Sample-Set und/oder Physical Modelling?

[Mindenblues]

Im Faden von dfuchs, "Mein Heimorgel-Projekt" wurde schon kräftig über die derzeit beiden unterschiedlichen Herangehensweisen diskutiert, wie man einen Orgelklang abbilden kann, um ihn auf einer midifizierten Orgel zum Üben nutzen zu können. Hier geht es los, mit einer Antwort auf die Diskussion darüber am Ende des anderen Fadens:

Ich vermute extrem stark, dass es nicht für jeden dieser Fälle zig Samples ein und derselben Pfeife gibt (und das überdies Pfeife für Pfeife zig Tausend Mal), sondern das ein und das selbe Samples einer Pfeife eben entsprechend "geändert" wird. Dann wird zB. das Sample der Minipfeife in 1´ Lage eben wenige Cent tiefer abgespielt, wenn mehrere luftschluckende 8´Füße zugeschaltet werden.

Nein, du liegst wirklich falsch mit deiner Vermutung (Ausnahme siehe unten). Bei guten neuen SampleSets aller namhafter Anbieter wird tatsächlich Pfeife für Pfeife gesampelt, und das mehrfach und auch noch mit verschiedenen Anschlagsarten. Daher kommen bei Sample-Längen von so ca. 10Sek, je nach dem, bei z.B. 48Khz/24bit (also weit über CD-Qualität hinaus) ja auch so riesige Datenmengen zusammen, schnell im 2stelligen GByte-Bereich. Für eine mittlere 2manualige Orgel muß man das auf 16bit reduzieren (also CD-Bitbreite) und komprimiert (ohne Qualitätsverlust allerdings!) im Speicher ablegen, damit man z.B. mit 4GByte Hauptspeicher auskommt. Dafür bekommt am aber eine akustische Realitätstreue, die offenbar bisher unübertroffen ist.

Ausnahme: wenn der Kompaß einer historischen Orgel unseren heutigen Ansrpüchen nicht genügt, z.B. Manual c,d...c4 4 Oktaven, Pedal C,D...c2, 2 Oktaven, werden oft als 2. Sample-Set eine erweiterte Version angeboten, wo man eben versucht, die fehlenden Pfeifen durch andere durch entsprechende Manipulationen wie du beschrieben hast, zu erreichen. Das ist dann eben ein Notbehelf, weil es nicht anders geht. Wenn man an so einem historischen Instrument spielen will, hat man die Töne sowieso nicht.

Es ist ja so, dass diese Sample-Sets inzwischen nicht nur als Mittel dienen, den Originalklang der betreffenden Orgel möglichst nahezukommen an der heimischen Übeorgel, es geht ja noch weiter: Diese Sample-Sets haben dokumentarischen Charakter, aus Denkmalschutzsicht - sie stellen quasi eine Momentaufnahme der Klangcharakteristik einer bestimmten Orgel zu einem bestimmten Zeitpunkt dar. So kann man diese Dateien später nutzen, um Klangunterschiede usw. im Laufe der Zeiten der Orgel sehr genau zu dokumentieren!

Was spricht dagegen, wenn man die Grundinfos über den Pfeifenklang eben nicht aus einer Sampledatei AUSLIEST sondern aus Physical Modelling Eckdaten ERRECHNET - und "hintergeschaltet" ebenso alle klanglichen Veränderungen "draufsattelt", die du eben so schön aufgezählt hast ..???

Bei Sample-Sets geht es um das möglichst realitätstreue Erfassen des Klangs des Instruments. Und zwar inclusive aller Schwächen. Bei SonusParadisi, einem Anbieter von Sample-Sets habe ich gelesen, dass den Ingenieuren es in den Fingern gejuckt hat, die Schwächen mancher Peifen (z.B. zu laut, zu leise, nicht richtig intoniert usw.) durch Bearbeitung der Samples auszumerzen, was locker machbar ist. Nur es macht ja gerade den Reiz so einer lebendigen Orgel aus, dass nicht alles exakt klingt, sondern die Pfeifen einzelne "Indviduen" sind, wo mal was drin raschelt von alten Fledermausknochen oder was weiß ich, usw. usf. Dadurch klingt es eben so lebendig und nicht uniform.

Wenn man mit Physical Modelling tatsächlich Pfeife für Pfeife einer bestimmten Orgel akustisch nachbilden will, in einer Genauigkeit, dass es akustisch vom Originalklang nicht mehr zu unterscheiden ist per Ohrvergleich, wäre das ein aberwitziger Aufwand - jede kleine Beule in der Pfeife, jede Abweichung von Abmaßen, ja, auch eben das scheppernde Knöchelchen oder Dreck in der Pfeife - genaugenommen ist jede Pfeife ein Unikat. Und das will man genau erfassen, bei tausenden von Pfeifen? Das geht an den Intentionen, was Physical Modelling zu leisten vermag oder was aufwandsmäßig machbar ist, vorbei, meine ich.

Aber ich lasse mich gerne eines besseren belehren. Vielleicht gibt es irgendwann ein physikalisches Modell einer bestimmten berühmten Orgel, dann kann man das akustische Ergebnis ja mit einem entsprechenden Sample-Set vergleichen.

Ich sehe eher die Stärken von Physical Modelling darin, dass man selber am Wunschklang basteln kann, und die Stärken von Sample-Sets darin, möglichst nahe an den Originalklang einer bestimmten Orgel zu dem Zeitpunkt der Aufnahme der Sample-Sets zu gelangen. Hat beides seine Reize, sind aber unterschiedliche Intentionen, finde ich.

 

[Guendola]

Ich verfolge dieses Projekt ja bisher als stille Leserin, aber hierzu ein kurzer Einwurf: Es gibt zwei Aufnahmeweisen für die Samples, die sich deutlich von einander unterscheiden: Und zwar nimmt man entweder den Raumklang auf oder einen möglichst trockenen Klang direkt von den Pfeifen. Für zuhause ist der Raumklang sicherlich die bessere Wahl aber es gibt ja auch Kirchen, die nur elektronische Instrumente haben, und dann ist der trockene Klang günstiger (mal abgesehen von den aufblasbaren Kirchen, die es tatsächlich auch gibt - http://www.inflatablechurch.com/mainpage.htm).

 

[ventus]

Es gibt zwei Aufnahmeweisen für die Samples, die sich deutlich von einander unterscheiden: Und zwar nimmt man entweder den Raumklang auf oder einen möglichst trockenen Klang direkt von den Pfeifen.

und es gibt das, was einem bei kompletten Orgeln zum Schraubenzieher greifen lässt, wenn die Garantiezeit abeglaufen ist::cool:
Eine Orgel mit überragenden Sampleeigenschaften weil "dreifacher" Sampletechnik statt "zweifacher" wie bei vielen anderen. Was das genau heißt, wird allerdings auch auf Nachfage hinterm Berg gehalten. Allerdigns habe ich soviel verstanden, dass es dabei nicht um verschiedene Samples am gleichen Ort unter verschiedenen Bedingungen geht (verschiedener Anschlag, verschiedene WIndverbrauch durch andere Reg.) sondern um 2 bzw. 3 verschiedene räumlichen Aufnahmepunkte. Das Ergebnis ist atemberaubend gut. Wenn man Raumgröße, Wandeigentschaften und Nachhallzeit und Nachhall"ort" (alle 4 Kanäle oder nur hinten)je nach Wunsch verschieden einstellt, klingt alles gleich realistisch: Sowohl das "virtuelle Positiv" vor dem man direkt sitzt, ebenso der "virtuelle fahrbare Spieltisch", der 40m von der ORgel weg steht. (Naja, die Tastaturen finde ich dann ebenfalls atemberauben,... aber auf eine etwas andere Art ... ;) )

Nein, du liegst wirklich falsch mit deiner Vermutung (Ausnahme siehe unten). Bei guten neuen SampleSets aller namhafter Anbieter wird tatsächlich Pfeife für Pfeife gesampelt, ... Diese Sample-Sets haben dokumentarischen Charakter, aus Denkmalschutzsicht... Bei Sample-Sets geht es um das möglichst realitätstreue Erfassen des Klangs des Instruments. Und zwar inclusive aller Schwächen ... Bei SonusParadisi, einem Anbieter von Sample-Sets habe ich gelesen, dass den Ingenieuren es in den Fingern gejuckt hat, die Schwächen mancher Peifen (z.B. zu laut, zu leise, nicht richtig intoniert usw.) durch Bearbeitung der Samples auszumerzen, was locker machbar ist. ... Ich sehe eher die Stärken von Physical Modelling darin, dass man selber am Wunschklang basteln kann, und die Stärken von Sample-Sets darin, möglichst nahe an den Originalklang einer bestimmten Orgel zu dem Zeitpunkt der Aufnahme der Sample-Sets zu gelangen. Hat beides seine Reize, sind aber unterschiedliche Intentionen, finde ich.

