Mit der Kraft des Korns

Der Name ist Programm: Steinbergs neuer virtueller Synthesizer Padshop will sich als Lieferant farbenprächtiger Flächensounds empfehlen. Basierend auf dem Prinzip der immer noch exotisch anmutenden Granular-Synthese sollen sich nicht alltägliche Sounds bei denkbar einfacher Bedienung erzeugen lassen.

Von Georg Berger

Das Marktsegment der virtuellen Instrumente wird ohne Zweifel von Produkten dominiert, die sich der subtraktiven Synthese analoger Herkunft bedienen, dicht gefolgt von Samplern respektive Sampling-Instrumenten. Weit abgeschlagen finden sich Instrumente, die ihre Sounds auf Basis von Frequenzmodulation, Physical Modeling, additiver und Wavetable-Synthese erzeugen und im Vergleich dazu eher wie Exoten anmuten. Dazu gehört auch die Klangerzeugung auf Basis der Granular-Synthese, die zwar mittlerweile auch in einigen Instrumenten zu finden ist wie etwa Native Instruments Reaktor und Absynth, dem Malström-Synthesizer von Propellerhead, dem Max for Live-Instrument Granulator von Ableton oder dem Alchemy-Synthesizer von Camel Audio. Dennoch fristet diese Form der Klangerzeugung aufgrund seiner Komplexität bislang ein Schattendasein. Dass die Granular-Synthese trotzdem leicht und intuitiv bedienbar ist und ein hohes kreatives Potenzial besitzt, will Steinberg mit seinem neuesten virtuellen Instrument Padshop beweisen. Dabei fallen die spezifischen Eingriffsmöglichkeiten ungleich vielfältiger aus als in einigen der oben erwähnten Mitbewerber (Absynth, Alchemy, Malström). Grund genug also, sich Padshop und der Granular-Synthese als solchen eingehend zu widmen.

Doch was ist Granular-Synthese? Vereinfacht ausgedrückt werden Klänge – in diesem Fall Samples – ähnlich wie beim Slicen von Drum-Loops, in kleinste Segmente, den sogenannten Grains, zerschnitten und durch sukzessives Abspielen der Segmente wieder resynthetisiert. Doch anders als beim Loop-Slicing fallen die Fragmente ungleich kleiner im Millisekunden-Bereich aus. Der Clou an der Granular-Synthese ist jedoch, dass nicht nur die Abfolge der Grains geändert werden kann. Das geht beim Loop-Slicing ebenfalls. Überdies lässt sich die Abspielgeschwindigkeit der Grains, die Laufrichtung der Grainfolge und sogar die Anzahl der simultan zu spielenden Grains bestimmen. Grains können sich sogar überlappen und es ist möglich, Tonhöhe und Tondauer eines Grains unabhängig voneinander zu bearbeiten. Wem dies bekannt vorkommt und dabei an Timestretching und Pitch-Shifting in DAWs denkt, hat ins Schwarze getroffen (Näheres dazu im Kasten). Padshop stellt diese Gestaltungsmöglichkeiten jetzt in einen ganz eigenen, kreativ und musikalisch einsetzbaren Rahmen. Doch der Reihe nach.
Wer Padshop sein Eigen nennen will, braucht erfreulicherweise keine Unsummen dafür hinlegen. Steinberg verlangt gerade einmal 50 Euro für das Instrument. Besitzer von Cubase 6 sollten allerdings direkt das Update auf die Version 6.5 zum gleichen Preis kaufen. Denn außer Padshop enthält das Update gleich noch den virtuell-analogen Synthesizer Retrologue, zusätzliche neue Effekte sowie eine Reihe weiterer Verbesserungen innerhalb der DAW. Besitzer früherer Cubase-Versionen müssen fürs Update jedoch deutlich mehr, ab rund 200 Euro aufwärts, zahlen. Allerdings haben die Entwickler Padshop ausschließlich mit der aktuellen VST Schnittstellen-Version 3.5 ausgestattet. Eine VST2- oder AU-Version ist (noch?) nicht in Sicht. Es ist zwar verständlich, dass Steinberg als Erfinder der VST-Schnittstelle die neue Version promoten will. Überdies offeriert die Version 3.5 mit seinem genialen Note Expression-Feature das gezielte Editieren einzelner Noten innerhalb von Akkorden (siehe Test in Heft 4/2011). So finden sich außer den Steinberg-Produkten und als einzige rühmliche Ausnahmen bislang nur die Studio One DAW von Presonus, Image Line Fruity Loops und der demnächst erscheinende Bitwig Studio Sequenzer am Markt, die mit dieser VST-Version ausgestattet sind. Unsere Nachfrage beim Hersteller nach einer VST2-Version wird jedenfalls nicht kategorisch verneint. Da kann also demnächst durchaus noch etwas passieren.

