Andere Synthesearten


Hier erst einmal eine alphabetische Aufzählung all dessen, was unter "Synthese" angepriesen wird.
Eine Kurzbeschreibung sorgt für erste Lichtblicke.      

Hier: übersicht                                                                                                

01        Additive Synthese (Fourier Synthese)
Bei der Additiven Synthese wird das Klangspektrum Oberton für Oberton aufgebaut. Jeder Oberton hat Amplitude, Frequenz und Phase.

02        AFM   >14

03        AI        >35

04        AM (Amplitudenmodulation)- Synthese  >24
Die Lautstärke einer Trägerfrequenz wird von außen manipuliert, z. B. durch eine andere Schwingung. Keine Synthese, sondern eine Prozedur.

05        Analoge Synthese >38
Eher eine Hardware-Klassifikation: es werden analoge Daten manipuliert. Die Sound Parameter sind stufenlos regelbar und werden sehr schnell erzeugt;  Chaotische Prozesse und Fertigungstoleranzen der analogen Bauteile machen das erzeugte Audiosignal sehr beliebt. Es wird nichts gerechnet, da die Vorgänge am Steuerungelement analoge Veränderungen am Klang bewirken. Bei der digitalen Klangverarbeitung (DSP = Digital Sound Processing) wird das Verhalten analoger Schwingkreise rechnerisch simuliert: Digitale Synthesizer sind "physical models" von analogen!

06        AWM              >35

07        AWM 2           >35

08        Composite Synthesis
Man mischt künstliche und gesamplete Klänge zu einem neuen Klangereignis.

09        Convolution
Oberbegriff für eine Mathematische Prozedur, aus der u. a. Modulation, Filterprozeduren, zeitliche Verläufe (Hall etc.) und Cross Synthese abgeleitet werden können.          

10        Cross Modulation                    >34

11        Digital Signal Processing          >13

12        Direct Digital Synthese
Ein Computer rechnet das digitale Material von vorhandenen waves um; diese Transformation nach bestimmten Rechenvorschriften bringt neue Klänge hervor.

13        DSP (= Digital Signal Processing);
Verarbeitung von durch Zahlen repräsentiertem Sound (digital-binär). Kernbegriff der Software Synthese.

14        FM (Frequenzmodulation)-Synthese; hierzu gehört auch AFM (Advanced FM).
Ein Sinusoszillator (Träger, carrier) kann durch einen Regler verstimmt werden. Ist dieser Regler ein anderes schwingungsfähiges Gebilde (modulator), entstehen komplexe Oberschwingungen, deren Beschaffenheit allerdings schwer vorher zu bestimmen ist.

15        FMX   >34

16        Fourier Synthese          >01

17        Formant Shaping          >01

18        Formant Synthese 
FM-Synthese und ein paar Algorithmen und ein paar Filter

19        Granular Synthese
Viele sehr kleine gesamplete Klangabschnitte werden per Algorithmus neu zusammen gesetzt. Im Unterschied zum > 44 (Wave Sequencing) sind hier die Sample Abschnitte so kurz, dass sie nicht mehr als Impulse empfunden werden, sondern als Klangfarben.

20        iPD >28

21        Karplus-Strong-Synthese >29
Ausgangspunkt ist ein Pulsklang oder ein explosives Geräusch, das eine delay-Einheit mit Rückkopplung anregt; bei bestimmten Voraussetzungen kommt es zu einem Klang mit definierter Tonhöhe. Diese Synthese wird zur Bildung von Klängen gezupfter Saiten oder anderer Klänge mit perkussivem Charakter benutzt.

22        Linear Arithmic Synthese
Dieses Syntheseprinzip geht von der Annahme aus, dass das Ohr zur Identifizierung eines Klanges in erster Linie auf seine Attackphase (Einschwingphase) achtet.

23        Linear Predictive Coding (LPC)
Wird zur Sprachsynthese  benutzt.; eine Art von Resynthese, die sehr großen Wert auf die Formung des Endklanges durch Filter legt. Verwendung bei Spracherzeugung.

