Homestudio/ Anhang1

Parameter der Signalbearbeitung

Das weite Feld der Signalbearbeitung soll hier noch einmal kurz und methodisch aufgegriffen werden. Im Folgenden wird daher knapp erläutert, welche Parameter eines Signals bearbeitet werden können, welche Effekte das hat und wie man die Bearbeitung vornehmen kann.

Frequenz

Die Frequenz eines Signals gibt an, wie oft sich seine Spannung und/oder der Strom ändern. Bei Gleichspannungen ist die Frequenz 0 und bei Signalen, die keine Sinusform haben, wird die Grundfrequenz so gemessen. Man kann die Frequenz durch Frequenzmodulation und Pitch Shifting ändern. Ältere Sampler verändern oft die Geschwindigkeit eines Samples zusammen mit der Frequenz.

Dauer

Die Dauer eines Signals ist nicht schwer zu erklären. Man hört etwas lang oder kurz. Ein kurzes Geräusch zu verlängern ist allerdings deutlich schwieriger, als ein längeres zu verkürzen. Die sog. Timestretch-Effekte erzeugen oft Fraktale, weil sie nicht wissen können, wie ein Geräusch gestreckt wird. Stattdessen wiederholen sie kleinste Stücke (wenige Millisekunden) wieder und wieder. Die Verdopplung der Signaldauer ist meist noch akzeptabel möglich. Manchmal kann der Effekt der Fraktale auch gewünscht sein.

Amplitude/ Hüllkurve

Ähnlich wie die Dauer beschreibt die Amplitude die Lautstärke, allerdings nicht zeitlich, sondern aus Sicht der momentanen Intensität. Eine Harfe hat eine perkussive Hüllkurve, d.h. das Geräusch steigt schnell an und fällt dann sofort wieder ab, geht in eine Nachhall-Phase über. Die Hüllkurve oder Amplitude einer Flöte hingegen bleibt solange auf einem bestimmten Niveau, wie mit dem Instrument ein Ton gespielt wird.

Mit dem Aufkommen elektronischer Musikinstrumente haben sich die ADSR-Hüllkurven etabliert. Das erste A steht für Attack, ein Wert in Zeiteinheiten. Ein hoher Attack-Wert bedeutet ein langsames Anschwellen, ein kleiner Attack-Wert das sofortige Einsetzen des Klanges. Die nächste Phase ist das sog. Delay, ein weiterer Zeitwert. Er gibt Auskunft über die Zeit, die bis zur nächsten Phase vergeht. Dem Delay schließt sich das Sustain an. Hierbei handelt es sich um einen Lautstärkewert, der angibt, wie laut ein Signal ist, wenn der Ton gehalten wird. Die Harfe hat einen Sustain-Wert von 0, die Flöte etwas in der Nähe des Maximums. Die letzte Phase ist das Release, ein letzter Zeitwert. Die Release-Phase ist die Zeit, die ein Signal nachhallt. Eine Geige hallt gar nicht nach, das Klavier kann mit einem Dämpfer variabel eingestellt werden.

Um die Hüllkurve zu beeinflussen braucht es ein Gerät, dass eine solche bietet. Synthesizer haben sie grundsätzlich eingebaut. Es gibt auch Geräte wie Filterbänke oder sogar alleinstehende Hüllkurven-Prozessoren.

Lautstärke

Es gab schon viele Werte, die sich mit der Lautstärke befasst haben. Sie als eigenen Parameter zu betrachten, heißt das gesamte Signal mit seiner Amplitude und allen anderen Lautstärkewerten getrennt zu regeln. Man gibt also ein schon fertiges Geräusch lauter oder leiser wieder.

Dynamik

An der Dynamik scheiden sich die Geister, sie ist ein Maß für die Verschiedenheit von Lautstärken in einem Zeitbereich. Oft ist das Gesamte Musikstück der zeitliche Rahmen. Ein Stück mit geringer Dynamik ist an allen Stellen gleich laut. Hohe Dynamik dagegen bedeutet häufige und deutliche Wechsel von leisen und lauten Passagen. Die Dynamik ist also ein Mittelwert über die Lautheit unter Berücksichtigung der Abweichung.

Klassische Musik ist generell sehr dynamisch, da sich leise Partien, Soli und dergleichen im ständigen Wechsel befinden. Popmusik und die meisten Spielarten des Techno hingegen zielen auf eine große Laustärke ab, d.h. sie besitzen generell wenig Dynamik.