Entschuldige, da habe ich mich wohl unklar ausgedrückt. Selbstverständlich wird jede Pfeife (soweit im Original eben vorhanden) gesampelt. Und womöglich (noch nicht gehört aber glaube ich gerne) auch bei verschiedem Tastenanschlag, um verschiedene Einschwingvorgänge eingesampelt zu bekommen. Aber bei allem anderen legt mein gesunder Menschenverstand Einspruch ein. Gerade bei der Tonkanzelle sind doch die WEchselwirkungen mit Pfeifen anderer Register bei der echten ORgel so entscheidend für den effektiven Klang jeder einzelnen Pfeife. Wie willst du aber eine Pfeife sampeln, wenn daneben noch eine Handvoll andere pfeifen oder blöcken? Das wäre als "Nahsample" ja schon eine fast unmögliche aufnahmetechnische Meisterleistung und als "Raumsample" geradezu utopisch.
Ich denke, man muss auch ein wenig aufpassen, dass man das Pferd nicht von hinten aufzäumt positive Nebeneffechte und "zufällige Chancen" der Sampletechnik zum unverzichtbaren Maßstab aller zukünftigen Wiedergabetechnologien macht.
Die Sampletechnik konserviert eben nun mal zwangsläufig 1:1 und 100%ig und hat daher auch einen gewissen historischen Wert, weil eben jede Beule, jede Staubansammlung und jedes verbeulte Labium auch auf der Sampleorgel bei der "richtigen" Pfeife seine klanglichen Auswirkungen zeigt. Aber ist das wirklich ein Muss? Mir würde es zumindenst vollkommen ausreichen, wenn solche klanglichen Ungenauigkeiten irgendwo zugerechnet werden.
M.E. sollte man auch etwas ganz anderes im Blick behalten um nicht auch so einen Tunnenblick zu bekommen, wie deine zitierten Entwickler, die die Ungleichheiten von einigen Pfeifen wegrechnen wollten:
Solange wir von der Orgel reden könnte Sampling der optimale Endpunkt der technologischen Entwicklung sein. Allerdings ist der Pfeifenklang mit "Spucken&Klingen" ja noch recht einfach. Denk mal z.B. an ein Klavier, bei dem der Klang nicht nur leiser sondern in den Obertönen stets anders zusammengesetzt verklingt. Per Sampling bisher äußerst mühsam nachzubilden, per PM viel einfacher. Will sagen, ich hoffe/fürcht/glaube, kommen wird die Technologie sowieso flächendeckend. Dann können wir Organisten auch nur versuchen, das beste daraus zu machen bzw. mitzunehmen. Große Chancen sehe zB auch darin, dass man dann nicht mehr wie jetzt vielleicht 2-4 gesampelte Register pro Registerknopf zur Auswahl hat sondern mit minimaler Datenmenge (also ein paar Mensurverlaufsdaten) fast endlose Freiheit hat.

 

[dfuchs]

Klangbeispiele

Damit auch zufällige Leser einen Begriff haben, wovon wir hier reden, möchte ich zwei Links zu Klangbeispielen für die Physical-Modelling-Technologie geben:

Aeolus (Software-Synthesizer): auf der Aeolus-Homepage finden sich mehrere Aufnahmen. Gelungen finde ich die Triosonate (2. Beispiel).

Viscount baut ein Gerät namens "Expander Accupipe". Davon gibt es ein Klangbeispiel hier (das erste in der Liste).

Es gibt auch eine Firma, die schon komplette Orgeln in PM-Technologie baut, aber der Name ist mir entfallen.

Gruß, Daniel

 

[Mindenblues]

und es gibt das, was einem bei kompletten Orgeln zum Schraubenzieher greifen lässt, wenn die Garantiezeit abeglaufen ist::cool:
Eine Orgel mit überragenden Sampleeigenschaften weil "dreifacher" Sampletechnik statt "zweifacher" wie bei vielen anderen. Was das genau heißt, wird allerdings auch auf Nachfage hinterm Berg gehalten. Allerdigns habe ich soviel verstanden, dass es dabei nicht um verschiedene Samples am gleichen Ort unter verschiedenen Bedingungen geht (verschiedener Anschlag, verschiedene WIndverbrauch durch andere Reg.) sondern um 2 bzw. 3 verschiedene räumlichen Aufnahmepunkte.

was Du mit "zum Schraubenzieher greifen" meinst im Zusammenhang einer Orgel mit Sample-Sets, habe ich jetzt nicht verstanden.

Was die "zweifache" oder "dreifache" Sampletechnik in dem von dir angesprochenem Zusammenhang angeht, darin sehe ich nix dubioses oder geheimgehaltenes. Es geht um dasselbe wie von Guendola schon angesprochen, und außerordentlich Wichtiges: Man muß sich nämlich den gewünschten Use-Case des Sample-Sets genau überlegen, möchte man:
a) ... mit diesem Sample-Set zuHause vorwiegend mit Kopfhörer üben? Dann hat es sich als sinnvoll erwiesen, dass die Abnahme der Originalorgel nicht direkt an den Pfeifen, und nicht mitten im Kirchenschiff, sondern in einigen Metern Abstand von der Orgel gemacht wird - so hat man einen gewissen Raumhallanteil, aber es ist noch nicht zu verhallt für Übezwecke (hängt natürlich von Kirchengröße ab!)
b) ... in einem akustisch möglichst reflexionsarmen Überaum mit Lautsprechern die Kirchenakustik simulieren? Dann ist eine Abnahme mit mehreren Mikrofonen - nach vorne, indirekter Schall, mehrere Kanäle (z.B. 5+1) und Ausgabe all dieser Kanäle getrennt an das z.B.5+1 Lautsprechersystem sinnvoll.
c) ... statt Pfeifenorgel das Sample-Set mit Lautsprechersystem in einem Raum installieren, z.B. Kirche, unter Nutzung der neuen Raumakustik? Dann ist eine Abnahme möglichst trocken und sehr direkt sinnvoll.

Dafür gibt es also die 2-3 verschiedenen Arten von Sample-Sets, worin ich nix geheimnisvolles sehe.


Nochmal präziser zur Abnahme bei verschiedenem "Anschlag", wie ventus geschrieben hat: Bei der Midi-Technik ist es ja so, dass bei einer Wiedergabe eines Tones bei einem Tastenanschlag genau 2 Ereignisse registriert werden: Drücken der Taste und Loslassen der Taste. Bei beiden Ereignissen werden die Samples des/der zugeordneten Register gestartet, unter Umständen in Loops wenn die Taste ewig gedrückt wird. Aber auch beim Loslassen der Taste wird das/die Samples beim sogenannten "Release-Marker" gestartet und je nach Kirchennachhall z.B. 4 Sekunden ausgegeben. Nun hat sich erwiesen, dass bei verschiedenen Anschlagsarten, sehr kurz gedrückte Taste (Staccato) ... sehr lang gedrückte Taste der Klang unterschiedlich ist, nicht nur beim Ereignis "Drücken" sondern auch beim Ereignis "Loslassen". Daher gibt es neuerdings Sample-Sets, die unterschiedliche "Attacks" und "Releases" berücksichtigt in dieser Hinsicht.

Das Ergebnis ist atemberaubend gut. Wenn man Raumgröße, Wandeigentschaften und Nachhallzeit und Nachhall"ort" (alle 4 Kanäle oder nur hinten)je nach Wunsch verschieden einstellt, klingt alles gleich realistisch: Sowohl das "virtuelle Positiv" vor dem man direkt sitzt, ebenso der "virtuelle fahrbare Spieltisch", der 40m von der ORgel weg steht. (Naja, die Tastaturen finde ich dann ebenfalls atemberauben,... aber auf eine etwas andere Art ... ;) )

Ja, sehe ich auch so. Ich finde das Ergebnis auch atemberaubend gut ohne Surround-Lautsprecheranlage, sondern auch schon mit Kopfhörerbetrieb. Man hat praktisch den Klang der Originalorgel im Ohr beim Üben, und das für moderates Geld (bei Selbstbau weit weniger Geld, als man noch für Digitalorgeln herkömmlicher Bauart ausgegeben hat). Das ist es ja, was mich so begeistert...

Aber bei allem anderen legt mein gesunder Menschenverstand Einspruch ein. Gerade bei der Tonkanzelle sind doch die WEchselwirkungen mit Pfeifen anderer Register bei der echten ORgel so entscheidend für den effektiven Klang jeder einzelnen Pfeife. Wie willst du aber eine Pfeife sampeln, wenn daneben noch eine Handvoll andere pfeifen oder blöcken?

