Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analogen?

[Sebastian R.]

Die Simulation eines digitalen Synthesizers bezüglich seines lebendigen
Start-Verhaltens beim Antriggern scheint jeder Hersteller anders umzusetzen.

Wohlbekannt, dass beim Antriggern eines Analogen eine immer andere Stelle
des Schwingungskreislaufes eines OSCs aufgegriffen wird.
Folglich erklingt das Startverhalten der Waves nach jedem Anschlag immer anders.

Die Hersteller scheinen das evtl. jeder auf unterschiedliche Arten bei ihren
digitalen Synthesizer umzusetzen.

Bei meinen digitalen Synthesisern gehen/gingen die Hersteller wie folgt vor.

Clavia Nord Wave und A1:
ein "analoges" Attakverhalten ist (selbstverständlich) vorhanden,
jedoch gibt es keinen Parameter, um ihn in irgend einer Weise zu variieren;
wie er genau funktioniert, weiß evtl. ein VA-Kenner

Access Virus C:
es gibt einen Parameter von 00 (harter punktueller zeitgleicher Startpunkt zweier Waves)
bis 127 (weiches und lebendigeres Attackverhalten, halt "analog")

Ensoniq ESQ-1:
hat zwei Funktionen;
1. punktuell zeitgleicher Start der Sample-Wave, was beim ESQ extrem hart klingt
2. Random-Start der Wave; eine Super-Lösung; bei drei Waves kann man sich vorstellen,
wie lebendig das klingt, wirklich "analoge" Resultate; das hat nichts mit Filter oder "Hybrid" zu tun

Waldorf Streichfett:
wie bei Clavia; auch hier eine fixe "Programmierung", die nicht änderbar ist,
aber bestens gewählt und eingestellt ist

Yamaha Motif XF:
leider nicht möglich; Tipp: erste Voice Start-Delay auf 001 stellen, und weitere Voices
durch geschicktes Attack/Decay-Programmieren einen Bruchteil einer Sekunde
später erklingen lassen, dann klingts "analog" !
Yamaha versucht dieses Verhalten wenigstens bei den Grundwellenformen zu ermöglichen
und bietet z.B. die Saw als mehrere Samples in Phasen A bis D aufgeteilt
im ROM-Speicher an; mit Mega-Schicht-Exzessen (u.a. XA) soll es dann analog klingen;
ein Armutszeugnis, zumal auch die OSCs nicht verknüpft werden können

GEM WS2:
ein Sound besteht hier immer aus zwei Waves, die beim Triggern exakt parallel "gestartet" werden;
folglich klingen die Sounds statisch hard und punktuell, wenn die Attackzeit auf 00 steht

Yamaha EX-5:
eigenartig, aber genial effektiv gelöst: der Startpunkt einer Sample-Wave kann verzögert
eigestellt werden, und zwar in ca. 100stel Sekunden pro Schritt (!); dieses "Start-Delay"
kann in 127 Schritten pro Wave eingestellt werden; triggert man einen Sound mit 2 Sample-Waves gelayert
(beide gleiche Werte und Attacks je 00) und erhöht das Key-On-Delay einer dieser Waves,
dann verhält sich die Attacke dieses Sounds analog und sehr lebendig bei jedem Anschlag; fast so gut wie beim ESQ-1

Roland JU-06:
wie bei Clavia; auch hier eine fixe "Programmierung", die nicht änderbar ist,
aber (nat.) wie ein analoger gelungen klingt (passt hier auch weniger, denn beim Original gab es dieses Thema ja nicht)

Roland JV-2080:
leider verkauft; soweit ich mich erinnere, war auch eine Key-On-Verzögerung der einzelnen Waves
innerhalb eines Patches möglich; inwieweit diese gerastert war (grob wie Motif oder fein wie EX5),
habe ich leider nicht mehr getestet

Wäre schön, wenn User über z.B. Alesis-Synthesizer, Korg oder halt weitere digitale Synthies
über deren Attack-Bearbeitung was sagen könnten.
Es gab auch weitere digitale (welche?), die ähnlich wie beim ESQ-1 auf eine zufällige immer andere
Position der Sample-Wave bei jedem Antriggern zugriff.

