Modulare Synthesizer

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Bei der Vdini-Veranstaltung am 13. April sind wir zu Gast am Lehr- und Forschungsbereich Informatik der Fakultät Informatik und Medien an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig.

Wir lernen zwei interessante Ausschnitte der Informatik kennen, indem wir diese selbst ausprobieren:

Virtuelle und Erweiterte Realität (Herr Professor Kiran Varanasi)

Wir setzen eine 3D-Brille auf und bewegen uns in virtuellen Räumen und (.. TODO was machen wir dann dort?)

Computermusik (Herr Professor Johannes Waldmann)

Wir lernen, wie ein modularer Analog-Synthesizer Geräusche und Klänge erzeugt und verändert und probieren das mit einer grafischen Programmiersprache selbst aus. Wir simulieren den Klang einer Trommel, das Tatü-Tata eines Martinshorns und erzeugen Geräusche, die es in der Natur gar nicht gibt. Damit wir das Resultat auch hören - bringen wir Kopfhörer mit! (Anschluß: kleiner Klinkenstecker, 3.5 mm stereo)

Das ist ein Beispiel für ein wichtige Anwendung der Informatik: Ein physikalischer Vorgang wird mathematisch modelliert und das Modellverhalten durch ein Computerprogramm simuliert, damit man seinen Verlauf voraussehen und die Auswirkungen von Modell-Änderungen untersuchen kann. (Wir drehen an Einstell-Reglern, der Klang ändert sich.)

Der analoge Synthesizer und seine Simulation zeigen: ein informationstechnisches System besteht aus Hard- und Software-Komponenten, die über Schnittstellen miteinander verbunden sind. (Wir verbinden die Synthesizer-Module durch Drähte.)

Wer es genauer wissen möchte … sollte an der HTWK Informatik studieren!

Notizen zum Inhalt

mechanische Schwingung (Stäbe in Kinderklavier (Rhodes-Piano))

  • unterschiedliche Länge -> unterschiedliche Tonhöhe (Frequenz)
  • unterschiedliche Anschlag-Stärke -> unt. Lautstärke (Amplitude)

Klavier von oben Klavier von unten

elektrische Schwingung (in Moog Grandmother)

  • Frequenz u. Lautstärke durch Steuerspannung, diese durch Einstellregler
  • unterschiedliche Klangfarbe von Sinus, Dreieck, Rechteck
  • Filter (Tiefpaß) für Abschwächung hoher Töne (Ton-Anteile)
modularer Synthesizer

digitale Simulation von elektrischen Schwingkreisen (AMS)

AMS: ALSA Modular Synthesizer

  • PCM Out: Verbindung zur Schnittstelle für Kopfhörer
  • VC (spannungsgesteuerter) O (Oszillator)
    • mit PCM-Out verbinden
    • Frequenz (Oktave) einstellen
  • LF (Niedrig-Frequenz) O (Oszillator)
    • Ausgang LFO (Triangle) -> Eingang VCO (Freq) (automatische Änderung der Frequenz)
    • Ausgang LFO Rectangle probieren (tatütata)
    • Ausgang S/H (Zufallszahlen)
  • Quantisierer (zwischen LFO-SH und VCO Freq) Einstellen auf 12-Ton, Dur-Akkord, Moll-Akkord
  • VC (spannungsgesteuerter) F (Filter) zw. Ausgang VCO und PCM-Out
  • Delay (Verzögerung) im Menü Time Modifiers) zw. Ausgang VCF und PCM-Out
    • Vorsicht: vor dem Anschließen die Verzögerunszeit hochsetzen - sonst stürzt Programm ab
    • Delay mit Rückführung der Ausgabe (über Mix 2->1)
    • zwei Delay in Reihe, mit Rückführung (siehe Bild unten)
  • Frequenz des VCF durch weiteren LFO steuern
  • VCO ersetzen durch Rauschquelle (CV Operations/Noise) Klangfarbe durch VCF dahinter

Ähnliche Schaltung:

ams

von dieser Schaltung erzeugtes Audio-Signal.

Diese Beschreibungsdatei kann in AMS geladen werden und dann die Parameter verändert. (Synthese starten, dann rechte Maus auf Modul öffnet Menü für Einstellung seiner Parameter durch Schieberegler.)

Technische Hinweise

AMS: ALSA Modular Synthesizer, ist freie Software, ist in den gängigen GNU/Linux-Distributionen als Paket enthalten. (ALSA: advanced Linux sound architecture)

Benutzung von AMS mit jack (z.B. Debian 12):

ams --jack &
qjackctl & # im Verbindungsgraphen ams:out mit system:in verbinden
alsamixer # Soundkarte auswählen, Lautstärke regeln

Benutzung von AMS mit pipewire (z.B. Fedora 40):

pw-jack ams --jack &
qpwgraph & # Verbindung wie oben