24        Modulations Synthese ;
von Curtis Roads im "Computer Music Tutorial" geprägt. Hierunter fallen z. B. 02, 03, 10, 14 und 15.

25        Multiwave Synthese
Hat sich hier eingeschlichen, hat nichts mit unserem Thema zu tun, gibt es aber, bis hin zu Anwendungen in der Lasertechnik. Das Interessanteste bei der Web Suche war eine Technik, die anscheinend die Periode (Frequenz) der Stromversorgung änderte (also zum Beispiel von 50 auf 90 Hz hier in Deutschland) und/oder sogar die Sinuscharakteristik der Wechselspannung deformierte! Das alles, um im Audio-HiFi-Bereich klangliche Verbesserungen zu erreichen.

26        Nekrosynthese
(Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung vom 14.04.02); zur Auflockerung eingeflochten: Auf Seite 62 unter "Radio Jenseits" erfahren wir, dass Mitglieder des "Vereins für Transkommunikationsforschung" Radiosignale aufnehmen. Mit der Software "Cool Edit" zerhackt man die Signale in Stücke von 50 Millisekunden, die dann nach dem Zufallsprinzip zu Silbensalat gemischt werden. Aus dieser Mischung hört man dann Worte und Sätze, Antworten auf die Fragen, die man während der Aufnahme gestellt hat. Kein Kommentar.

27        PCM   (= Pulse Code Modulation) >35 
Methode, um ein analoges Signal (Audio) in Zahlenwerte umzuwandeln (Digitalisierung), keine Synthese Methode

28        Phase Distortion Synthese; hierzu gehört die iPD (interactive Phase Distortion)
Arbeitsweise an die FM Synthese angelehnt; jedoch wird der carrier durch ein Wave-shaper-Modul modifiziert..

29        Physical Modeling (auch: modelling)
Physical Modeling versucht mathematisch exakt die Instrumente zu beschreiben. Bogen, Saiten, Resonanzkörper, der Vorgang der Klangerzeugung selbst, all das wird in komplizierten mathematischen Formeln nieder gelegt. Zur Modellbildung gehören z. B. Karplus-Strong oder waveguide.

30        Pulse Width Modulation
PWM (Pulsweitenmodulation) geschieht analog. Die Wellenform des Oszillatorpulses ist in der Weite modulierbar durch einen anderen Oszillator (LFO) oder durch eine Hüllkurve (envelope).

31        RCM (Realtime Convolution, eine Modulation Synthese)
ausgebaute FM Synthese

32        Resonance Modulation
Bezieht sich auf die Veränderung der Filter Resonanz

33        Resynthese
Setzt eine vorherige Analyse voraus. Digital durchgeführte Additive Synthese, die auf Werten beruht, die von einer Fourier Analyse kommen. Die Fourier Analyse, die an einem Sample durchgeführt wurde, kann diesen also resynthetisieren, aber wozu? .
Tja, das ist das Geniale: Die Hüllkurven Parameter (Amplitude, Frequenz) eines jeden Partialtones können verändert werden, ohne dass sich die anderen Klangeigenschaften ändern, wichtig zum Beispiel für Tonstauchung und -dehnung ("Time Stretching"), Digitalpianos (Anschlagsdynamik) und formantunabhängige Transpositionen (Vermeidung des "Micky-Mouse-Effektes").
Den kombinierte Gebrauch von Analyse und Resynthese findet man beim Phase Vocoder und bei der Linear Predictive Coding (LPC).

34        Ringmodulation
Hierzu gehören auch "cross modulation" und FMX ("frequency cross modulation").
Benennung nach der Verschaltung der (ursprünglich analogen) Bauelemente; wie AM, jedoch fehlt der Trägerton. Keine Synthese, sondern eine Prozedur. Zwei originale Frequenzen werden am Ausgang mit Summe und Differenz der Ausgangstöne gemischt. Es lassen sich inharmonische Obertonspektren erzeugen (metallischer Klang).

