Vom Instrument zur Library

Was steckt eigentlich hinter dem Thema Sampling? Wie nehme ich Einzeltöne auf, sodass nachher ein virtuelles „Ganzes“ entsteht? Welche Bearbeitungsschritte sind notwendig, welche eher schädlich? Antworten am Beispiel der Digitalisierung eines historischen Cembalos.

Von Nicolay Ketterer (Fotos: N. Ketterer, M. Keller)

Sampling klingt einfach: Einzelne Töne aufnehmen, editieren, im Sampler anordnen – fertig. Doch die Fallstricke der einzelnen Arbeitsschritte sind – je nach Projekt – mitunter groß. Worin besteht die Essenz eines Instruments, und wie kann diese im Sampler transportiert werden? Als Anschauungsbeispiel dient meine Digitalisierung eines historischen Cembalos Baujahr 1738, aufgenommen im Germanischen Nationalmuseum in Nürnberg, das ich für mein Unternehmen realsamples gesampelt habe. Ein Blick auf die Überlegungen im Vorfeld, über die Technik, die „Umgebungsvariablen“ beim Aufnehmen bis zum das Editieren der Samples und dem Mapping im Sampler. Am Ende gilt immer: Jedes gesampelte Instrument ist nur so gut wie seine einzelnen Töne.

Die Aufnahmeumgebung

Als Ausgangsbasis steht im Idealfall ein einwandfrei gestimmtes, sehr gut spielbares Instrument zur Verfügung. Das war beim vorliegenden Cembalo der Fall. Ein derart guter Zustand ist selbst bei behutsam restaurierten Instrumenten mit knapp 300 Jahren „Geschichte“ in Resonanzboden und Klaviatur beileibe keine Selbstverständlichkeit. Der Aufnahmeraum musste für das Sampling extrem leise sein; bei Verstärkungen am Preamp von bis zu 60 dB wird jedes noch so kleine Geräusch hörbar. Gerade Cembali liefern nur geringe Pegel, beim Sampling einzelner Töne reduzieren sich die Schallereignisse stark gegenüber einer „geschäftigen“ Performance.

Das lässt hellhörig werden und legt Störquellen offen, die „im Vorbeigehen“ völlig verborgen bleiben. Im Aufseß-Saal des Germanischen Nationalmuseum waren glücklicherweise keine „versteckten“ Schallquellen auszumachen. Lediglich der Besucherverkehr weiter vorne im großen Hauptbereich des Gebäudes, getrennt nur durch wenige Flure und die geschlossene Tür des Konzertsaals, war über die Mikrofone gelegentlich auszumachen. Hier half die Abtrennung eines Flurs vom Hauptbereich durch das Schließen zusätzlicher Schallschutztüren. Ein Vorteil: Der Konzertsaal hatte indes kein Außenfenster – Schall von außen war so kein Problem.

Geräuscharme Recording-Tools

Ein Notebook wäre zwar ungemein praktisch für die Aufnahme, doch machen das automatischem Lüfter-Management und der laute, verbaute Lüfter dem Unternehmen einen Strich durch die Rechnung, da sich das Notebook zur visuellen Kontrolle der Aufnahme in unmittelbarer Nähe zum Aufnahmeplatz befinden müsste. Stattdessen verwende ich einen sehr leisen PC mit geräuscharmem CPU-Lüfter. Dessen Geschwindigkeit hatte ich zusätzlich mit einer Zalman Fanmate 2-Lüftersteuerung gedrosselt – so, dass die CPU-Temperatur noch unkritisch blieb. Je schneller ein Lüfter dreht, desto höher ist die Frequenz seines Geräuschs – und umso störender wird die Frequenz empfunden. Das Netzteil war ein Be Quiet!-Modell, ebenfalls sehr leise. Da ich ohne zusätzlichen Gehäuselüfter auskommen wollte, verzichtete ich auf ein passiv aufgebautes Netzteil, da hier die Hitzeentwicklung zu stark gewesen wäre.

