerdem lässt sich ein einmal angespielter Ton, im Gegensatz zum Klavier, weiter verändern. So kann man während des Spielens eines Tons etwa die Lautstärke und das Vibrato kontinuierlich ändern. Zudem können andere Töne stufenlos durch das Rutschen auf dem Griffbrett erreicht werden. Eine vollständige Erfassung all dieser klanglichen Möglichkeiten mit Hilfe von Samples ist nahezu unmöglich. Deshalb wird man, auch wenn dies ein Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Forschung ist, noch auf lange Sicht eine elektronisch erzeugte Geige von einer echten unterscheiden können.














Foto: bb

Die Wissenschaftler:

Wolfgang Keil (28/Foto l.) hat in Jena und Göttingen Physik studiert und promoviert in der AG Theoretische Neurophysik des MPIDS über Selbstorganisationsprozesse bei der Herausbildung des Sehsystems im Gehirn. In seiner Freizeit spielt er Klavier und singt in verschiedenen Vokalensembles. Jakob Metzger (26) hat in London und Freiburg Physik studiert und promoviert in der AG Chaos und Quantenchaos des MPIDS über den Transport in zufälligen Medien. In seiner Freizeit spielt er Geige und Bass. Beide Wissenschaftler treten regelmäßig mit der Band des MPI auf.

„Frag’ den Wissenschaftler“ mit Unterstützung des Max-Planck Institutes für Dynamik und Selbstorganisation