 

[Summa]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Man sollte den Einfluss analoger Hüllkurven nicht unterschätzen, auch die haben einen großen Einfluss auf das Attack-Verhalten der Sounds.

 

[Moogulator]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

VCA und Hüllkurven spielen in der Tat eine große Rolle - nicht nur "schnell" sein sondern wie sie zupacken - das formen die meisten - speziell die klassischen "VA" genannten Teile oft eher nicht nach. Virus zB - da fühlt sich das sicher nicht nach Analogsynth an, der hat andere Stärken.

Ja, das ist eine aufwendige Analyse, in Software haben das fxpansion geschafft (jetzt Roli) und daraus etwas gemacht, wo nicht irgendein Vintage-Name dran steht, aber hier liegt das auch am guten Hüllkurvenverhalten.

 

[weird fish]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Bei einem analogen Synthesizer läuft der Oszillator immer, egal ob er gerade zu hören ist, oder nicht. Bei einem DSP-basierenden VA dürfte das in der Regel auch so sein, da es auch am einfachsten ist. Das funktioniert natürlich nur bei zyklischen Wellenformen. Die ganze Plugins werden dieses Verhalten wohl oder übel simulieren müssen.

 

[Cyclotron]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Bei einem analogen Synthesizer läuft der Oszillator immer, egal ob er gerade zu hören ist, oder nicht. Bei einem DSP-basierenden VA dürfte das in der Regel auch so sein, da es auch am einfachsten ist. Das funktioniert natürlich nur bei zyklischen Wellenformen. Die ganze Plugins werden dieses Verhalten wohl oder übel simulieren müssen.

Bei Plugins ist kontinuierliches Berechnen auch möglich - solange das Plugin aktiviert ist, findet processReplacing() bzw. processDoubleReplacing() statt. Ist nur eine Frage der Programmierung.

 

[weird fish]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Bei einem analogen Synthesizer läuft der Oszillator immer, egal ob er gerade zu hören ist, oder nicht. Bei einem DSP-basierenden VA dürfte das in der Regel auch so sein, da es auch am einfachsten ist. Das funktioniert natürlich nur bei zyklischen Wellenformen. Die ganze Plugins werden dieses Verhalten wohl oder übel simulieren müssen.

Bei Plugins ist kontinuierliches Berechnen auch möglich - solange das Plugin aktiviert ist, findet processReplacing() bzw. processDoubleReplacing() statt. Ist nur eine Frage der Programmierung.

Möglich wäre es sicher, die Frage ist eher, ob man es sich erlauben kann, pro Instanz 100te Oszillatoren auf Vorrat "schwingen zu lassen". Gut, man könnte natürlich auch lediglich den Phasenindex berechnen... Am effektivsten wäre da vermutlich eher, bei NoteOn die Zeit zu messen, seit dem der Osc inaktiv war, und die aktuelle Phasenlage kurz auszurechnen.

 

[Anonymous]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

VCA und Hüllkurven spielen in der Tat eine große Rolle - nicht nur "schnell" sein sondern wie sie zupacken - das formen die meisten - speziell die klassischen "VA" genannten Teile oft eher nicht nach. Virus zB - da fühlt sich das sicher nicht nach Analogsynth an, der hat andere Stärken.

Ja, das ist eine aufwendige Analyse, in Software haben das fxpansion geschafft (jetzt Roli) und daraus etwas gemacht, wo nicht irgendein Vintage-Name dran steht, aber hier liegt das auch am guten Hüllkurvenverhalten.

Meinst du den Strobe2?

 

[Cyclotron]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Möglich wäre es sicher, die Frage ist eher, ob man es sich erlauben kann, pro Instanz 100te Oszillatoren auf Vorrat "schwingen zu lassen". Gut, man könnte natürlich auch lediglich den Phasenindex berechnen... Am effektivsten wäre da vermutlich eher, bei NoteOn die Zeit zu messen, seit dem der Osc inaktiv war, und die aktuelle Phasenlage kurz auszurechnen.

Manche machen das durchaus so, z.Bsp. Madrona Labs - bei denen gibt es gar keinen Leerlauf, die rennen immer mit Vollast (war zumindest bei den Demos so, die ich probiert habe).