Wenn der PC noch weiter von den Mikrofonen entfernt sein muss, verwende ich bei Bedarf USB-Verlängerungskabel für Maus und Tastatur, sowie eine Verlängerung für den Bildschirm.

Akustik

Abseits „leiser“ Räumlichkeiten sind gute akustische Verhältnisse notwendig, ohne unangenehme Reflexionen. Nach Möglichkeit arbeite ich mit den örtlichen Gegebenheiten, die ich mir so einrichte, dass es für die Aufnahmen passt. Manche Instrumente sind schließlich „stationär“ an die Einrichtung gebunden, der sie entstammen. Im Falle des Germanischen Nationalmuseums bot der erwähnte, rund 650 m² große Aufseß-Saal mit einer Bestuhlung für knapp 500 Zuschauer auf der Bühne einen hervorragend projizierenden, klaren Klang, ohne deutlichen Nachhall im Zuschauerraum. Ein Teil des Bühnenbodens war allerdings hohl, sodass gerade Impulse tiefer Töne „hohle“ Resonanzen beim Spielen auslösen würden, daher haben wir das Instrument im hinteren, „festen“ Bühnenbereich positioniert. Dort waren zudem justierbare Trennwände vorhanden – die wurden so positioniert, dass die Bühne leicht abgeteilt war. Gleichzeitig achteten wir auf, möglichst große Abstände zu den Wänden zu halten, um frühe Reflexionen zu vermeiden.

Raum (nachträglich) geben

Der bewusste Verzicht auf deutlich wahrnehmbaren Nachhall ist bei Samples indes unumgänglich: Eine Hallfahne, die bei der Aufnahme stattfindet, ist danach nicht mehr wegzubekommen. Ein weiteres Problem stellt die Performance dar: Bei kurzen, abrupt abgestoppten Tönen klingt der Hall intensiv wahrnehmbar nach. Bei kurzen, perkussiven Anschlägen würde die Hallfahne mit dem abgestoppten Samples abgeschnitten, statt erst zur Geltung zu kommen. Langer Nachhall, der in einem Sample mit aufgenommen wird, lässt sich später nicht mehr vernünftig abbilden.

Additiver Noise

Die Nebengeräusche der Signalkette werden oft unterschätzt. Später beim Spielen kommt der Rauschabstand der einzelnen Samples zusammen. Anstatt einer Aufnahme mit unkritischem Rauschabstand überlappen sich z.B. bei „virtuellem“ Piano-Spiel mit Pedal bis zu 30 Einzelsamples, deren Hintergrundgeräusche sich zu einem deutlich hörbaren Teppich addieren können. Ebenso gilt deshalb Vorsicht bei der Auswahl der Mikrofone, die gleichermaßen möglichst geringes Eigenrauschen mitbringen sollten. Für das Cembalo nutzte ich zwei Wagner U47w-Röhrenmikrofone (neu aufgebaute Neumann U47-Typen des in Australien lebenden Mikrofonspezialisten Gunter Wagner). Die Wagner-Exemplare leisteten sehr gute Dienste, die deutlich geringer rauschten als alte Neumann-Exemplare. Die Mikrofone übertragen gerade bei obertonreichen Instrumenten die plastische Unmittelbarkeit des Klangs sehr gut. Für basslastige Instrumente mit „dunklem“ Timbre lohnen allerdings „hellere“ Mikrofon-Designs, ich nutze dann etwa Neumann TLM-170-Modelle. Bei den Vorverstärkern – bei meinen Aufnahmen lange ein Crane Song Flamingo, inzwischen Preamps von DS Audioservice, die für meinen Geschmack noch lebendiger klingen – spielen Klang und Rauscharmut eine Rolle.

So viel wie nötig, so wenig wie möglich

Bei den Aufnahmen verwende ich ein Stereo-Setup. Zur Mikrofonierung nutze ich ein AB-Verfahren, bei dem ich versuche, eine gelungene Phantommitte zu bekommen. Nicht zu breit aufgestellt, da sich sonst Bassanteile verlieren.