Halt, ganz langsam! Fast ein Jahrhundert lang hat sich die Mär gehalten, dass es Beeinflussung der Register über die Kanzelle gibt, und daher Ton- und Registerkanzellen unterschiedliche Tonverschmelzungen ergäben. Dem ist jedoch nicht so, dass wurde kürzlich durch einen seriösen Test beim angesehenen Fraunhofer-Institut widerlegt. Über die Kanzellen gibt es keinerlei Rückwirkungen, was zu Tonverschmelzungen führt. Da jede Pfeife einzeln gesampelt wird (präziser gesagt, normalerweise nur jede Taste jedes Registers, d.h. z.B. bei Mixturregister alle 4 oder 6 Pfeifen - alles andere ist ohne Eingriff in die Orgel nicht machbar), ist im Sample das Blöcken oder Pfeifen einer anderen Pfeife separiert.

Aber es ist durchaus so, dass z.B. bei Hauptwerk ebenfalls Teile des Physical Modelling zum Einsatz kommen, wo es sich anbietet: z.B. bei der Simulation des Orgelwindes (nur in Advanced-Version außerhalb USA). Weil eben der Orgelwind auch ein reales Gebilde mit Schwächen darstellt, den man beim anvisierten möglichst realitätsnahen akustischen Abbild der Orgel mit simulieren muß.

Ich denke, man muss auch ein wenig aufpassen, dass man das Pferd nicht von hinten aufzäumt positive Nebeneffechte und "zufällige Chancen" der Sampletechnik zum unverzichtbaren Maßstab aller zukünftigen Wiedergabetechnologien macht.
Die Sampletechnik konserviert eben nun mal zwangsläufig 1:1 und 100%ig und hat daher auch einen gewissen historischen Wert, weil eben jede Beule, jede Staubansammlung und jedes verbeulte Labium auch auf der Sampleorgel bei der "richtigen" Pfeife seine klanglichen Auswirkungen zeigt. Aber ist das wirklich ein Muss? Mir würde es zumindenst vollkommen ausreichen, wenn solche klanglichen Ungenauigkeiten irgendwo zugerechnet werden.

Man kann es auch anders ausdrücken - mir z.B. reicht es völlig, wenn ich an meiner Übeorgel den Klang von einer oder mehrerer der klangschönsten Orgeln auf der Welt haben kann (nicht 100%, aber eben 99% oder was weiß ich), zu vergleichsweise moderaten Preisen.:D Habe kein Verlangen, dann noch weiter am Klang rumschrauben zu müssen.
Wobei ich von Leuten gehört habe, die sich aus verschiedenen Sample-Sets ihre Wunschorgel auch selber zusammensammeln (nicht ganz trivial, unterschiedliche Tonhöhen und Temperaturen und Pegel müssen bei den Wavedateien von "Hand" mit z.B. Audacity bearbeitet werden).

:
Solange wir von der Orgel reden könnte Sampling der optimale Endpunkt der technologischen Entwicklung sein. Allerdings ist der Pfeifenklang mit "Spucken&Klingen" ja noch recht einfach. Denk mal z.B. an ein Klavier, bei dem der Klang nicht nur leiser sondern in den Obertönen stets anders zusammengesetzt verklingt. Per Sampling bisher äußerst mühsam nachzubilden, per PM viel einfacher. Will sagen, ich hoffe/fürcht/glaube, kommen wird die Technologie sowieso flächendeckend. Dann können wir Organisten auch nur versuchen, das beste daraus zu machen bzw. mitzunehmen. Große Chancen sehe zB auch darin, dass man dann nicht mehr wie jetzt vielleicht 2-4 gesampelte Register pro Registerknopf zur Auswahl hat sondern mit minimaler Datenmenge (also ein paar Mensurverlaufsdaten) fast endlose Freiheit hat.

Ja, sehe ich genauso. Genauer gesagt - Sampling-Technologie ist m.E. unübertroffen, solange es sich um Musikinstrumente handelt mit nahezu "diskretem" Verhalten, bei Tasteninstrumenten ohne Anschlagdynamik z.B.
Von daher sind nämlich übrigens neben Orgel auch Cembalos sehr, sehr überzeugend akustisch reproduzierbar. Also das kostenlos erhältliche Sample-Set "Mietke Cembalo" ist auch nicht von schlechten Eltern...

Was Tasteninstrumente mit Anschlagdynamik angeht, glaube ich auch, dass reine Sampling-Technologie nicht reicht, und physical modelling bessere Chancen hat.

Und es stimmt auch, dass man bei Physical Modelling mit weit weniger Datenmengen auskommt. Nur sind eben heutzutage große Datenmengen vergleichsweise billig handhabbar- 4GByte RAM für 70€ oder so, Festplatten auch preisgünstig - also große Datenmengen sind eigentlich nicht mehr das Problem.

 

[ventus]

Viscount baut ein Gerät namens "Expander Accupipe". Davon gibt es ein Klangbeispiel hier (das erste in der Liste).

Es gibt auch eine Firma, die schon komplette Orgeln in PM-Technologie baut, aber der Name ist mir entfallen.

Gruß, Daniel

Oh, danke für den Hinweis. Dort schon lange nicht mehr gewesen. Interessanter Klang, schon Wahnsinn, was man so hinbekommt.
Allerdings auch seeehr direkt, als ob man den Kopf in ein Positiv steckt und dabei spielt, und als ob alle Pfeifen 150% korrekt intoniert sind. :p
Jetzt müssen die also nur noch an allen Nebengeräüschen und Ungenauigkeiten arbeiten ;)
(Gab es witzigerweise ja auch alles schon einmal. Diese tollen früheren Monster, bei denen echte Pfeifen und Elektronik kombiniert wurden haben eine Intonation, die im Klang/Intonation an Exaktheit(im netagiven Sinne),Gleichmäßigkeit und Langweiligkeit nicht zu übertreffen sind.)

was Du mit "zum Schraubenzieher greifen" meinst im Zusammenhang einer Orgel mit Sample-Sets, habe ich jetzt nicht verstanden.

Ich rede immer noch von den Tastaturen und nicht die Spur vom Klang! Damit ging ja auch alles los, auch unsere interessaten Diskussionen hier...

Was die "zweifache" oder "dreifache" Sampletechnik in dem von dir angesprochenem Zusammenhang angeht, darin sehe ich nix dubioses oder geheimgehaltenes. Es geht um dasselbe wie von Guendola schon angesprochen, und außerordentlich Wichtiges: Man muß sich nämlich den gewünschten Use-Case des Sample-Sets genau überlegen, möchte man:
Dafür gibt es also die 2-3 verschiedenen Arten von Sample-Sets, worin ich nix geheimnisvolles sehe.

Naja, da gibts für mich schon duzende Fragen, die interessant und unbeantworten sind - und sich noch nicht mit der Binsenweisheit erschließen, dass es eben 2-3 verschiedene Sets gibt. Aber jetzt hier auch nicht so vorrangig und für mich (noch) nicht Grund zur Nachfrage/Diskussion, ... dann müssten wir ja schon wieder ein neuen Eintrag eröffnen zum Thema "Samplesets" :D

Halt, ganz langsam! Fast ein Jahrhundert lang hat sich die Mär gehalten, dass es Beeinflussung der Register über die Kanzelle gibt, und daher Ton- und Registerkanzellen unterschiedliche Tonverschmelzungen ergäben. Dem ist jedoch nicht so, dass wurde kürzlich durch einen seriösen Test beim angesehenen Fraunhofer-Institut widerlegt.
...
Über die Kanzellen gibt es keinerlei Rückwirkungen, was zu Tonverschmelzungen führt.

Weißt du, was das genau war und wo man das findet, würde ich sehr !!! gerne mal lesen!
Denn schon ohne überhaupt groß Nachzudenken fällt mir eine Rückwirkung ein, die es nur mit Kanzellen geben kann (auch wenn ich mir durchaus vorstellen kann, dass die Rückwirkungen nicht soooo groß sein mögen, wie oft hingestellt, ... dass also fast der Kanzellenwind selbst noch in der Tonfrequenz schwingen würde.)
Was mir dabei auch sofort durch den Kopf schießt: Die mechanische Tonkanzellenlade ist doch z.Z. unkritisiert Standard, da werden vielleicht lediglich hier und da irgendwelche einzelnen monströsen Register auf irgendeine ungenutzte Empore gelegt und elektrisch angesteuert.
Und selbst wenn man die Kanzellenlade in Frage stellen wollte ergäbe sie sich doch fast von selbst, da man allseits ohne Frage bestmöglichst die mechnische Traktur haben will und diese mehr oder weniger zwangsläufig zur Kanzellenlande (naja, oder Springlade :D ) führt.
Wessen Geistes Kind war es denn, der die Fraunhofer "trotzdem" über Wechselwirkung in Tonkanzellen forschen lässt???
Manchmal bringt es ja auch erhellende Einsichten über die Lesart eine Studie, wenn man solche Fragen vorab geklärt hat ...

