/dev/radio :: Home

Datum:	10.03.2013
Moderatoren:	hannes, michi

Download:	devradio234.mp3 devradio234.ogg

Heute geht es um "digital sound", also digitale Töne. Was sind eigentlich Töne und welche Eigenschaften haben sie? Wie kann man sie erzeugen? Diese und weitere Fragen beantworten wir in dieser Sendung.

Playlist

Strange Zero -- Newborn Butterflies Songs 1 to 4
Tim Opie -- Where the Wind meets the Sea

Code

Aller Code der Hörbeispiele ist unter BSD3 Lizenz verfügbar. Der Code wurde nur mit SuperCollider 3.6 unter MacOSX getestet. Lautsprecher nicht zu laut einstellen!

Shownotes (eventuell in etwas anderer Reihenfolge als in der Sendung)

Newsueberblick

Beta der Zeit Online API: developer.zeit.de
- Inhalte seit 1946 der ZEIT und von ZEIT ONLINE
- Index aus mehreren hunderttausenden Artikeln
- Benutzung der Schnittstelle ist für nicht-kommerzielle Anwendungsfälle kostenlos
Sueddeutsche: So lebt Europa
- Interaktiver Atlas, 50 Statistiken aus 300 Regionen
- http://www.sueddeutsche.de/politik/interaktiver-atlas-so-lebt-europa-1.1615912
- Wo verdienen Menschen am meisten? Arbeitslosigkeit, Bildung, Gesundheit
- max. Patente in BW, Campingplaetze
Facebook sperrt Museumsseite wegen Nacktbild von 1940
- http://www.spiegel.de/netzwelt/web/nackte-fotokunst-facebook-sperrt-museumsseite-wegen-pornografie-a-887391.html
Chromebook Pixel
- high-end hardware mit low-end betriebssystem
dunkelster Winter seit Beginn der Wetteraufzeichnungen

Digital Sound

Begriffsklärung

digital sound synthesis == digitale Tonerzeugung
digital == auf basis von 1 und 0, mit hilfe von hardware oder software; nicht analog
Ton == akustisches Ereignis (s.u.) http://de.wikipedia.org/wiki/Ton_(Musik)
Erzeugung == Generierung entweder aus dem Nichts oder auf Basis schon vorhandener "Töne" oder "Geräusche"
Geräusch == akustisches Ereignis, dem einige Eigenschaften gegenüber dem Ton fehlen

Eigenschaften von Tönen

Tonhöhe (pitch)
- Frequenz (insbesondere des "Grundtons")
Lautstärke (loudness)
- Amplitude
- Schalldruck
Klangfarbe (timbre)
- Obertonverteilung
Tondauer (duration)
- is klar, ne
Artikulation (articulation)
- Ansprache, wie der Ton gespielt wird
- Envelope
  - attack, decay, sustain, release
Lokalsierung (spacialization/diffusion)
- wo im "Raum", ausgehend von der Kopfposition

Geräusche haben (fast) keine erkennbare Tonhöhe

Grundton

Die Frequenz, die wir als Frequenz eines Klanges/Tones ansehen
meist die tiefste Frequenz, die am Ton beteiligt ist

Obertonreihe

http://de.wikipedia.org/wiki/Oberton#Die_Obertonreihe
ein Ton existiert in der Natur niemals als reiner Sinuston
selbst wenn wir einen Sinuston abspielen, verfälschen Verstärker, Lautsprecher, Umgebung den Ton und es kommt etwas Sinusähnliches heraus (wenn wir Glück haben)
die Obertonreihe geht von einem Grundton mit Frequenz f aus.
in der Obertonreihe sind nun alle Vielfachen von f.
also Prim, Octave, Quint über der Octave, Quart über der Quint, usw
später kommen Töne, die nicht mehr so einfach in unser westliches Notensystem passen, da die Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Tönen notentechnisch immer kleiner werden.
Die Klangfarbe wird nun durch die "Gewichtung" der einzelnen Frequenzen im ganzen Klang bestimmt. Viele tiefe Vielfache führt eher zu einem vollen Klang, während hohe Vielfache zu einem schrillen Klang führen.

Lautsprecher

http://de.wikipedia.org/wiki/Dynamischer_Lautsprecher

Monochord und Pythagoras

Erzeugung

Additive Erzeugung
- Mischung einzelner Grundlegender Wellenarten um einen neuen Klang zu erzeugen
Subtraktive Erzeugung
- Herausfiltern einzelner Frequenzen aus einem (komplexen) Signal um einen neuen Klang zu erzeugen
Granulare Synthese
- http://www.granularsynthesis.com/
Physikalische Modellierung
- http://de.wikipedia.org/wiki/Physikalische_Modellierung_(Klangerzeugung)

Additive Synthese

grundlegende Wellenarten
- Sinus
  - Die Welle schlecht hin. Alle anderen Wellenarten können aus dieser gebaut werden, insb. auch die nachfolgenden.
  - einfach mal ein Bild anschauen
  - Eventuell Blockflöte als nächstes oder Monocord

{SinOsc.ar(freq:440, phase:0, mul:1, add:0)}.play;

Dreieck
- ungerade vielfache der grundfrequenz mit amplitude *1/(N^2)

{LFTri.ar(freq:440, iphase:0, mul:1, add:0)}.play;

Quadrat
- ungerade vielfache der grundfrequenz mit amplitude *1/N
- hier kann man auch PWM machen

{LFPulse.ar(freq:440, iphase:0, width:0.5, mul:1, add:0)}.play;

Sägezahn
- am Anfag des Zyklus plötzlich auf 1 und dann gerade abfallend bis zum Ende auf 0
- alle vielfachen mit amplitude *1/N

{LFSaw.ar(freq:440, iphase:0, mul:1, add:0)}.play;

Arten der Modulation
- einfache Addition
  - Damit können wir alles bauen. Rechenintensiv.
- Amplitudenmodulation
  - nicht hörbare Frequenzen
    - tremolo
  - hörbare Frequenz
    - sidebands bei +/- modfreq
- Frequenzmodulation
  - nicht hörbare Frequenz
    - vibrato
  - hörbare Frequenz
    - abhängig von amplitude der modfreq N viele sidebands
    - sidebands bei [1..N]*(+|-)*modfreq

Subtraktive Synthese

Geräusch / Eingangssignal
- weißes Rauschen
- braunes Rauschen
- graues Rauschen
- pinkes Rauschen
- Mikrofon
- andere Signale
Filter
- LPF
  - Tiefpass
  - alle Frequenzen unterhalb der "cut-off"-Frequenz kommen durch
- HPF
  - Hochpass
  - alle über cut-off kommen durch
- BPF
  - Bandpass
  - alle Frequenzen in einem Bereich gewisser Breite um eine Frequenz kommen durch
- NF / BRF
  - notch filter
  - band reject filter
  - Bandlösch
  - alle Freqenzen in einem Bereich um eine Freqenz werden gelöscht

Hörtipp

Iannis Xenakis -- Musiker, Architekt und Mehr