 

[weird fish]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Möglich wäre es sicher, die Frage ist eher, ob man es sich erlauben kann, pro Instanz 100te Oszillatoren auf Vorrat "schwingen zu lassen". [...]

Manche machen das durchaus so, z.Bsp. Madrona Labs - bei denen gibt es gar keinen Leerlauf, die rennen immer mit Vollast (war zumindest bei den Demos so, die ich probiert habe).

Oha, interessant. Das nenn' ich mal kompromisslos Die Frage ist nur, ob der Endverbraucher das goutiert...

 

[Summa]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Ob die freilaufenden Oszillatoren eine Pseudozufallsstartphase bekommen oder einfach nur weiterlaufen dürfte nur in sehr wenigen Situationen einen Unterschied machen bzw. wahrnehmbar sein.

@Moogulator

Ich meinte doch eher die Wirkung der Hüllkurve auf den Filter, was im Attack Bereich zu Transienten führt, wobei sich das mit komplexeren Hüllkurven recht gut nachbilden lässt.

 

[weird fish]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Ob die freilaufenden Oszillatoren eine Pseudozufallsstartphase bekommen oder einfach nur weiterlaufen dürfte nur in sehr wenigen Situationen einen Unterschied machen bzw. wahrnehmbar sein.

Im Prinzip ja, aber wenn man eine durchgehende 8tel oder 16tel Basslinie spielt, kann die Startphase schon als rhythmische Variation/Schwebung wahrnehmbar sein, wenn der Oszillator im Hintergrund weiter läuft. Beim Zufallsprinzip gibt das nur Chaos. Wobei bei einem Polysynth (egal ob Analog oder Digital) bei dem jeweils eine andere Stimme zum Einsatz kommt, das genau so passieren kann/wird.

 

[ZH]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Der Oszillator muss ja nicht dauernd "schwingen", es reicht ja einfach, wenn intern ein Zaehler die Zeit weiterzaehlt. Sobald der Oszillator dann Toene machen soll (also getriggert wird durch Envelope), dann kann er auch anhand der aktuellen Zeit einfach errechnen, an welcher Stelle der Welle er gerade ist und ab dort dann Toene generieren.

EDIT: Dieser Zaehler ist dann auch global fuer den gesamten Synthesizer, nicht nur fuer den einen Oszillator. Er kann also 100 Oszillatoren haben, den Zaehler ("die Uhr") braucht man jedoch nur einmal.

 

[Cyclotron]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Bei den einfacheren Osc würde es reichen, die Samples zu zählen. Etwas schwieriger wird es, wenn sich die Auslenkung nicht direkt aus der momentanen Phase ableiten lässt, sondern vorhergehende Werte mit einbezieht.

 

[Sebastian R.]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Zyklische Welenformen, die bei VAs dauerhaft schwingen? Da geht mir ja das Herz auf...
Dürfte technisch ja heute auch auch auf digitaler Ebene normal sein (VA).
Problem bleibt bei Nicht-Zyklischen, bzw längere Loop-Waves, da bleibt doch nur der Eingriff mittels Startpunkt-
Verschiebung (100stel sec), Zufalls-Treffer auf die Position der Wave bei jedem Tastenanschlag, Schichtbetrieb mit 8 Sägen und ähnliches. Die Hüllkurven bei Digitalen mit Sample-Wellen man muß man doch eh selbst gestalten, ganau
wie ein Random-LFO u.a., um ein analogen Startverhalten zu simuliren und zu verstärken.

 

[starling]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Sprichst Du jetzt von Wavetables oder von Samples?
Bei Wavetables hast Du normalerweise genauso freilaufende Oszis, es sei denn du programmierst
explizit einen Trigger ein der bei Gate die Phase zB auf 0 setzt.

Bei Samples startet man normalerweise vorne, da ist analoges Verhalten idR auch gar nicht erwünscht.

Sagen wir es ist ein Sample wie Bassdrum oder Piano oder Cello wo die Attackphase wichtig ist,
dann will man in der Regel von vorne starten.

Ist es ein reiner Loop, ohne Attackphase, muss man nicht resetten.