 

[dfuchs]

Fast ein Jahrhundert lang hat sich die Mär gehalten, dass es Beeinflussung der Register über die Kanzelle gibt, und daher Ton- und Registerkanzellen unterschiedliche Tonverschmelzungen ergäben. Dem ist jedoch nicht so, dass wurde kürzlich durch einen seriösen Test beim angesehenen Fraunhofer-Institut widerlegt.

Also, daß sich Pfeifen verschiedener Register gegenseitig beeinflussen, bilde ich mir ein zu hören; z.B. daß der Subbaß im Pedal (im 16'-Grundton!) lauter wird, wenn man ein 8'-Prinzipal dazu zieht. Adelung (obwohl er ja als umstritten gilt, s. den Hinweis von Mindenblues) schreibt auch, daß sich Pfeifen gegenseitig in der Ansprache beschleunigen oder sich auf gleiche Tonhöhe ziehen können, das habe ich nun noch nicht so genau festgestellt, da muß man wohl ein sehr feines Gehör haben. Aber der Effekt mit dem Subbaß dürfte wohl doch zumindest psychoakustisch wirksam sein, daran kann auch das Fraunhofer-Institut nichts ändern. Wenn sogar (bei meiner Orgel) im Pedal-C das Orgelgehäuse mitschwingt, finde ich es auch nicht weiter verwunderlich, daß es auch zwischen Pfeifen innerhalb des Gehäuses Resonanzerscheinungen gibt. Ob daran nun die Windlade beteiligt ist oder nicht, ist für die Modellierung des Klangs durch einen Synthesizer egal.

Daß solche Wechselwirkungen zwischen Pfeifen nicht berücksichtigt werden, ist m.E. z.Zt. das größte Manko von Aeolus.

Was die ganzen Ungenauigkeiten (zufällige Verstimmung einzelner Pfeifen oder Aus-der-Reihe-Fallen bei der Mensurgestaltung, Winddruckschwankungen etc.) angeht: Dafür ist Physical Modelling geradezu prädestiniert, das läßt sich sehr einfach gestalten. Das größte Hindernis bei Aeolus (ich kann leider nur für Aeolus Genaues sagen) ist hier wahrscheinlich, daß die Entwickler keine Organisten sondern Tontechniker sind und zuwenig von Orgelbau verstehen. Wenn man sich die Disposition des Aeolus-Instruments anguckt, wird das auch sofort deutlich, sie ist nämlich weder barock noch romantisch sondern mehr oder weniger aus der Luft gegriffen. Hier fehlt wohl die Mitarbeit eines richtigen Orgelsachverständigen (womit ich nicht sagen will, daß ich der wäre).

Das wiederum ist m.E. beim Viscount Expander Accupipe besser gelöst. Was mir dort aufgefallen ist, ist eigentlich vorrangig der (im Vergleich zum "nassen" Sampling) nicht so überzeugende Raumklang. Es klingt, wie ventus sehr richtig angemerkt hat, ein wenig, als würde man im Orgelgehäuse drinstecken. Hier bin ich gespannt, was sich noch machen läßt, allerdings halte ich es auch nicht für unbedingt notwendig, im Wohnzimmer den Klang einer großen Kirche zu haben.

Bleibt das Problem der Geräusche (Spucken u.ä., ggf. auch Trakturgeräusche): Die Modelling-Verfahren dürften alle mehr oder weniger auf eine Fouriersynthese hinauslaufen. Wenn man sich dabei (wie es bei Aeolus der Fall ist) an die klassische Fouriersynthese hält und sich auf die ersten 64 harmonischen Teiltöne beschränkt, fällt schon beim stationären Klang einiges an Realitätstreue weg, und die Anblasvorgänge klingen viel zu glatt. Kann man bei Aeolus deutlich hören.

Nach meiner recht laienhaften Vorstellung könnte ein Hybridverfahren aus Synthese und Sampling sinnvoll sein: Synthese für den Basisklang einschließlich Ein- und Ausschwingvorgang, zusätzliche (trockene) Samples für Geräusche, die sich der Fourieranalyse entziehen und anschließend evtl. eine physikalische Modellierung des Raumklangs. Damit könnte man mit relativ wenig gesampeltem Material und endlosen Möglichkeiten der Klanggestaltung individuelle und für das jeweilige Übungsinstrument passende Dispositionen zusammenstellen.

 

[Mindenblues]

@ventus:
hier ein Link zu einer sowieso in unserem Zusammenhang interessanten Seite (finde ich) über die Orgel, Infos über Intonation und Forschung:

http://www.orgel-info.de/home-de.htm

dort: -> "Artikel aus ARS ORGANI über neueste Forschungsergebnisse zum Orgelklang"
da wird was geschrieben über die besagte Forschung des Fraunhofer-Instituts und dem Ergebnis bzgl. Revidierung der Annahme der Klangverschmelzung über die Kanzellen (genauer gesagt, wurde der Einfluss bei Lippenpfeifen untersucht, und festgestellt, dass es da keine Rückwirkung über die Kanzelle auf andere Pfeifen gibt, die auf dieser Kanzelle stehen - also was z.B. Zungenpfeifen angeht, wurde wohl nicht untersucht). Der Forschungsbericht selber ist es noch nicht, habe noch keinen Link dazu gefunden, aber es muß ihn irgendwie geben. Habe vor ein paar Jahren den Bericht gelesen im Internet.

@dfuchs:
Ich hatte nicht geschrieben, dass es keine Klangverschmelzungen zwischen Pfeifen z.B. duch akustische Verkopplung gäbe, sondern eben nur, dass es keine Beeinflussung über die Kanzelle!!! Ich sehe es auch so, dass es Verkopplungen gibt - so wie bei Klaviersaiten eines Tones, die sich gegenseitig beeinflussen, und falls nur gering gegeneinander verstimmt sind, chorrein klingen, und erst bei Verlassen eines Bereiches anfangen zu "kolorieren".
Es ging nur um die fast jahrhundertalte Aussage, dass es zu Klangverschmelzungen über die Kanzelle käme, verbunden mit der Aussage, dass Ton- und Registerkanzellen unterschiedliche Verschmelzungsarten zwischen Tönen bzw. Registern eines Tones (Taste) bewirken würden, was wohl so nicht stimmt (so das Forschungsergebnis anhand strömungstechnischer Untersuchungen).

Ansonsten glaube ich auch, daß das Optimum einer möglichst realitätsnahen klanglichen Abbildung einer Orgel in einer Mischform zwischen Sampling- und Modeling liegt. Wie gesagt, in der neusten Hauptwerk-Software ist z.B. bereits ein Modeling des Orgelwindes zwecks Simulierung von Winddruckschwankungen usw. enthalten. Ich weiß nicht, wie wirkungsvoll - ist nur in der Advanced-Version verfügbar, und ich habe mir nur die Basic-Version geleistet.

 

[ventus]

.... Der Forschungsbericht selber ist es noch nicht, habe noch keinen Link dazu gefunden, aber es muß ihn irgendwie geben. Habe vor ein paar Jahren den Bericht gelesen im Internet.

Naja, da kann ich dann ja dieses Mal vermittelnd zusammenfassen :p

Wir sind uns doch alle anscheinend einig, dass unter Umständen zum Beispiel beim Ton a nicht auch noch der Kanzellenwind kräftigst mit 443 Hz mitschwingt - dass es darüber hinaus aber durchaus gewisse Vorteile bei der Tonkanzellenlade geben mag und wird.

... um damit auch gleich den Vermittlerstandpunkt zu verlassen und selbst zu "philosophieren". Mich würde wirklich sehr interessieren, was genau und vor allem warum die Fraunhofer da geforscht haben. Wie soll ich das sagen, es kommt doch auch niemand auf die Idee zu erforschen, ob man einen Korkenzieher auch gegen den Gewindedrehsinn in den Korken drehen kann. Manche Sachen sind halt so wie sie sind, funktionieren halt so wie sie funktionieren, und "das ist gut so". Und ohne Not kommt niemand auf die Idee, im zweifelsfall obendrei recht kostspielig zu erforschen, warum das ist. Ich finde es zwar einerseits selbst sehr interessant zu erfahren, was die genau herausbekommen haben aber eben auch, wie und wieso diese Fragestellung erst einmal in de Fokus gekommen ist.
Ansonsten könnte und müsste man es ja sinngemäß fast mit Goethe (war es?) halten: Man sieht nur was man sucht (... und leider nicht was nicht...).

