Wavetablesynthese einfach erklärt

30.07.2020 12:00

Die Wavetablesynthese ist eine fortgeschrittene Form der Klangsynthese, die in den 70er Jahren im Norden Deutschlands enstand ...


Foto: PrinceOfLove/Shutterstock.com

Ihren Anfang nimmt die Wavetablesynthes – die man nicht mit dem Terminus Wavetable aus dem Soundkartenbereich verwechseln sollte – mit der Firma Palm Products Germany, kurz PPG. 1974 baute Wolfgang Palm seinen ersten Synthesizer in Form eines Modularsystems.

Geschichte

Nach Firmengründung von PPG folgten verschiedene Verstärker, Orgeln und der PPG 1002 Kompaktsynthesizer. Mit dem Nachfolger PPG 120 entstand der erste Synthesizer mit digitalen Oszillatoren, mit dem PPG 1003 Sonic Carrier (1976) der erste Synthesizer mit Presetspeicherung. Auch der PPG Wavecomputer 360 (1978) war eine Innovation: polyfon spielbar, komplett digital aufgebaut und ausgestattet mit knapp 2.000 Wellenformen in Form von sogenannten Wavetables. Der Durchbruch gelang Palm mit dem PPG Wave 2 (1981) – ein achtstimmiger Synthesizer mit typischen Wavetables und analogem Tiefpassfilter, der digitale und analoge Welten vereinte.

1982 wurde der Nachfolger Wave 2.2 mit zwei Oszillatoren pro Stimme, integriertem Sequenzer und Filter vorgestellt, der sich über eine Computereinheit und das Masterkeyboard PRK erweitern ließ. Dort ließen sich sogar Samples und eigene Wavetables erzeugen. Palms Idee wurde später von Waldorf im Microwave (1988) und Folgeprodukten aufgegriffen. Basierend auf einem von Palm entwickelten Chip wurde dieses Rackgerät schnell zum Kassenschlager. Heute findet man die Wavetablesynthese in Hardwareinstrumenten von Waldorf und Access, aber auch in virtuellen Instrumenten wie dem Waldorf Nave.

Funktionsweise

Im Vergleich zur subtraktiven Synthese (siehe Special in KEYS 07/2020) bietet die Wavetablesynthese statt einer Wellenform im Oszillatorbereich Wavetables, in denen etliche Wellenformen hintereinander gereiht zur Verfügung stehen. Innerhalb der Wavetables kann der Oszillator eine ausgewählte Wellenform abspielen, aber auch zwischen Wellenformen springen und diese durchfahren. Dabei können Hüllkurve, LFO oder das Modulationsrad zur Modulation der Position innerhalb des Wavetables dienen.

So entstehen immens vielfältige Klangverläufe. Stellen sie sich ein Sprachsample vor, dessen Abspielpunkt per LFO verspringt. Aus der linearen Sprachwiedergabe entsteht etwas Zufälliges. Ähnlich verhält es sich bei der Wavetablesynthese. Dabei sind die PPG-Wavetables aber meist so angelegt, dass sie linear abgespielt sinnvolle Klangverläufe ergeben. Gleichzeitig wird dabei zwischen den Positionen interpoliert, wenn ein Wavetable etwa nicht vollständig gefüllt ist.

Die Wavetablesynthese erzeugt bewegte digitale Klänge. Sie ist aber auch für Bass- und Leadklänge geeignet. Abseits der etlichen zusätzlichen Wellenformen, die für neue Klänge sorgen, lassen sich natürlich auch klassische Wellenformen wie Sinus oder Sägezahn nutzen.

Wavetablesynthese in der Praxis

Kommen wir zu den Praxistipps. Das erste Beispiel soll eine typische subtraktive Klangeigenschaft nachbilden – die Pulsbreitenmodulation, die hier durch dynamische Überblendungen der Kurven eines Wavetables entsteht.

Pulsbreitenmodulation Wählen Sie in einem Oszillator einen passenden Wellensatz. Dieser sollte eine reguläre Rechteckwellenform sowie schmalere Varianten derselben anbieten. Nutzen Sie nun einen LFO, um zwischen diesen Wellen zu springen. Da dieser Vorgang mit Interpolation erfolgt, entsteht tatsächlich ein Ergebnis, dass der echten Pulsbreitenmodulation nahe kommt und zu einer spektralen Schwebung führt – äußerst sinnvoll für Flächenklänge. Das Schöne dabei: Wer deutlichere Klangveränderungen wünscht, kann zu anderen Wavetables greifen.

Flächenklang

Justieren Sie zunächst die Lautstärkenhüllkurve und wählen eine hohe Ein- und Ausschwingzeit sowie ein passendes Wavetable im Oszillator. Zum dynamischen Durchfahren des Wavetables könnte ein LFO dienen. Dabei entsteht eine Bewegung im Klang, die Ihnen in dieser Form keine andere Syntheseform liefert. Ein zweiter Wavetableoszillator kann für zusätzliche Klangspektren eingesetzt werden. Bereits auf Oszillatorebene entsteht ein vielfältiges Klangpotenzial, das Sie im Anschluss mit einem Tiefpassfilter formen können, um dem Klang Wärme zu verleihen. Mehr Breite in Form von Schwebungen erreichen Sie durch leichtes Verstimmen der beiden Oszillatoren und einen Choruseffekt. Dazu kann es sinnvoll sein, das Filter und die Lautstärke per Anschlagsdynamik zu modulieren. Ebenso können weitere Hüllkurven zur Modulation der Wavetables herangezogen werden. Probieren Sie es einfach aus! Erkunden Sie zunächst einen Wavetable und experimentieren Sie dann mit verschiedenen Wavetables. Nutzen Sie dabei auch die Möglichkeit einer Transponierung der Oszillatoren.

Wavetable-Bass

Definieren Sie eine Lautstärkehüllkurve mit kurzer Ein- und Ausschwingzeit sowie mittlerem Haltewert. Das Fundament bauen Sie mit einem Sinus aus einem Wavetable-Oszillator. Ein zweiter Oszillator kann folgend für Klangnuancen, Bissigkeit und Schärfe genutzt werden. Sie arbeiten also wie bei der FM- oder Additiven Synthese mit mehreren Komponenten.

Mischen Sie dabei den zweiten Oszillator hinzu und suchen Sie nach einer passenden Wellenform. Oszillator 2 sollte in diesem Fall nicht genauso oder höher gestimmt werden, um harsche Klänge zu vermeiden. Auch niedrig gestimmt zaubert die Wavetablesynthese frische Obertöne auf den Tisch!

Zu guter Letzt schenken Sie dem zweiten Oszillator per LFO oder Hüllkurve eine Wavetablemodulation für eine dynamische Klangbewegung. Experimentieren Sie mit dem Wavetable-Startpunkt, der Modulation und den Mischungsverhältnissen!

Das vollständige Special über Wavetablesynthese sowie granulare Synthese und Physical Modelling lesen Sie in KEYS 08/2020 – die Ausgabe können Sie gleich hier im Shop bestellen!


Text: André Goc

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