35        ROM-Sample-Synthese (sample playback)
PCM (Pulse Code Modulation) liefert die Zahlenwerte; AWM (Advanced Wave Memory),
AWM2 (Advanced Wave Memory Version 2) und AI (Advanced Integrated); Gespeicherte Samples werden abgespielt

36        Sample Playback >35


37        Scanned Synthesis
Geschieht durch das Abtasten eines Objektes. Der so gewonnnene Umriss (shape) wird als transformierendes Element eines Samples benutzt. Interessant ist, dass das Objekt alles sein kann, z. b. auch ein Gemälde oder eine Bevölkerunsstatistik!

38        Subtraktive Synthese
Die Arbeitsweise basiert auf sehr obertonreichen Wellenformen, die von einem oder mehreren Oszillatoren erzeugt werden und in ihrer rohen Form steril und hart klingen. Diese Wellenformen werden von Filtern bearbeitet, die ihnen bestimmte Klanganteile entziehen. Meist werden Obertöne beschnitten, d.h. der harte Klang wird durch das Filter dunkler. Da das Filter von außen steuerbar ist, kann seine Wirkung im Zeitverlauf durch Modulationen, Hüllkurven oder Spielhilfen (Controller) gesteuert werden.

39        Time Slice Synthese
Das Time -Slice-Verfahren ist eine Abwandlung der Fouriersynthese. Der Klang wird dabei durch Obertonspektren gebildet, die im zeitlichen Verlauf hintereinander angeordnet werden. Der Oszillator blendet (interpoliert) dann von einem Spektrum zum anderen über. Jedes Spektrum hat also eine "Zeitscheibe" (Time Slice).

40        Transitional Synthesis
(= übergangs Synthese); es wird hier rechnerisch (durch Interpolieren) ein fließender übergang zwischen zwei ähnlichen Ereignissen gestaltet. Bei der > 47 geschieht der übergang von einem filter shape zum anderen.

41        Vector Synthese
Die Vektor-Synthese ist eine Erweiterung der Wavetable-Synthese. Vier Oszillatoren werden entweder durch einen Joystick, eine Hüll kurve oder andere Controller gesteuert. Allgemein: V. S. ist eine Technik, die es ermöglicht beliebig in Echtzeit von einer Klangquelle zur anderen zu "faden" (überzuleiten).

42        Virtual Synthesis >29

43        Wavelet Analyse;
Variante zur Fourier Analyse bei der Zergliederung von Klangereignissen.
Wavelets sind mathematische Funktionen, die Ereignisse in beliebige Frequenzkomponenten aufspaltet. Die Ergebnisse können dann in beliebiger Auflösung betrachtet werden, was nach Fourier nicht geht. Darüber hinaus können auch Funktionen mit Spitzen und Sprüngen untersucht werden.

44        Wave Sequencing
Kleine Teile verschiedener Samples werden linear zu einem neuen kombiniert.

45        Waveshaping
Klangveränderung des Originals durch eine nicht-lineare Funktion (Algorithmus, Rechenvorschrift). Dies führt zur Verzerrung (distortion, fuzz), die aber kreativ genutzt werden kann, da auch Resonanz auftaucht.

46        Wavetable Synthese 
1) Man versteht unter dieser Synthese die Klangerzeugung auf der Basis fertiger, digitaler Wellenformen, die entweder durch additive oder subtraktive Nachbearbeitung geformt und zu Klängen verarbeitet werden. Diese Wellenformen liegen als fest abgespeicherte Zahlentabellen (wavetables) im ROM-Speicher des Synthesizers vor.
2) Manche Hersteller benutzen diesen Begriff, um damit das Vermögen von Soundkarten zu bezeichnen, die ihre Samples für das Playback in tables ( = Tabellen) im RAM gespeichert haben, das hat aber nichts mit Synthese zu tun.