Man muss ich das doch nur mal vorstellen: Vor dem Ventilöffnen herrscht "neutraler" atmosphärischer Druck in der Kanzelle. Nach dem Ventilöffnen dürfte m.E. erst einmal (nur) so lange der größte Druck (vielleicht sogar annährend Balgdruck von xy mm/WS) herrschen, bis die "Überdruckwelle" die Labien erreicht hat, dann dürfte der Druck minimal nachlassen. Ebenfalls spannend wäre die Frage, ob und wann Pfeifen eigentlich den größeren Windwiderstand bieten, beim unkoordinierten Einschwingen und Spucken oder beim Klingen. Wie auch immer, ich tue mich recht schwer damit, dass das alles nicht gegenseitige Rückwirkungen hat, die man ohne Kanzelle nicht hätte.

Nach meiner recht laienhaften Vorstellung könnte ein Hybridverfahren aus Synthese und Sampling sinnvoll sein: Synthese für den Basisklang einschließlich Ein- und Ausschwingvorgang, zusätzliche (trockene) Samples für Geräusche, die sich der Fourieranalyse entziehen und anschließend evtl. eine physikalische Modellierung des Raumklangs.

tja, vielleicht muss man sich da auch einfach etwas aus dem 2010-Horizont lösen. Vor 30,40 Jahren hätte man wohl auch nicht ansatzweise erträumen
können, was heute alles machbar ist. Womöglich mag Synthese später für das Spitzensegment der Königsweg sein. Der Amerikanische Rodgers-Zweig (der mit dem europäische nur mittemäßig viel zu tun hat) baut ja elektronische Orgel im Gegenwert von kleinern echten mit vielleicht 20 Registern.
Aber für die "Einsteiger" und "semiprofessionelle" Zielgruppe (die es immer auch noch bezahlbar haben will), warum sollte man sich da die Mühe machen, zwei Techniken pflegen und verbauen zu müssen?
Heute sind Datenspeichermengen kein nennenswertes Problem mehr. Ich vermutel, in 10,20 Jahren werden die Rechner so unfassbar flink sein, dass man auch mehr oder weniger mit PM (oder zumindest "PM-nahen-Lösungen") die unharmonischsten EInschwing- und Spuckgeräusche produzieren kann.
Ich stelle mir das gerade so ähnlich vor wie die Crashtest, die die Autoindustrie inzwischen auch teilweise nur noch simluiert. Da ist man ja auch soweit, dass nicht nur - ich weiß nicht, wie mans genau vergleichen könnte - das Blech nur waagerecht, senkrecht und vielleicht noch 45Grad quer verknicken darf, sondern eben so wild kreuz und quer wie in Wirklichkeit auch.

 

[Mindenblues]

Wir sind uns doch alle anscheinend einig, dass unter Umständen zum Beispiel beim Ton a nicht auch noch der Kanzellenwind kräftigst mit 443 Hz mitschwingt - dass es darüber hinaus aber durchaus gewisse Vorteile bei der Tonkanzellenlade geben mag und wird.

Das heißt, du glaubst jetzt also auch nicht mehr daran, dass es eine Beeinflussung des Klanges, einen Mitnahmeeffekt, durch die Kanzelle gibt, auf der die Lippenpfeifen stehen? Also meinst du jetzt wirklich, dass der Kanzellenwind nicht mitschwingt? Frage vorsichtshalber nach, weil du doch ein paar Nachrichten vorher das Gegenteil behauptet hast (was verständlich ist, ist ja lange Zeit Lehrmeinung gewesen).

... um damit auch gleich den Vermittlerstandpunkt zu verlassen und selbst zu "philosophieren". Mich würde wirklich sehr interessieren, was genau und vor allem warum die Fraunhofer da geforscht haben. Wie soll ich das sagen, es kommt doch auch niemand auf die Idee zu erforschen, ob man einen Korkenzieher auch gegen den Gewindedrehsinn in den Korken drehen kann. Manche Sachen sind halt so wie sie sind, funktionieren halt so wie sie funktionieren, und "das ist gut so".

Manche Sachen sind halt anders als sie lange Zeit schienen - zig Jahrhunderte lang wurde gepredigt, dass es signifikante Klangkopplungen über die Kanzellen gäbe und Tonkanzellen und Registerkanzellen unterschiedliche Verschmelzungsarten bewirken würden - nämlich dass alle Pfeifen, die auf einer Kanzelle stehen, durch diese klanglich gekoppelt sind. Dies wurde kritiklos hingenommen, bis sich Wissenschaftler der Sache angenommen haben und offenbar durch Versuchsaufbauten und Messungen das Gegenteil bewiesen haben (was Lippenpfeifen angeht, und das sind ja nun mal die allermeisten Pfeifen). Das ist der Gag an der Sache, das Widerlegen einer Lehrmeinung, die sich so lange gehalten hat, die noch in meiner C-Kurs-Orgelkundeprüfung vom Orgelbaumeister so gehört werden wollte!!!

Ich zitiere mal aus dem Orgelforum, in dem ich vor ein paar Jahren (als User Dulzian) eben genau diese Frage bzgl. Tonverschmelzung und Einfluß Kanzelle stellte, weil genau zu der Zeit in meinem C-Kurs dieses Jahrhunderte alte Falschwissen von einem Orgelbauer abgeprüft wurde!!!
Hier der Link in dieses Forum zu einem Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts, der deine Fragen beantworten dürfte, nämlich
a) was genau erforscht wurde und auch
b) warum (Stichwort Herkunft der Autorin, und Wissenschaftsgebiet)

http://www.orgelforum.de/forum_entry.php?id=30219

Und weil der Mitarbeiter Markus Przybilla das so schön kompakt dargestellt hat, kopiere ich seine Darstellung hier rein:

habe besagten Artikel wiedergefunden. Er ist erschienen in "Das Musikinstrument 3/1997" und berichtet über einen Kurs "Orgel-und Kirchenakustik" veranstaltet von Dr.Judit Angster vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik.
Dr. Judit Angster ist die Urenkelin des ungarischen Orgelbauers Josef Angster senior.
Die Forschung betreibt sie gemeinsam mit ihrem Ehemann Prof. Dr. András Miklós, ebenfalls Physiker und damals (1997) bereits 13 Jahre in der Orgelforschung tätig.

Zum Thema Laden und ihr Einfluß auf die Klangverschmelzung darf ich mal aus dem Artikel zitieren:

"...Da die Orgelpfeifen durch die Windlade, insbesondere die Tonkanzellenlade, bei ihrem gleichzeitigen Erklingen verbunden sind, finden sich in Orgelbaulehrbüchern und Aussagen von Orgelbauern häufig die Thesen von der Pfeifenkopplung durch die Kanzelle, der Stimmungsanpassung benachbarter Pfeifen und der "Mitnahme" langsam ansprechender Pfeifen durch schnell ansprechende. Auch diese Aussagen wurden durch Messungen im Institut untersucht, deren Ergebnisse von Dr. Angster referiert wurden. Dabei zeigte sich, daß in der Kanzelle keine Pfeifenklänge gemessen werden konnten und somit die Pfeifenkopplung über die Außenluft erfolgen muß. Damit ist jedoch die häufig zu hörende These von der Klangkopplung durch die Kanzelle widerlegt. Nur bei Zungenpfeifen wäre, wie oben besprochen, wegen der in die Kanzelle rückwirkenden Zungenschwingung eine -allerdings unerwünschte- Kopplung zu benachbarten Labialpfeifen möglich. Auch die Behauptung von der Phasengleichheit der Schwingung benachbarter Orgelpfeifen wurde widerlegt. Die Behauptung, gleichzeitig tönende Pfeifen klängen leiser als einzeln tönende, konnte im praktischen Versuch im Labor hör- und meßbar bestätigt werden, was ebenfalls im Widerspruch zur Behauptung von der Phasengleichheit gleichzeitig tönender Pfeifen steht. Genauere Untersuchungen zu Ursachen dieses Phänomens stehen jedoch noch aus. Bestätigt wurde durch die Untersuchungen der Mitnahmeeffekt: Schnell einschwingende weite Pfeifen, wie zum Beispiel Flöten, beschleunigen den Einschwingvorgang langsam einschwingender enger Pfeifen, wie Salicional und Gambe. Dabei stelle sich gleichzeitig die mittlere Grundfrequenz der beiden Pfeifen mit dem Phänomen der Schwebung ein. Der Effekt wird jedoch nicht, wie häufig behauptet, durch die Kanzelle bewirkt, da -wie bereits gezeigt- durch die Kanzelle keine Klangkopplung erfolgen kann."

 

[ventus]

Das heißt, du glaubst jetzt also auch nicht mehr daran, dass es eine Beeinflussung des Klanges, einen Mitnahmeeffekt, durch die Kanzelle gibt, auf der die Lippenpfeifen stehen? Also meinst du jetzt wirklich, dass der Kanzellenwind nicht mitschwingt?
Frage vorsichtshalber nach, weil du doch ein paar Nachrichten vorher das Gegenteil behauptet hast (was verständlich ist, ist ja lange Zeit Lehrmeinung gewesen).