Die Bedienoberfläche wartet mit einem eher schlichten, übersichtlich strukturierten Metallic-Design auf. Das GUI ist in fünf horizontale Segmente unterteilt, oben beginnend mit grundlegenden Parametern zum Einstellen des Instruments wie etwa die Polyphonie, die Lautstärke, Glide, Pitch Bend und die Grunstimmung. Direkt darunter findet sich das Herz und Hirn von Padshop: Die Grain-Oszillator-Sektion mit einer Reihe spezieller Eingriffsmöglichkeiten zum Editieren der Grains. Hingucker ist das darin eingelassene zentrale Wellenform-Display in dem das gerade geladene Sample angezeigt wird. Später dazu mehr.
Die nächste Sektion enthält das Multimode-Filter mit integrierter Verzerrerstufe sowie zwei einstellbare ADSR-Hüllkurven für Filter und Verstärker. Die Pitch-Sektion erlaubt ein grobes und feines Verstimmen des Sounds und wartet überdies mit einem Formant-Parameter auf, der noch vor der Filter-Sektion auf den Klang Einfluss nimmt. Im Test klingt das Drehen des Parameters wie eine Mischung aus Sync-Sounds, Formant- und Teilton-Verschiebung. Die vierte horizontale Sektion erlaubt per Reiter das wechselseitige Aufrufen der Effekt-Sektion und weiterer Modulatoren. Die Modulator-Sektion ist seinerseits dreigeteilt. Zwei Unter-Dialoge sind der Modulations-Matrix vorbehalten, mit der sich insgesamt zehn Modulationen realisieren lassen. Der dritte Reiter ruft einen Step-Modulator auf. In allen drei Modulator-Sektionen stehen überdies zwei wechselseitig aufrufbare LFOs im ständigen Zugriff. Besonderheit: Die Matrix gestattet außer dem Verknüpfen von Quelle und Ziel sowie das Einstellen der Intensität auch die Definition eines sogenannten Modifiers, der sozusagen von außen die voreingestellte Modulationstiefe reguliert. So kann etwa das Modulationsrad den ersten LFO kontrollieren, der seinerseits die Tonhöhe des Oszillators moduliert. Nächste Besonderheit: 16 Modulationsbusse erlauben das Verknüpfen mehrerer Modulationen, respektive das Erzeugen komplexer Modulationsverläufe. Dabei lassen sich die Busse als Quelle, Ziel und auch Modifier einsetzen, was in der Form nicht alltäglich ist. So kann ein Modulationsziel gleichzeitig von mehreren Modifiern oder Quellen gleichzeitig beeinflusst werden und umgekehrt. Der Step-Modulator bereichert das Arsenal an Modulations-Möglichkeiten um einen Step-Sequenzer mit maximal 32 Schritten. Sehr schön: Mit Hilfe des Slope-Menüs lassen sich weiche Übergänge zwischen den Steps einstellen, was in entsprechenden Verläufen resultiert. Am Fuß des Padshop-GUI findet sich die virtuelle Klaviatur nebst Pitch Bend- und Modulationsrad. Mit Hilfe der Layer-Sektion rufen wir eine der beiden simultan werkelnden, aber individuell editierbaren Engines auf, schalten sie stumm oder erzeugen einen Mischklang beider Layer mit Hilfe des horizontalen Crossfaders. Oberflächlich betrachtet finden sich also viele Parallelen zu subtraktiven Synthesizern. Was Padshop jedoch einzigartig macht, findet sich in der Grain-Oszillator-Sektion, die wir jetzt einmal näher betrachten wollen.