Um die Dynamik zu verändern bedarf es eines nichtlinearer Kennlinien, d.h. eines Verstärkers, der weniger verstärkt, wenn es lauter wird und mehr verstärkt, wenn es leiser wird. Daraus leiten sich die Kompressoren und Limiter ab. Der Einsatz erfordert viel Fingerspitzengefühl und eine geringe Dynamik, d.h. eine schlechte Auflösbarkeit einzelner Instrumente kann auch zu starker Dynamikbearbeitung geschuldet sein.

Limiter als Schutzvorkehrung in einzelnen Kanälen einzubringen ist eine gute Idee. Im fertigen Mix sollte Mehrbandkompression verwendet werden. So lassen sich 3 und mehr Frequenzbereiche separat bearbeiten. Das verhindert das Atmen der Mitten und Höhen wenn eine sehr starkes Bassfundament eingesetzt wird. Der Bass drückt dann bei jedem Einsetzen die Mitten und Höhen bei Seite. Dieser Effekt kann erwünscht sein und sogar über Side Chain-Eingänge erzwungen werden.

Phase

Die Phase braucht immer einen Bezugspunkt und gibt Auskunft darüber, wann die Geräuschkurve beginnt. Eine Sinuswelle wird durch 90°-Verschiebung eine Kosinuswelle. Vertauscht man die Polarität an einer der Stereo-Leitungen ist das Signal des einen Kanals zum anderen um 180° gedreht. Es sind alle Zwischenstufen denkbar.

Das Gehör ortet Geräusche im Raum auch durch Phasenverschiebung. Man kann also mit der Bearbeitung der Phase einen räumlichen Eindruck erzeugen oder verändern. Der bekannteste Phasen-Effekt ist der Phaser. Im selben Atemzug muss man den Flanger noch nennen.

In der Mikrofonierung von Stereo-Quellen gibt es auch Verfahren (M+S-Stereomikrofonie), die sich die Phasenverschiebung (Seitensignal normal und 180° verschoben mischen) zu Nutze machen, um einen räumlichen Effekt zu erzielen.

Wer nur ein Delay hat, kann die Phasenverschiebung eines kompletten Signals auch damit nachbilden. Das kommt dem Flanger-Effekt sehr nahe. Der Phasereffekt nutzt zusätzlich noch Filter um den typischen Klang innerhalb einer Tunnelröhre nachzuempfinden.

Spektrum

Möchte man die verschiedenen Frequenzen und ihre Anteile an einem Geräusch beschreiben, nutzt man das Spektrum. Eine Spektralanalyse zeigt also, welche Frequenzen in welcher Intensität in einem Signal enthalten sind. Man macht somit die Oberwellen (Nebenspektren) und den Grundton (Hauptspektrum) sichtbar.

Jedes Instrument hat sein charakteristisches Spektrum. Im Zusammenhang mit der Hüllkurve erkennt man bereits an diesen beiden Parametern den Klangerzeuger. So hat die Flöte ein sehr enges Spektrum, auch klassische Sänger sind bemüht, eine möglichst klare, sinusförmige Schwingung zu erzeugen. Eine Geige hingegen bietet fast alle Frequenzen in absteigender Intensität. Rechteckschwingungen wirken sehr technisch im Klang und enthalten nur die ungeradzahligen Vielfachen des Grundtons.

räumliche Position

Um eine Schallquelle im Raum zu orten benötigt unser Ohr eine Vielzahl an Informationen. Die Intensität wird jedem gleich einfallen, viele Stereoanlagen haben einen Balance-Regler, mit dem nach links und rechts gedreht werden kann. Nutzt man aber nicht die Lautsprecher, sondern Kopfhörer, reicht diese einfache Intensitätsregelung nicht mehr aus, das Hörbild wirkt störend.

Zur Intensität kommt noch die Phase, wobei der Laufzeitunterschied bereits sehr subtil ist und unter 50ms liegt. Deswegen wird zur Phase und der Intensität noch die räumliche Struktur eines Signals wichtig.

räumliche Struktur

Mit der räumlichen Struktur ergänzt man Aspekte aus allen anderen Signalbearbeitungen und erzeugt daraus eine Zusatzinformation. Hall- und Echo-Effekte erzeugen mehr als nur gestaffelte Wiederholungen des Signals. Denn mit jeder Überlagerung entstehen Phasenverschiebungen, Änderungen in der Hüllkurve (alle Phasen), sogar das Spektrum kann sich ändern. Durch geschickte - oder auch ungeschickte - Einstellung können Signalanteile verlorengehen. Genau das macht auch einen Raumeindruck aus. Ein Raum schluckt Bässe und zaubert eine herrliche Unverständlichkeit in jede Stimme. Andere Räume dröhnen und wieder andere schlucken alles, was man ihnen anbietet.

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