Langsam, langsam, ... :kuss:
Es ist doch von uns allen alles zugetreffend gesagt. Ich weiß nicht, ob ich irgendwann mal ein einschränkendes Wort vergessen habe, zuletzt schrieb ich "dass unter Umständen zum Beispiel beim Ton a nicht auch noch der Kanzellenwind kräftigst mit 443 Hz mitschwingt.
Ich glaube, da liegt der springende Punkt, den man nicht übersehen darf um zu erkennen, dass wir ja eigentlich alle (fast) das gleiche sagen. Es klingt gerade alles so schwarz-weiß hier...

Um es nochmal so zusammenzufassen:
1) Einschwingvorgänge werden selbstredend gekoppelt. Das hatte ich mit meinem beiläufigen Physikwissen genauso dahergeredet wie du es gerade zitiert hast.
2) Den Ton betreffend gleichnamige Pfeifen stehen auf der Kanzellenlade zwangläufig (bis auf "verführte") in einer Reihe, also recht eng beieinander, was zu Rückkopplungen führen kann/mag, die man vielleicht nicht hätte, wenn sie kreuz und quer (jetzt mal Extremfall mit elektr. Ventilen angenommen) stehen würden.
3) Was ich schon spaßig gesagt habe: Man sieht nur, was man sucht. Falls da anscheinend jemand handfeste (!) Tonwellenschwingungen in der Kanzelle sucht und dann widerlegt, naja, ...
Man kann es doch ganz einfach so sagen: In der Pfeife gibt es zweifelsfrei Schwingungen, auch ohne Messgeräte und mit der bloßen Hand spürbar. Und in der Kanzelle gibt es einen einen Luftdruck x irgendwo zwischen Balgdruck und Normaldruck und sowie eine Luftströmung Richtung auswärts. Das eine ist das eine und das andere das andere. Komprimierte und strömende Luft kann zum großen Teil keine Schwingung sein! Soweit kann die Rückkopplung nicht gehen, dazu braucht man aber auch keine Forschungergebnisse der Fraunhofer.
4) Bei deiner C-Prüfung hast du es anscheinend auch "dumm getroffen". Sicherlich wird allenorts erzählt, dass die Tonkanzellen positive Rückwirkungen haben. Soweit dass das Einschwingen betrifft ist das ja schon gerade "einstimmig" geklärt. Ansonsten habe ich das auch immer mehr als "müsste", "könnte", "dürfte" es u.U auch noch weitere Rückwirkungen geben gehört...

Ganz allgemein verwundern mich viele Sachen: Das fängt an mit dem m.E. starken "Widerlege-Duktus" des von dir zitierten Textes, der "Ansprech-Beeinflussungen" der Pfeifen zuerst mit in die Liste der überlieferten und ungenügend geprüften Merkmale mit einbezieht um dieses dann aber auch stehen lassen zu müssen. Das geht weiter über die "allerdings unerwünschte- Kopplung der Zungenpfeifen auf der Kanzellenlade. Ein so sündhaft teures und stets nur mittelmäßig perfektes Gerät wie eine Orgel kann man nur lieben und schätzen, wenn man all sowas als charaktervolle Stärke schätzt.
Rückwirkungen der Zungenstimmen kann man gerne feststellen und auch öffentlich kundtun. Diese aber gleich negativ zu bewerten finde ich etwas schwierig, um es mal sehr vorsichtig auszudrücken.
Und noch etwas ganz anderes: Wie laufen den Forschungsprojekte ab: Alles muss u.a. nachvollziehbar, reproduzierbar etc. pp sein. Das ist doch gerade stets schon die Krux, dass viele Forschungen und Forschungsergebnisse bedenklich weit aus dem Zusammenhang gerissen werden und daher nur begingte Aussagekraft haben. Wie müsste denn eine grundsolide Studie aussehen? Erstmal müssten zwei pfeifenseits identische Laden gebaut werden, einmal als Kanzellelade und einmal anders. Dann müssten verschiedene Testhörer in verschieden Testzuordnungen (blind, ... was auch immer) versuchen auszumachen, ob es Klangunterschiede gibt (und die dürften u.a. auf Grund des Ansprechverhaltens ja unbestritten sein). Wenn ja müsste man fundierte Theorien suchen, woran das genau liegen könnte und wie man all das untersuchen könnte. Und dann könnte man losforschen. Vielleicht verstehe ich das falsch. Und selbst wenn nicht übertreibe ich jetzt etwas und drücke das sehr plakativ aus: Aber was ich verstehe geht so ein bisschen in die Richtung, als ob die Fraunhofer "aus dem nichts heraus" mal eben einen Schwingungsensor in die Kanzellen gebastelt haben um eine alte Mär zu widerlegen - wobei obendrein schon der gesunde Menschenverstand ausschließt, dass es der komprimierte und strömende Kanzellenwind allenfalls nur sehr bedingt schwingen kann (und das womöglich aber auch tut).

Auch die Behauptung von der Phasengleichheit der Schwingung benachbarter Orgelpfeifen wurde widerlegt. ... Genauere Untersuchungen zu Ursachen dieses Phänomens stehen jedoch noch aus.

vorab ganz klar gesagt: Was ich jetzt schreibe ist eine echte Nachfrage und kein Wissen, Halbwissen ....
Wenn (nehmen wir mal einfach erst einmal nur zwei) recht halbwegs baugleiche Orgelpfeifen frei entscheiden dürfen, ob sie phasengleich erklingen, oder eben um 180Grad phasenverschoben erklingen? Müssten die beiden Pfeifen dann nicht bei jedem neuen Anschlag arg verschieden klingen - mal als deutlich laute Schwingungsaddition, - mal als deutlich leisere Schwingungs-Teilauslöschung? An der Stelle verstehe ich gerade gar nichts mehr ? :(
Oder gibts da noch andere geheimnisvolle Kräfte, die zwar nichts mit der Kanzelle zu tun haben, dennoch aber für Phasengleichheit sorgen?

 

[dfuchs]

Phasengleichheit?

Wenn (nehmen wir mal einfach erst einmal nur zwei) recht halbwegs baugleiche Orgelpfeifen frei entscheiden dürfen, ob sie phasengleich erklingen, oder eben um 180Grad phasenverschoben erklingen? Müssten die beiden Pfeifen dann nicht bei jedem neuen Anschlag arg verschieden klingen - mal als deutlich laute Schwingungsaddition, - mal als deutlich leisere Schwingungs-Teilauslöschung?

:confused: Das ist genau der Punkt, den ich auch nicht verstehe. Wenn sich schon Pfeifen gegenseitig in der Ansprache mitnehmen und auf gleiche Frequenz ziehen, sind das ja wohl Resonanzerscheinungen, und Resonanz bedeutet nach meinem Verständnis auch Phasengleichheit (am Standort der Pfeifen!)

Daß im Kirchenschiff beim Hörer xy dann keine phasengleichen Schwingungen ankommen, ist die andere Sache: Durch die unterschiedlichen Standorte der Pfeifen gibt es Laufzeitunterschiede; Schallwellen werden wohl auch (z.B. beim Durchtritt durch weiter vorn stehende Pfeifenreihen) unterschiedlich stark gebeugt (so wie Lichtwellen an einem Spalt), es müßte dadurch Interferenzerscheinungen geben; der Anteil von direktem und reflektiertem (dadurch nochmals phasenverschobenem) Schall variiert je nach Frequenz... Der Hörer auf der Bank hört ein bezüglich der Phasenlage durcheinandergewürfeltes Frequenzgemisch, das wahrscheinlich aus rein statistischen Gründen immer ungefähr gleich klingt - oder eben auch nicht genau gleich, vielleicht macht gerade das einen Teil der Lebendigkeit des echten Orgelklangs aus?!

Zumindest auf der Windlade müßten benachbarte Pfeifen gleicher Tonhöhe aber phasengleich schwingen, und genau das haben die Fraunhofer-Leute widerlegt (so steht es im zusammenfassenden Text auf der Website, die uns Mindenblues gegeben hat). Das verstehe einer...

Wahrscheinlich sind wir alle nicht Fachleute genug, um das so ganz zu verstehen, aber interessant finde ich es schon.

Daniel

 

[ventus]

Ich weiß gerade selber nicht ganz genau, ob ich das meine, was die Fraunhofer mit Phasengleichheit evt. widerlegt haben - oder ob ich auf eine andere Frage gestoßen bin, die ebenso interessant ist. M.E. muss man Phasengleichheit von (ich nenn es mal) "Schwingungsgleichheit" unterscheiden. :D, (... ups, gibts keinen wirklich passenden Smiley für)

Schwingungsgleichheit oder anders gesagt Frequenzgleichheit würde ja zum Beispiel folgendes bedeuten: Eine Pfeife ist verstimmt. Es ist aber für sie "energetisch sinnvoller" sich der Mehrheit aller anderen Pfeifen anzupassen und mit einer für sie selbst eigentlich leicht falschen Frequenz zu schwingen. Stattfinden tut dieser Effekt ja wohl in der Tat, nur anscheinend eben nicht sooo starkt in der Form über Rückkopplungen durch die Kanzelle, wie man das früher immer angenommen hat.