Von welcher Seite das Stereobild „aufgezäumt“ wird, bleibt eine Philosophiefrage. Möchte ich das Instrument mit den Ohren des Cembalisten erleben, oder aus der umgekehrten Perspektive des Publikums? Als aktiver Musiker möchte ich mich entsprechend in den Sound „hineinversetzen“ können, und entschied mich daher für die Musiker-Variante. Das reine spätere Tauschen der Kanäle funktioniert – je nach gewählter Mikrofonperspektive – nur bedingt.

Gerne werden mitunter ein drittes oder noch mehr Mikrofone als Stützmikrofone benutzt, um den im Stereobild manchmal unterbelichteten mittleren Tastenbereich gesondert abzudecken und so ein ausgewogeneres Ergebnis zu erzielen. Der Einsatz von nur zwei Mikrofonen hat den Vorteil, dass die Räumlichkeit des Instruments sehr gut ortbar bleibt, während ein drittes Mikrofon die Anfälligkeit für Phasenprobleme bei einzelnen Tönen deutlich erhöht.

Meine bisherige Erfahrung hat mich zu einem minimalistischen Konzept verleitet: So viel wie nötig, so wenig wie möglich. Alles andere macht die Aufnahme selten besser. Ähnlich wie bei Schlagzeug, das mit vielen einzelnen Mikrofonen aufgenommen wird, muss das Instrument sonst nachher beim Abmischen wieder „aufgebaut“ und um ein natürliches Ergebnis gerungen werden. Beim Schlagzeug sind mit den einzelnen Trommeln immerhin noch separate Schallquellen vorhanden, Cembalo oder Klavier können aber getrost als eine – zugegebenermaßen recht breite – nicht klar trennbare Schallquelle betrachtet werden.

Die größte Herausforderung beim Einsatz der AB-Mikrofonierung bleibt die Positionierung, um alle Bereiche des Cembalos gleichmäßig abzudecken. Es hat reichlich Versuche und mehrere Stunden Arbeit gekostet, den entscheidenden Kompromiss zu finden. Unabhängig von der einzelnen optimalen Mikrofonposition musste das Ergebnis der beiden Mikrofone frei von Phasenverschiebungen sein. War eine funktionierende, gut klingende Position gefunden, diente mir das Phasenkorrelations-Messgerät als Orientierungshilfe. Letztlich entschied allerdings immer das eigene Ohr in Verbindung mit dem Mono-Button: Bleibt beim „Zusammenfallen“ beider Kanäle das gesamte Lautstärkeverhältnis weitgehend erhalten? Entstehen Kammfiltereffekte beim Abhören in Mono? Klingt das Instrument matschig oder indirekt?

Recording

Cembali bieten – im Gegensatz zum Klavier – konstruktionsbedingt nur eine feste Anschlagsstärke. Beim Anschlagen der Tasten wird ein Springer ausgelöst, der mit einem Plektrum die jeweilige(n) Saite(n) mit immer gleichem Impuls anreißt. Trotzdem klingt kein Anschlag exakt gleich. Die Saiten schwingen jedes Mal physikalisch anders. Um dem Rechnung zu tragen – und den gefürchteten „Maschinengewehr“-Effekt gleicher Samples zu vermeiden, jenen Nagelbrettcharakter von Cembaloklängen vorzeitlicher General-MIDI-Bänke – wird jede Taste vielfach gesampelt, sodass am Ende acht Variationen im Sampler zur Verfügung stehen.

Beim Anschlag geht es mir darum, so viel „Emotion“ wie möglich vom Instrument zu vermitteln: „Erreicht“ mich der Klang des Instruments? Würde der einzelne Klang so in einer Performance gespielt werden? Stoische, mechanische Anschläge sind dem späteren Gesamtbild der „Sample-Momentaufnahmen“ nicht zuträglich. Umgekehrt muss der Klang allgemeingültig bleiben, um in jedem Kontext zu funktionieren.