47        Z - Plane Synthesis 
Gestaltung des übergangs zwischen zwei Filterprofilen.
Es folgt nach der Klärung der Begriffe eine Neueinteilung, strenger ist als die der Site "überblick".

Einige Begriffsbestimmungen vorab :
sample
(engl. = Probe);
1)         die Aufzeichnung eines konkreten Klangs;
2)         die Zahlendarstellung von 1) (= Digitalisierung) geschieht durch die Puls Code Modulation, PCM), die keine Modulationsform der Klangsynthese ist. Das Abtasten der Schwingung geschieht mit einem A/D-Wandler (analog/digital).
wave
(engl. = Welle); oft auch (fälschlich) für: Schwingung (korrekt : oscillation)
wave form:
Wellenform, Schwingungsform
wave generator:
Oszillator, der gespeicherte Samples ausliest (= table-lookup).
wave table:
Produkt von PCM; Tabelle, in der eine Schwingung über einen zeitlichen Verlauf digital erfasst ist
table lookup:
s. o.; hat nichts mit Wavetable Synthese zu tun! Diese, von Curtis Roads ("Computer Music Tutorial") sogenannte "Fixed-waveform table-lookup Synthese" ist die elementare Tätigkeit eines Oszillators, liest dieser doch genau/nur eine Periode einer Grundwellenform (z. B. Sinus oder Sägezahn) aus und sendet diese immer wieder, solange wie gewünscht, zu einem D/A-Wandler. 

Die frühen Synthesizer arbeiteten mit physikalischen Größen wie etwa Spannung, um Klänge zu bearbeiten. Die Klangmerkmale veränderten sich analog zu der angelegten physikalischen Größe. Da bei dieser Analogen Synthese die Filter und Hüllkurvengeneratoren den vorhandenen Klang durch Wegnehmen beeinflussten, spricht man auch von Subtraktiver Synthese

Mit was arbeitet man bei der Klangsynthese?
1)         mit analogen oder digitalen Samples
2)         mit elementaren Wellenformen
3)         nur mit Zahlen und mathematischen Prozeduren (digitaler Klang) 

Mit Samples arbeiten: ROM-Sample-Synthese (Sample Playback), AWM, AWM 2, AI, Direct Digital Synthesis, Granular Synthese, PWM, Scanned Synthesis und Transitional Synthesis (Wave Sequencing, Wave Table Synthesis, Vector Synthesis)

Mit elementaren Wellenformen arbeiten die Additive Synthese (für Puristen die einzig wahre Form der Synthese), auch Fourier Synthese genannt, das Formant Shaping, Time Sclice Synthese und die Modulations Synthesen.
Die Modulations Synthesen sind Spezialtechniken, die aus der Additiven sowie Subtraktiven Analyse mit nachfolgender Resynthese hervor gegangen sind. Hierzu zählen: AM, FM (AFM), Ringmodulation (FMX, cross modulation), Phase Distortion (iPD), RCM, Resonance Modulation (Filter), Wave Shaping und  Formant Synthese. Zur Resynthese gehören LPC und der Phase Vocoder.

Oberbegriff für den digital repräsentierten Klang ist DSP (= Digital Signal Processing, digitale Signal Bearbeitung). Zahlen, die Klänge darstellen, werden nach bestimmten Rechenvorschriften berabeitet und werden zu neuen Zahlen, die -umgewandelt- analog gehört werden können. Hier kommt der Convolution eine besondere Bedeutung zu: Mit dieser Prozedur, auch cross modulation gennannt, lässt sich so ziemlich alles erklären: Modulation, Filter, Reverberation und Cross Synthese. Das Physical Modelling ("modeling" geht auch) oder Virtuelle Synthese gehört mit Karplus-Strong Synthese und waveguide auch hier hin.
Mischformen der Synthese sind Composite Synthese und die Linear Arithmic Synthese.
HIER eine übersicht über die verschiedenen Syntheseformen (es gibt noch mehr Einteilungen, aber das langt erst mal).