Unter Phasengleichheit hatte ich jetzt etwas vollkommen anderes vermutet.
Jede Pfeife hat einen (Grundton) bwz ein paar (Ontertöne) Schwingungsknoten (... dort, wo man auch mal eben abschneiden und halbieren könnte und eine gedackte Pfeife gleichen Grundtons zu haben) und ein paar Schwingungsbäuche, diese u.a. am Labium und an der Mündung. Dort schwingt die Luft eben irgendwie hin und her. Phasengleicheit würde jetzt mE bedeuten, dass Pfeifen das eben nicht selbst frei entscheiden dürfen, sondern dass an allen Labien bzw. Mündungen die Luft zur gleichen Zeit "hin" schwingt um dann sekundenbruchteile später bei allen Pfeifen ebenso synchron "her" zu schwingen.

So, und da hätte man ein riesiges Problem: Darüber, dass die gleichen Pfeifenkomninationen nicht in Wirklichkeit mal zufällig leise, mal zufällig laut klingen würden, brauch man ja echt nicht zu streiten.

Ein paar Lösungsansätze fallen mir ein, vielleicht kann mir da ja wer weiter helfen:

1) Ich erinnere mich an irgendeine alte Studie von Bormann(?), wonach etliche Pfeifen exakt gleicher Bauart (ich weiß nicht mehr genau) keinen oder keinen nennenswerten Lautstärkezuwachs im Vergleich zu nur einer einzelnen Pfeife haben. Spürbaren Zuwachs gibts dagegen nur bei verschiedene Bauformen gleicher Tonhöhe. (hatte ich hier irgendwann schonmal angedeutet?)
Das würde ja quasi im Umkehrschluss heißen, dass es zufällige Additionen oder Auslöschungen auch nur bei exakt gleichen Pfeifen geben könnte - dass aber der Klang von z.B. Prinz. und Rohrfl oder Gemsh verschieden genug sind, damit sich allenfalls einzelne Schwingungsanteile verstärken oder vermindern, niemals aber in einem hörbar ins Gewicht fallendem größeren Umfang.

2) Gleichhoch (oder in naher Frequenzverwandschaft) klingende Pfeifen ziehen sich zwar in der Tat etwas bei (wenn auch nicht über die Kanzelle sonder über irgendwelche Rückopplungserscheinungen in der Umgebungsluft), das geschieht aber nicht immer "mit ganzzahliger Frequenz".
Oder anders gesagt: Positiver und/oder negativer Schwingungsbauch zweier Pfeifen müssen nicht immer haargenau "übereinanderliegen", also nicht immer zeitgleich stattfinden, sondern das kann auch mit "energetisch vertragbarer" Phasenverschiebung stattfinden, also vermutlich 1/2, 1/4 oder 1/8...
Dann würde eine graphische Aufzeichnung sinngemäß ungefähr so aussehen wie die drei Sinuskurven von Drehstrom: Wenn die eine Kurve gerade nachlässt beginnt die andere bis zum Maximum zuzulegen. Alles ist zeitlich wohlgeordnet, es gibt niemals absolute Additionen oder Auslöschungen sondern immer eine (ggf. nur theoretische) Spannung von 380 Volt.

Naja, aber wie gesagt, das war jetzt mal so rumgesponnen.

Und um abschließend mal die Kurve zum Forumsthema zurück zu kriegen: Wäre ja auch mal sehr interessant zu wissen, wie in dieser Hinsicht die Samplingklänge abgespielt werden - bzw. wie bei PM programmiert wird. :rolleyes:

 

[dfuchs]

Das wird mir jetzt zu verrückt.

 

[ventus]

Das wird mir jetzt zu verrückt.

ups, schade! Was genau meinst du denn bzw. was versteht du nicht?

Schau doch einfach mal in Wikipedia nach: Über Schwingung/Frequenz muss man sich vermutlich eh kaum unterhalten, dazu heißt es z.b. "Dabei durchläuft das System wiederholt nach einem festen Zeitintervall den Ausgangszustand." - aber wann es wie (="wohin") schwingt bleibt erstmal - zwar nicht ganz unwichtig - aber untergeordnet, ...

was man dann mit Phase beschreibt: "in der Wellenlehre der Schwingungszustand einer Welle an einer bestimmten Stelle und zu einem bestimmten Zeitpunkt, siehe Phase (Schwingung)"
(aus der Übersicht zum Stickwort Phase zitiert(so kernig stehts im Arktil selbst nicht mehr)

 

[dfuchs]

Hallo ventus,

Ich habe nochmal über die Sache nachgedacht und bin zu folgendem Ansatz gekommen:

Es gibt bei gekoppelten Schwingern die Erscheinung, daß die Amplituden wechselseitig an- und abschwellen (die Schwingungsenergie pendelt quasi zwischen den Schwingern hin und her, bei harmonischen Schwingungen wiederum in Form einer Harmonischen). Zumindest haben wir das mit Federschwingern in der Schule behandelt, und ich sehe keinen Grund, warum es nicht auch im akustischen Bereich ebenso funktionieren sollte. Dabei kann eine Phasenverschiebung zwischen den Schwingern auftreten. Das ist evtl. sogar ein Teil der Erklärung für die Nicht-Phasengleichheit. Das Ganze scheint mir aber so kompliziert, daß wir wohl einen Doktor der Physik zu Rate ziehen müßten.

Ich werde aber mal beim Programmierer von Aeolus anfragen, wie er die Phasenlage bei gleichzeitig klingenden Registern gestaltet (und warum). Es gibt da eine Mailingliste, wo solche Sachen diskutiert werden.

Gruß, Daniel

 

[ventus]

Hallo ventus,
Ich habe nochmal über die Sache nachgedacht und bin zu folgendem Ansatz gekommen:
Dabei kann eine Phasenverschiebung zwischen den Schwingern auftreten. Das ist evtl. sogar ein Teil der Erklärung für die Nicht-Phasengleichheit.

oh schön, du bist wieder da! :) Ja, da sind wir uns doch anscheinend absolut einig, das war ja auch mein Ansatz:
Pfeifen schwingen vermutlich weder genau phasengleich noch vollkommen wild durcheinander sondern "phasenverwandt" - aber eben um einen "harmonischen Bruchteil" der Wellelänge verschoben.
Toll ist ja etwas anderes, wir kamen ja über die Fraunhoferstudien darauf. Schwingungsrückkopplungen (also Frequenzanpassungen) über die Kanzelle mehr oder weniger zu widerlegen kann ich ja noch nachvollziehen, zumal es diesen Effekt ja doch gibt, eben nur nicht primär über die Kanzelle.
Aber wieso (ich hoffe ich habs richtig verstanden?) widerlegt man Phasengleichheit? Noch nie zuvor gehört, dass das überhaupt jemand vorher behauptet hat, zumal eine vorherige Vermutung dahingehend ja implizit auch immense Intereferenzeffekte unterstellen würde, die in der Praxis nicht auftreten. Naja, vermutlich verstehe auch ich da nur irgendwas gründlich falsch :sad:

Ich werde aber mal beim Programmierer von Aeolus anfragen,

o ja, tolle Idee, mach mal! Bin sehr gespannt, was die antworten.

 

[Mindenblues]

Ich glaube, dass Phasengleichheit sowohl bei echten Orgeln als auch bei gesampelten keine praktische Relevanz hat. Begründung: Phasengleichheit über sehr viele Phasen hinweg (einige 100 müßten es ja schon sein, um in den Sekundenbereich zu kommen) bekommt man nur bei Schwingungssystemen, die praktisch baugleich sind. Z.B. bei den Klaviersaiten eines Chores gibt es einen Bereich, wo der Chor "rein" gestimmt ist. Dies ist geradeso durch einen Klavierstimmer hinzubekommen.

Bei Orgeln hingegen gibt es keine 2 Pfeifen, die dermaßen gleich sind, dass diese Phasengleichheit über längere Zeiträume hinweg entstehen könnten; Pfeifen haben entweder unterschiedliche Tonhöhe oder unterschiedliche Bauart. Selbst wenn es eine Orgel gäbe, wo 2 exakt gleiche Pfeifen stehen (weiß nicht, welchen Sinn das machen sollte), müßten diese irrsinnig genau gefertigt und gestimmt und intoniert sein, um das hinzubekommen. Meiner Meinung nach ist also dieses Phänomen weder bei echten Orgeln und auch nicht bei Sample-Sets zu erwarten. Das ist aber nur eine Mutmaßung von mir (aber ich habe den Eindruck, auf die eine oder andere Mutmaßung kommt es in diesem Faden auch nicht mehr an ;)).