Dazu gesellten sich die Release-Geräusche jeder Taste, wenn das Plektrum, das die Saiten anzupft, in seine Ausgangsposition zurückkehrt, die Saiten kurz streift und diese anschließend durch Filz bedämpft werden. Das trägt zum wahrgenommenen „echten“ Eindruck des Instruments bei. Ich würde später vier Variationen pro Taste in meine Library integrieren. Der Nachhaltigkeit halber wurde in 192 kHz/24 Bit-Auflösung aufgenommen. Generell empfiehlt sich die Aufnahme mit einer Wortbreite von 24 Bit – dadurch entfällt das Quantisierungsrauschen einer 16-Bit-Aufnahme, das beim Addieren vieler Samples nicht hilfreich ist. Zudem erhöht die 24-Bit-Wortbreite die wahrgenommene „Luftigkeit“ einer Aufnahme im Bassbereich.

Vorsicht vor Normalisierung

Auch bei der Nachbearbeitung gilt „weniger ist mehr“: Ich versuche, alles zu vermeiden, was den Charakter des Instruments unnötig abstrahiert. Die künstliche „Gleichförmigkeit“, die beispielsweise eine Normalisierung erzeugt, verstärkt unnötig den abstrakten Charakter von Samples. Bei dem allerersten Cembalo, das ich gesampelt habe, war ich der Meinung, die Einzeltöne über die Klaviatur normalisieren zu müssen. Damit ging auf einen Streich die Binnendynamik des Instruments verloren. Nach wie vor verwenden einige Hersteller bei Piano-Librarys entsprechende Prozesse, was zu einem künstlichen Klang führt. Das liegt in erster Linie daran, dass Normalisierung nicht die wahrgenommene Lautstärke berücksichtigt, sondern immer nur feste Pegelwerte angleicht.

Auch ein Piano sample ich ohne Normalisierung, indem ich einen Spannungsbogen vieler Töne pro Taste aufnehme, sozusagen eine Wahrnehmungskurve, und daraus bis zu 32 geeignete Samples für den Dynamikverlauf auswähle. Der Prozess bleibt eine intuitive Angelegenheit.

Kein Batch-Processing

Das Bearbeiten der Samples erfolgte fast vollständig von Hand: Das Material ist zu unterschiedlich und nuancenreich, als das die verfügbaren Automatisierungsroutinen zum Ausschneiden und Bearbeiten hier zum Ziel führen würden. Schließlich werden die Töne überprüft, ob sich nicht ein Störgeräusch darin befindet, die unterschiedlichen Anschlagstärken sortiert und aus der aufgenommenen Auswahl die optimalen Samples ausgewählt. Am Ende jeden Samples steht ein Fade-Out, das den Ausklang in die Unendlichkeit überführt, damit das „Grundrauschen“ nicht abrupt endet. Auch das wurde jedes Mal einzeln ausgeführt, da je nach Sample-Länge die Ausblendung individuell angepasst wird, um möglichst unauffällig und natürlich zu wirken.

Auch der Sample-Beginn sollte nicht zu ambitioniert „kurz“ geschnitten werden: Für Keyboarder und Pianisten sind Verzögerungen erst ab rund 10 ms spürbar. Das bedeutet umgekehrt nicht, dass der tatsächliche Ton innerhalb dieser Zeitspanne beginnen muss. Im Fall des Cembalos stellt bereits die abfallende Taste, der Druckpunkt und die Springerbewegung ein Geräusch dar, das zum Anschlag gehört. Ebenso beim Piano: Der Tastendruck samt auslösender Mechanik und Hammerbewegung kann einige Millisekunden in Anspruch nehmen, bevor schließlich der Ton ausgelöst wird. Wer zu „nah“ am eigentlichen Ton schneidet, beraubt das Instrument seiner Gegebenheiten und unterstützt durch die Gleichförmigkeit – gerade bei Cembali – den erwähnten virtuellen Nagelbrettcharakter beziehungsweise den Eindruck übermäßig optimierter Künstlichkeit. Welcher klangliche „Vorspann“ nachher auf der virtuellen Tastatur für den Spieler funktioniert, muss letztlich der Selbsttest zeigen.

Effekte?