Man kann natürlich auch den Samplestartpunkt auch zB abhängig von Velocity verschieben
um mehr oder weniger Attackphase zu haben.
Daß das Sample dann angeschnitten ist, ist aber eher unerwünscht.

Jedenfalls laufen Oszillatoren in der Regel erst mal frei und ein Reset ist eher die Ausnahme
die man explizit einbauen muss, und Samples starten idR von vorne oder abhängig von Velocity
was aber nur in Verbindung mit Hüllkurven sinnvoll ist.

 

[Cyclotron]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Zyklische Welenformen, die bei VAs dauerhaft schwingen? Da geht mir ja das Herz auf...
Dürfte technisch ja heute auch auch auf digitaler Ebene normal sein (VA).
Problem bleibt bei Nicht-Zyklischen, bzw längere Loop-Waves, da bleibt doch nur der Eingriff mittels Startpunkt-
Verschiebung (100stel sec), Zufalls-Treffer auf die Position der Wave bei jedem Tastenanschlag, Schichtbetrieb mit 8 Sägen und ähnliches. Die Hüllkurven bei Digitalen mit Sample-Wellen man muß man doch eh selbst gestalten, ganau
wie ein Random-LFO u.a., um ein analogen Startverhalten zu simuliren und zu verstärken.

Bei nichtzyklischen Waves merkt doch eh niemand, ob man nun eine Zufallsphase oder einen "korrekten" Startpunkt nimmt. Eben weil sich nix wiederholt.

 

[Sebastian R.]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Samples meine ich insofern, wenn es klassische Wellenformen sind (Saw, Square, Pulse, u.ä.),
wie sie ein Motif oder JV-2080 haben, welche von den Geräten analoges Leben im Attackverhalten
ermöglichen sollen. Natursounds bitte völlig ausgenommen.
Ein EX-5 macht es mit Bravour, und ein Motif XF versagt hier, weil dafür eine Funktion schlichtweg vergessen scheint.
Der Motif (XF) ist der einzige "Synthezizer" den ich habe, der NUR ADSR und Filter kann, sonst nichts.
Deshalb benutze ich ihn auch nur als Sampler, denn Synthesizer-Sounds kann er aus puren Samples wie Saw, Sine,
Puls und Co selbst kaum erstellen.
Selbstverständlich muß eine Piano-Wave von vorne beginnen, die brauch ja auch kein lebhaftes
Attackverhalten. Aber wenn ein JV-2080 ein Synthesizer-Sound bereitstellen will, bestehend aus vier
Tones (Waves), alle mit Saw belegt, und zeitlich punktuell exakt parallel beim Triggern starten,
weiß jeder, wie sch..... das klingt. Dafür hat er das Key-On-Delay und haucht dem Attack analoges
Leben ein. Das hat nichts mit Hüllkurven in der ADSR zu tun.
Ich habe oft auf den Blo geschimpft; er hatte aber super analoges Attackverhalten,
ich weiß aber nicht mehr, ob es einen Parameter wie beim Virus dafür gab (Vergangenheit, weil verkauft).

 

[Cyclotron]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Selbstverständlich muß eine Piano-Wave von vorne beginnen, die brauch ja auch kein lebhaftes
Attackverhalten.

Lass das mal keinen Pianisten lesen.

Btw. der Virus kann das auch, aber man kann es bei Bedarf abschalten. Deshalb hab ich ihn gekauft und den MicroQ verschrottet.

 

[fanwander]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Roland JU-06:
wie bei Clavia; auch hier eine fixe "Programmierung", die nicht änderbar ist,
aber (nat.) wie ein analoger gelungen klingt (passt hier auch weniger, denn beim Original gab es dieses Thema ja nicht)

Ich verstehe nicht, warum es das Thema nicht gegeben haben soll. Nur weil es ein DCO ist, hat er ja noch lange keinen Oszillator-Reset auf den Note-On. Der läuft genauso frei.

 

[Sebastian R.]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Roland JU-06:
wie bei Clavia; auch hier eine fixe "Programmierung", die nicht änderbar ist,
aber (nat.) wie ein analoger gelungen klingt (passt hier auch weniger, denn beim Original gab es dieses Thema ja nicht)

Ich verstehe nicht, warum es das Thema nicht gegeben haben soll. Nur weil es ein DCO ist, hat er ja noch lange keinen Oszillator-Reset auf den Note-On. Der läuft genauso frei.