Was anderes mag bei Physical Modeling der Fall sein. Da muß man sicherlich aufpassen, dass man feine Unterschiede einbaut, um solche Effekte wie Phasensynchronisationen in den Griff zu bekommen.

Überhaupt, um ehrlich zu sein, was ich an PM-Demos bisher gehört habe, klingt für mich ziemlich steril, und hat nicht die Lebendigkeit von gutgemachten Sample-Sets. Gerade die Unterschiede und "Inperfektionen" machen das Salz in der Suppe aus - zumindest für mich. Das heißt nicht, dass ich dem Verfahren PM an sich nicht aufgeschlossen gegenüber stehe, aber ich möchte in erster Linie bzgl. Orgelklang etwas für mich "schön" klingendes haben, dazu gehört auch Lebendigkeit im Klang und keine Sterilität. Also wenn ich eine Silbermannorgel (z.B. die schlichte Großhartmannsdorf-Orgel) oder Schnitger-Orgel höre (oder ein gut gemachtes Sample-Set davon), bin ich schon ziemlich hin und weg...

 

[ventus]

Hallo Mindenblues,

ups, jetzt verwirrst du mich gerade vollkommen:

Ich glaube, dass Phasengleichheit sowohl bei echten Orgeln als auch bei gesampelten keine praktische Relevanz hat. Begründung: Phasengleichheit über sehr viele Phasen hinweg (einige 100 müßten es ja schon sein, um in den Sekundenbereich zu kommen) bekommt man nur bei Schwingungssystemen, die praktisch baugleich sind
...
Pfeifen haben entweder unterschiedliche Tonhöhe oder unterschiedliche Bauart.

Um hinten anzufangen zu fragen: Warum willst du eine Sekunde erreichen?
Zwei gegensätzliche Kräfte heben sich auf, zwei gleiche verstärken sich, ... oder statt Kräfte eben auch Schwingungen .... und das vollkommen unabhängig von der Dauer. :confused:
Alle zusammenklingenden Achtfußpeifen eines Tones (um ersteinmal diese zu betrachten), sofern exakt gestimmt, klingen mit exakt der gleichen Frequenz, womit doch eine etv. Phasenverschiebung für die gesamte ggf. sekundenlange Erklingdauer der gedrückten Taste gleich bleibt, und das vollkommen abhängig von der Bauform. Lediglich ein paar Obertöne je nach Bauform verschieden stark/laut, ... oder wie? oder nicht?

(aber ich habe den Eindruck, auf die eine oder andere Mutmaßung kommt es in diesem Faden auch nicht mehr an ;)).

Oh, welch wahres Wort. Aber es antwortet ja weder ein Physiker, noch ein Orgelbauer, noch ein PM-Ingenieur, :( ... sondern nur wir drei mutmaßen hier kräftig. :rolleyes:

Überhaupt, um ehrlich zu sein, was ich an PM-Demos bisher gehört habe, klingt für mich ziemlich steril, und hat nicht die Lebendigkeit von gutgemachten Sample-Sets.

supi, wir nähern uns dem Fadenthema... und totale Zustimmung, nachdem ich noch mehr gesucht/gehört habe. Kurz und knapp gefragen: Kinderkrankeit,wie anfangs bei jeder Technologie - oder erreichte Grenze der Technologie weil eben durch und durch künstlich?

 

[Mindenblues]

Um hinten anzufangen zu fragen: Warum willst du eine Sekunde erreichen?

Ich wollte nur ausdrücken, dass Phasengleichheit über ein paar Phasen hinweg keine praktische Relevanz hat, da z.B. bei einem Ton von 1kHz eine Grundwellenschwingung lediglich 0.001 Sekunden lang ist und daher an der Wahrnehmbarkeitsschwelle vorbei geht. Und um akustisch Phasengleichheit wahrzunehmen, braucht es eben sehr viele Schwingungen von Schwingungskörpern, die phasengekoppelt sind. ich bezweifle stark, dass dies bei realen Orgelpfeifen auftritt - Begründung weiter unten.

Alle zusammenklingenden Achtfußpeifen eines Tones (um ersteinmal diese zu betrachten), sofern exakt gestimmt, klingen mit exakt der gleichen Frequenz, womit doch eine etv. Phasenverschiebung für die gesamte ggf. sekundenlange Erklingdauer der gedrückten Taste gleich bleibt, und das vollkommen abhängig von der Bauform. Lediglich ein paar Obertöne je nach Bauform verschieden stark/laut, ... oder wie? oder nicht?

Du hast schon die Einschränkung genannt: EXAKT. Ich füge hinzu: So wahnsinnig exakt, dass es nicht praxisrelevant ist. Schon allein "exakt gleiche Frequenz"- weißt du, von welcher Toleranz wir reden? Wenn 2 Frequenzen über einen gewissen Zeitraum (mehrere 100msec lang, nur um mal eine Zeitangabe zu haben - ist das ok?) in der Phase nicht auseinanderlaufen sollen, müßten Toleranzen von Bruchteilen eines Cents (1 Cent= 1/100 eines Halbtones) erreicht werden.
Weiter: bei Pfeifen unterschiedlicher Bauform ist das schon allein aufgrund unterschiedlicher Temperatureinflüsse auf die Frequenz total unrealistisch, mal davon ganz abgesehen, dass die Frequenz nie genau stabil ist, sondern Schwankungen unterworfen ist - der unterschiedliche Winddruck macht sich bei unterschiedlichen Bauformen von Pfeifen natürlich unterschiedlich bemerkbar (bei der für Phasengleichheit geforderten Genauigkeit, wie gesagt, wir reden von Bruchteilen von Promille-Toleranzen!!).

Oh, welch wahres Wort. Aber es antwortet ja weder ein Physiker, noch ein Orgelbauer, noch ein PM-Ingenieur, :( ... sondern nur wir drei mutmaßen hier kräftig.

Ehrlich gesagt, habe ich mich bemüht, mich mit Mutmaßungen zurückzuhalten. Liegt vielleicht daran, dass ich Informationstechnik studiert hatte, damals mit der Spezialisierung Digitale Signalverarbeitung (auch wenns schon 25 Jahre her ist).

supi, wir nähern uns dem Fadenthema... und totale Zustimmung, nachdem ich noch mehr gesucht/gehört habe. Kurz und knapp gefragen: Kinderkrankeit,wie anfangs bei jeder Technologie - oder erreichte Grenze der Technologie weil eben durch und durch künstlich?

Ich könnte mir vorstellen, dass die Kombination beider Varianten genau das richtige ist - Physical Modelling bei den Stellen, wo Sampling-Technologie an der Grenze ist, z.B. Modellierung des Orgelwindes, oder bzgl. Tremulant, oder auch bzgl. Modellierung der Kirchenakustik, um nicht nur zwischen sehr starren Grenzen "trocken" und "hallig" bei den Sample-Sets auswählen zu müssen, sondern quasi den Hörstandort in der Kirche festlegen zu können.
Wenn es darum geht, den Klang einer ganz bestimmten Orgel Pfeife für Pfeife zu erfassen, ist das m.E. eher die Domäne der Sampling-Technologie.

Also ich glaube, dass man erstmal für sich fragen sollte, was man überhaupt als ZIEL hat, was den gewünschten Orgelklang angeht.

Mein Ziel ist, dass ich für das Üben barocker Stücke (ich bin in einer Phase, wo ich praktisch ausschließlich Bach übe) mir für meine midifizierte Orgel ein oder mehrere Sets an Orgeldispositionen zur Auswahl haben möchte zu Übezwecken, mehr oder weniger ausschließlich mit Kopfhörerbetrieb. Bisher bin ich mit der kostenlosen Sample-Lösung Hauptwerk-Free-Version + Sample-Set "Enigma Wet" (ebenfalls free-Version) ziemlich zufrieden, es hat eine rel. üppige Disposition.
Nachdem ich mehrere Sample-Sets intensiver angesehen habe, neige ich zur Zeit dazu, mir das Sample-Set der Silbermannorgel Großhartmannsdorf zu leisten, Hauptwerk-Basic-Version habe ich mir gerade schon gegönnt. Es handelt sich um ein rel. trockenes Sample-Set einer ebenfalls rel. bescheidenen Dorfkirchenorgel, was aber für meinen Geschmack für unglaubliche Transparenz sorgt für polyphone Musik, und die schönen Spuckgeräusche laden ein zum besseren Artikulieren. Man kann es kostenlos downloaden und testen - nur mit der Einschränkung, dass jede Minute für ein paar Sekunden der Ton ausgeblendet wird. Zum Testen eine faire Lösung, finde ich. Die 180€ für das Sample-Set werde ich mir wahrscheinlich gönnen.