Bei manchen Librarys ist das einzelne Sample bereits so nachbearbeitet, dass es wie eine fertig produzierte Performance klingt. Da aber die einzelnen Klänge zu einem Gesamtgefüge verschmelzen, kann es hinderlich sein, wenn Einzel-Sounds zu sehr ausproduziert werden. Unter Umständen entsteht ein abstraktes Klangbild, bei dem die Töne voneinander isoliert wirken. Kamen auf den Samples Kompressoren zum Einsatz, ändert sich die Dynamikkurve innerhalb eines Samples. Die Verformung verfremdet im Zusammenspiel das Ergebnis – stattdessen bietet sich an, Effekte erst beim späteren Spiel anzuwenden.

Grundsätzlich bearbeite ich so wenig wie möglich, schon aus dem Grund, dass Effekte die Substanz nicht verbessern, sondern höchstens Probleme verstecken. Das geht schnell auf Kosten der grundsätzlichen Signalqualität, etwa der Klarheit des Impulsverhaltens. Ich versuche, durch die Positionierung und Auswahl der Mikrofone im Vorfeld das passende, möglichst „fertige“ Klangbild zu erreichen. Durch kurze Signal- und Kabelwege – besonders auf dem Weg vom Mikrofon zum Preamp – versuche ich, das Impulsverhalten so gut wie möglich zu erhalten. Eine Nachbearbeitung der Einzelsamples mit Denoisern sollte ebenfalls vermieden werden. Derartige Bearbeitung ist zeitintensiv und die Algorithmen verschlucken Transientenenergie und/oder Obertöne. Beide sind unerlässlich für lebendige Klänge. Auch ein genereller Low-Cut kann dahingehend problematisch sein. Die gefühlte „Spritzigkeit“ und Natürlichkeit eines Tons wird oft über tieffrequente Erstimpulse mit übertragen. Diese zu beschneiden, reduziert automatisch den dreidimensionalen, „luftigen“ Eindruck eines Einzelklangs.

Mapping

Die Samples sind fertig geschnitten – Zeit für den „Wiederaufbau“ im Sampler. Das gleicht oft genug einer mechanischen Fleißarbeit, da die Oberflächen der meisten Software-Sampler eher aus Programmierer- als aus Nutzersicht erdacht scheinen. Auch der Native Instruments-Kontakt-Sampler, mittlerweile der Standard für Sample-Librarys, bietet noch Potenzial zur Optimierung, was intuitives Anordnen von Samples angeht. Im Vergleich zur Konkurrenz macht er jedoch – eine kurze Einarbeitung vorausgesetzt – einen logischen Eindruck und bietet flexible Möglichkeiten zum Auslösen der Samples.

In der Mitte der Oberfläche befindet sich der Reiter „Files“, der das Erstellen eines neuen Instruments anbietet. Dann gilt es die Einzelsamples in das „Mapping“-Fenster zu befördern. Das gelingt entweder per Rechts-Click im Mapping-Bereich über der jeweiligen Taste, oder per Drag-and-Drop aus dem Explorer-Fenster.

Am Ende habe ich auf jeder Taste die acht verschiedenen Samples des jeweiligen Tons geladen. Diese sollen nun bei jedem Tastenanschlag nacheinander ausgelöst werden, sodass sich kein Sample unmittelbar wiederholt. Dazu dient der Group-Editor direkt neben dem Mapping-Button; dort können Samples verschiedenen Gruppen zugeordnet werden.

„Cycle Round Robin“

Nun habe ich jedes der acht Samples einer eigenen Gruppe zugewiesen, jedes Sample geht dabei über den gesamten Lautstärkebereich des Mapping-Fensters. Unterhalb des Gruppen-Fensters finden sich die „Group Start Options“ – Bedingungen, die beim Tastenanschlag erfüllt sein müssen, damit Kontakt eine Gruppe auslöst. Als „Grundbedingung“ habe ich „Cycle Round Robin“ (sozusagen „reihum“) eingetragen. Bei jedem wiederholenden Tastenanschlag wird ein Sample der nächsten Gruppe ausgelöst. Dadurch wiederholen sich die Samples nie direkt in kurzer Folge, was beim Cembalo-Spiel gerade bei schnellen Trillern auftreten kann und besonders künstlich klingen würde.