Das Basismaterial setzt sich wie erwähnt aus Samples zusammen, die via Browser in acht Kategorien wie etwa Synth, Soundscapes, simple Wellenformen oder Voices unterteilt sind und von dort aus in den Grain-Oszillator geladen werden. Das Repertoire an mitgelieferten Stereo-Samples ist zwar sehr reichhaltig ausgefallen. Dennoch haben wir schmerzlich die Möglichkeit vermisst, auch eigene Samples in die Oszillator-Sektion laden zu können. Padshop würde dadurch in Sachen Flexibilität enorm gewinnen. Dem Hersteller ist dieser Umstand wohlbekannt und auf Nachfrage wird uns versichert, dass sich dort demnächst etwas tun wird. Doch zurück zum Grain-Oszillator:

Eine erste Eingriffsmöglichkeit besteht im Verschieben der Abspielposition via Position-Regler. Das geht wahlweise auch durch Versetzen des vertikalen Positionszeigers im Display. Mit Hilfe der beiden Anfasser können wir im Display individuell den Sample-Start- und Endpunkt festlegen. Der Loop-Taster erlaubt – Nomen est Omen –  wahlweise das einmalige Abspielen des Samples oder das Abspielen in einer Schleife. Insofern unterscheidet sich Padshop zunächst nicht von einem Sampler. In Grundstellung wird jedoch zunächst nur ein einzelnes Grain fortwährend wiederholt und nicht das gesamte Sample abgespielt, was zumeist wie ein leicht verzerrter Sinuston klingt. Das Drehen am Random-Regler lässt den sinusähnlichen Sound jedoch alsbald in ein digital klingendes Rauschen übergehen, was von nervös flackernden Linien links und rechts vom Positionszeiger begleitet wird. Dabei geschieht nichts anderes, als das die Abspielposition zufällig gewählt wird. Das Ändern des Offset-Parameters lässt hingegen eine zweite Abspielposition im Display erscheinen, was mit einer Verbreiterung des Stereofelds einhergeht. Tatsächlich wird dabei die Abspielposition in einem Stereokanal versetzt. So etwas geht mit herkömmlichen Samplern nicht oder nur sehr schwer. Um den kompletten Klangverlauf des Samples hören zu können, muss der Speed-Parameter bemüht werden. In Stellung 100% fährt der Positionszeiger durch das gesamte Sample und spielt es in Originalgeschwindigkeit ab. Das Einstellen negativer Werte spielt das Sample folglich rückwärts ab. In Maximalstellung bei 200% wird das Sample schließlich doppelt so schnell abgespielt. Allerdings ändert sich die Tonhöhe dabei nicht wesentlich und der berüchtigte Micky-Maus-Effekt bleibt aus. Der Grund: Das Sample ist ja in unzählige Grains aufgeteilt, deren Tonhöhe beim Abspielen unangetastet bleibt. Sie werden lediglich unterschiedlich schnell abgespielt.
Einen Eingriff in die Abspieldauer jedes einzelnen Grains gestattet hingegen der Duration-Parameter. Ihm zugeordnet sind noch ein Key-Follow-, ein Random- und ein Spread-Parameter, die zusätzliche Optionen zum lebendigen Ausgestalten des Sounds offerieren. Besonderheit: Der Duration-Parameter realisiert ausschließlich eine Verlängerung der Dauer bis Faktor 1.000. Im Test wird die Wirkungsweise bei den mitgelieferten Sprachsamples sehr deutlich. Werte bis etwa Faktor 10 lassen lediglich sinusartige Töne erklingen, wobei das Erhöhen des Parameters mit einer Transponierung der Tonhöhe nach unten einhergeht, was logisch ist. Denn die darin enthaltene Toninformation wird entsprechend gedehnt. Stellungen oberhalb von 10 lassen jedoch die konkrete Sprachinformation immer deutlicher erklingen und wir können Teile des gesprochenen Satzes ohne Zuhilfenahme des Speed-Reglers abspielen. Der Positionszeiger durchfährt je nach Duration-Wert dabei punktuell einen immer größeren Bereich, ganz so als ob das Sample jetzt in deutlich weniger Abschnitte als zuvor unterteilt ist. Auffällig: Das Spielen auf dem Keyboard lässt jetzt nach alter Väter Sitte die sattsam bekannten Tonhöhenänderungen erklingen. Der Key-Follow-Parameter sorgt für ein dynamisches Erhöhen und Verringern der Grain-Dauer in Abhängigkeit zum Spiel auf der Tastatur. Der Random-Regler sorgt wiederum für ein zufälliges Ändern der Grain-Dauer in jedem Stereokanal, was im Test mit hörbaren Ping-Pong-Effekten im Stereo-Panorama einhergeht. Als nächstes erlaubt Padshop den Eingriff in die Tonhöhe der Grains unabhängig von der Länge und Abspieldauer. Das Spektrum der darin enthaltenen Wellenform wird also entsprechend verändert. Besonderheit: Die Transponierung erfolgt lediglich in einem Stereokanal, was zur Folge hat, dass im Stereofeld ein Intervall, einstellbar in Halbtönen bis maximal eine Oktave, hörbar ist. Der beigeordnete Random-Regler sorgt, ebenso wie bei der Duration und der Abspielposition für eine zufällige Variation der eingestellten Transponierung. Doch das ist noch nicht alles. Mit Hilfe des Length-Reglers lassen sich die in jedem Grain enthaltenen Toninformationen verkürzen. Die Abspieldauer des Grains bleibt dabei unverändert.