Ja das habe ich schwammig formuliert, "fixe "Programmierung"" ist blöd gewählt.
Seitdem ich nun weiß, dass auch der OSC eines VA frei läuft, bedarf es meiner Erleuchtung nach in der OSC-Erzeugung
bei Note-On nat. kein eigenes Attack-Know-How, denn es wird ja w.o. beschrieben ein OSC errechnet, der brav seine Runden dreht,
und der bei Note-On immer anders klingt.
Ich stelle fest wie schwierig es ist, die Dinge zu erklären, damit es die meisten verstehen,
sowie Namen und Bezeichnungen zu finden.
In einem Bericht der Zeitschrift "Keyboards" wurde dieses Phänomen in den 1990ern mal thematisiert,
dass das für die Hersteller virtueller Analogsynthese eine Herausforderung darstellt.

 

[swissdoc]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Das Thema ist es schon wert, durchdacht zu werden. Es geht allerdings nicht um Attack, sondern um die Startphase bzw. Das freie Schwingen der Oszillatoren.

Hier muss dann noch unterschieden werden zwischen den veschiedenen denkbaren Typen:
Samples
Single Cycle Waveforms
simulierten VCO oder DCO

Ausserdem, ob es um monophone, polyphone oder gar multitimbrale Geräte geht. Bei realer Hardware ist ein Oszillator ja physikalisch existent. In einem VA, besonders bei so Geräten wie Virus oder Q+ wird eine Stimme ja quasi zur Laufzeit aus dem Nichts erzeugt. Vorher gab es da ja noch gar nichts. I.d.R wird man hier eine zufällige Startphase finden, die nichts von der Historie dieser Stimme wissen muss und auch nicht kann.

Wenn man in so einem Gerät den Effekt eines monophonen Synths mit durchlaufender Schwebung erzeugen will, dann geht das nur bei monophoner Einstellung und auch nur, wenn die maximale Stimmenzahl nicht gerade Überschriften ist.

Der Streichfett simuliert übrigens die Top Octave Divider Schaltung aus den alten String Machines. Hier schwingt der Master-Oszillator eh durch und Oktaven z.B. sind phasenstarr. Wieder eine andere Baustelle.

 

[Summa]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Aber wenn ein JV-2080 ein Synthesizer-Sound bereitstellen will, bestehend aus vier
Tones (Waves), alle mit Saw belegt, und zeitlich punktuell exakt parallel beim Triggern starten,
weiß jeder, wie sch..... das klingt. Dafür hat er das Key-On-Delay und haucht dem Attack analoges
Leben ein. Das hat nichts mit Hüllkurven in der ADSR zu tun.

Frei laufende Oszillatoren sind sicher kein Fehler, aber man sollte das Feature nicht überschätzen, als Ausgleich bieten viele der von dir genannten Rompler meist ein oder mehr LFOs und ein VCF + dazugehöriger Hüllkurve und zudem noch Hüllkurven für Lautstärke und Tonhöhe pro Partial/Multisample. Man muss die vorhandenen Funktionen nur entsprechend nutzen.

Hier 'ne kleine Fantom XR Synthese Demo, die ich vor einigen Jahren gemacht hab...


play:

 

[Sebastian R.]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Danke für die Top-Erklärung.
Welche Mini-Audio-Programme sind das, welche die Demos hier platzieren (keine Clouds),
dann könnte ich würde auch mal ein Demo posten.
Ups, ich glaube, man braucht dazu eine HTML-Code-Bezugsquelle ?!

 

[Summa]

Re: Wie simulieren Digitale das Attackverhalten eines Analog

Danke für die Top-Erklärung.
Welche Mini-Audio-Programme sind das, welche die Demos hier platzieren (keine Clouds),
dann könnte ich würde auch mal ein Demo posten.
Ups, ich glaube, man braucht dazu eine HTML-Code-Bezugsquelle ?!

Nö, MP3play reicht, kürzere Sachen (aktuell 2MB?) kannst du sogar direkt ins Forum hochladen. Im Antwort-Editor hochscrollen bis "Dateianhang hochladen" zu sehen ist.