Die Wirkungsweise wird im Test einmal mehr anhand eines Sprachsamples deutlich. Ist in Stellung 100% das Wort „Wave“ noch deutlich hörbar, wird beim Reduzieren quasi jeder Buchstabe nach und nach ausgeblendet, bis am Schluss bei einstelligen Werten nur noch die Transiente des „W“ hörbar ist, gefolgt von Stille. Im Test lassen sich damit blitzschnell Gate-Effekte und zerhackte, tremoloartige Klänge erzeugen. Damit immer noch nicht genug, erlaubt der Shape-Parameter das Anwenden verschiedener Hüllkurvenverläufe auf Grain-Ebene. Sie sind maßgeblich dafür verantwortlich, dass das sukzessive Abspielen der einzelnen Klangkörnchen im Idealfall ohne hörbare Artefakte erfolgt. Sechs voreingestellte Settings stehen zur Auswahl, die maßgeblich Einfluss auf das Spektrum des Klangs nehmen. Je nach Auswahl der Hüllkurve klingen die Sounds mal bissiger und schärfer, ein anderes Mal voluminöser und weicher (siehe Kasten).
Last but not Least ist es in Padshop möglich, nicht nur ein granuliertes Sample abzuspielen, sondern, ähnlich einer Unisono-Funktion, bis zu acht Grain-Ströme des gleichen Samples zu erzeugen, einstellbar über den Number-Regler. Doch auch bei diesem Feature haben sich die Entwickler etwas Pfiffiges einfallen lassen. So ist jeder neu hinzugefügte Grain-Strom in der Phase gedreht, was gleichzeitig mit einer Tonhöhenänderung und einer deutlich hörbaren Andickung des Klangs aufgrund der höheren Grain-Dichte einhergeht. Zusätzlich erhalten wir auch Zugriff auf die Spread-Parameter in der Abspiel-, Duration- und Pitch-Sektion. Sie sorgen, ähnlich wie der Offset-Parameter, für einen weiteren zufälligen Versatz der Abspielposition, der Grain-Dauer und ihrer Intervalle in den einzelnen Grain-Strömen, was je nach Einstellung der übrigen Parameter zu einem weiteren Anfetten des Sounds oder Erzeugen geräuschhafter Teilspektren führt.

Zugegeben, die Einstellmöglichkeiten in Padshop erschließen sich nicht auf Anhieb und es erfordert schon ein gewisses Maß an Zeit und Geduld, möchte man zielgerichtet Sounddesign mit Hilfe von Granular-Synthese betreiben. Anfangs erhalten wir lediglich dünne und zumeist nur rauschartige Klänge. Es gilt zunächst, die Wirkungsweise der einzelnen Grain-Oszillator-Parameter zu verinnerlichen. Ist dies jedoch einmal geschehen, macht das Erstellen eigener Sounds ohne Wenn und Aber einen Riesenspaß. Mehr noch ist diese neuartige Art der Klanggestaltung erfrischend inspirierend und wir gehen alsbald auf eine Entdeckungsreise in neue Klangwelten, ähnlich wie Alice im Wunderland. Auffällig ist dabei immer wieder, wie die einzelnen Parameter miteinander interagieren, was unmöglich innerhalb eines Tests erschöpfend erläutert werden kann. Sehr schön ist auch, dass Padshop in Sachen CPU-Last erfreulich bescheiden ist, selbst bei Einsatz mehrerer Grainströme, was für das hohe Know-how der Entwickler spricht. Einstell- und Gestaltungsmöglichkeiten machen jedoch nur die Hälfte aus. Wichtig ist selbstverständlich auch der Klang. Doch in dieser Hinsicht braucht sich Padshop ebenfalls nicht zu verstecken. Die Werks-Presets weisen Padshop als Flächen-Lieferanten par exellence aus. Dabei liefert er sowohl sattsam bekannte Orgel-, Streicher- und Bläser-artige Sounds, als auch völlig abgedrehte, atmosphärische Klangspektren, die mal dunkel-bedrohlich, mal als Krach-Orgie und das andere Mal leicht, zart und luftig daherkommen. Gerade die voluminösen, lebendig und wuchtig klingenden Filmmusik-Soundscapes klingen sehr beeindruckend, nicht zuletzt weil lediglich zwei Samples mit eher banalem Tongehalt dafür eingesetzt werden. Jedenfalls klingen die Presets so, als ob mehrere Samples gelayert und in aufwändiger Art mit Studio-Effekten verfremdet wurden. Allen Sounds wohnt indes ein auffallend transparenter Grundsound inne. Bässe kommen wuchtig, aber nicht schwammig, die Höhen sind hauchfein aufgelöst und Rauschen tritt nur dann auf, wenn es absichtlich so editiert wurde. Insgesamt besitzt Padshop dadurch einen highendigen Anstrich.

Grains, Slices, Soundschnipsel: Die Grundzüge der Granular-Synthese

Die Anfänge der theoretischen Betrachtung der Granular-Synthese reichen zurück bis ins Ende des 19. Jahrhunderts und wurden seinerzeit vom Wissenschaftler Isaac Beekman formuliert. Sie geriet jedoch alsbald in Vergessenheit und wurde erst 1946 vom britischen Physiker Dennis Gabor wieder aufgegriffen, der die Granular-Synthese schließlich mathematisch detailliert beschrieb. Anders als die Fourier-Analyse, die lediglich den Ausschnitt eines unendlich lang schwingenden Klangs betrachtet, ging Gabor vom Ansatz aus, dass jeder Klang aus einer Abfolge kleinster musikalischer Teilchen, den sogenannten „Grains“ besteht, ähnlich wie ein Mosaik, deren einzelne Steinchen erst das gesamte Bild ausmachen. Eine andere Analogie bedient sich des Films mit seiner raschen Abfolge von Einzelbildern, die aufgrund der Trägheit des Auges erst eine flüssige Bewegung erzeugt. Die musikalischen Teilchen selbst definieren sich durch drei Parameter: Ihre Dauer, ihr Frequenzspektrum sowie ihre Amplitude, respektive Hüllkurve. Die Dauer des Grains sollte dabei maximal 50 Millisekunden, zumeist aber zwischen zehn und 20 Millisekunden betragen. Der Grund: Das menschliche Ohr kann die Tonhöhe von Audio-Signalen mit diesen Dauern nicht richtig erfassen und erst das Zusammensetzen und Manipulieren dieser Fragmente erzeugt eine konkrete Tonhöhe. Der Vorteil der Granular-Synthese besteht in der unabhängigen Manipulation der Frequenz, der Amplitude und der Dauer jedes Grains. Dadurch sind etwa Tondauern veränderbar bei gleichzeitigem Beibehalten der Tonhöhe. Tatsächlich findet sich Granular-Synthese mittlerweile in jeder DAW in Form von Timestretch-Algorithmen. Doch diese Synthese-Art bietet noch viel mehr Gestaltungsmöglichkeiten. Außer den Eingriffsmöglichkeiten in jedes einzelne Grain, lassen sich Grains beliebig anordnen, sie können sich überlappen und auch in der Phase gedreht werden. Überdies kann auch die Dichte der Grains, also wieviele akustische Teilchen pro Sekunde erklingen sollen, bestimmt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, mehrere Grains simultan erklingen zu lassen, bei Bedarf mit unterschiedlichen Einstellungen in Frequenz, Dauer, Amplitude und Phasenlage. Den Hüllkurven der Grains und des resultierenden Klangs wird dabei ein besonderes Augenmerk zuteil. Sie beeinflussen sich beim Überlappen in Form von Amplituden-Modulationen untereinander, was zu sogenannten Seitenbändern führt und Einfluss auf den resultierenden Klang nimmt. Drei verschiedene Methoden der Grain-Organisation haben sich dabei etabliert: Die synchrone, quasi-synchrone und asynchrone Granular-Synthese. Bei der synchronen Synthese wird, vereinfacht ausgedrückt, jedes Grain sukzessiv und linear nacheinander abgespielt. Die asynchrone Variante ist in der Grain-Anordnung völlig frei, wobei die Grains in sogenannte Wolken (Clouds) zusammengefasst und etwa per Zufalls-Generator beliebig abgespielt werden. Die quasi-synchrone Methode positioniert sich in der Mitte, wobei die Grains linear abgespielt werden, jedoch in ihren Abständen untereinander frei definierbar sind. Je nach gewähltem Abstand entstehen dadurch Lücken oder Überlappungen, was klanglich eher der asynchronen Synthese ähnelt.

Fazit

Eines steht fest: Wer auf der Suche nach alternativen Möglichkeiten zur Klanggestaltung jenseits der subtraktiven Synthese ist, wird an Steinbergs Synthesizer Padshop nicht vorbeikommen. Die Entwickler haben  in der Tat den Spagat geschafft, eine komplexe Klangerzeugung leicht und intuitiv bedienbar zu machen, wobei mit vergleichsweise wenig Aufwand ein gewaltiges Spektrum an vor allem erfrischend neuen Klangfarben jenseits üblicher Brot-und-Butter-Sounds machbar ist. Die Produzenten einschlägiger Soundscape- und Filmmusik-Librarys erhalten mit Padshop ab sofort eine ernstzunehmende Konkurrenz. Überragend günstig ist der Flächensound-Spezialist obendrein auch noch.

Erschienen in Ausgabe 06/2012

Preisklasse: Spitzenklasse
Preis: 50 €
Bewertung: sehr gut
Preis/Leistung: überragend