Neben der „Cycle Round Robin“-Einstellung definiere ich den „Startpunkt“ der Gruppe – die Nummer der Reihenfolge, in der sie aufgerufen wird. Jede Gruppe bekommt logischerweise eine andere Nummer zugewiesen, von 1 bis 8. Schließlich lege ich darunter noch den Parameter „Group starts – always“ fest. Hier ließen sich noch zusätzliche Einschränkungen eintragen – etwa Gruppen, die nur während bestimmter Controller-Einstellungen ausgelöst werden – was aber für das virtuelle Cembalo nicht notwendig ist.

Hüllkurve

Als nächstes will der Lautstärkeverlauf des Samples definiert werden – wie sich das Cembalo-Sample beim Spielen verhalten soll. Hierzu wird im „Mod“-Reiter eine Hüllkurve zugewiesen, „Envelope AHDSR“, die auf die Lautstärke (daher „Volume“ als Ausgangsparameter) einwirken soll. Ganz unten im Kontakt-Fenster befindet sich der Bereich „Modulation“, der den Hüllkurvenverlauf – etwa ein Fade-in beim Anschlagen – regelt. Für die regulären Cembalo-Töne soll beim Spielen keine Veränderung stattfinden, allerdings der Ton nach dem Loslassen der Taste nicht abrupt enden, sondern ausgeblendet werden – möglichst ähnlich dem Ausklang im Cembalogehäuse. Bei zu hohen Einstellungen wirkt der Ausklang „fließend“, aber unnatürlich, und überdeckt zudem die Release-Geräusche, die beim Loslassen der Taste ausgelöst werden (dazu gleich mehr). Für mich hat sich ein Wert zwischen 350 und 700 ms als ideal erwiesen, je nach Instrument und Klangfarbe.

Im „Mod“-Reiter ließe sich beispielsweise über eine zweite Hüllkurve – „Velocity“ – die Sample-Lautstärke anhand des Tastenanschlags steuern – was aber nur für Instrumente relevant ist, die anschlagsdynamisch sind und deren Samples entsprechend verändert werden sollen.

Release-Geräusche

Die Tastengeräusche habe ich als separates Instrument angelegt, das auf den gleichen MIDI-Kanal anspricht wie das Hauptsignal. Die Trennung dient schlicht dazu, dem Nutzer die getrennte Regelbarkeit der Lautstärke zu ermöglichen. Manche Spieler „übertreiben“ gerne den Anteil der Release-Geräusche, um den Eindruck eines „echten“ Instruments zu verstärken. Andere hingegen wollen den Geräuschpegel reduzieren – jenes Nebengeräusch galt unter Cembalobauern eher als „notwendiges Übel“.

Vom Mapping-Konzept unterscheidet sich die Bank kaum: Die vier Samples pro Taste sind ebenfalls in vier Gruppen aufgeteilt, die nacheinander ausgelöst werden. Größter Unterschied: Unterhalb des Mapping-Editors muss hier die Schaltfläche „Release Trigger“ ausgewählt werden, die dafür zuständig ist, die Samples nicht beim Drücken der Taste, sondern beim Loslassen zu starten. Auch die Hüllkurvenwerte unterscheiden sich: Die Release-Samples sollen nach dem Loslassen der Taste in voller Länge erklingen, ohne verändert zu werden. Dazu habe ich die beiden Parameter Hold und Decay zur Sicherheit vollständig aufgerissen, wenngleich die meisten Release-Geräusche nur eine knappe Sekunde dauern. Damit wäre der letzte Arbeitsschritt getan – die Library ist fertig.

Der Autor

Autor Nicolay Ketterer schreibt seit rund zehn Jahren im Pro-Audio-Bereich. Die Spezialität des studierten Journalisten sind Storys, Reportagen und Interviews über Studios, Tonschaﬀende und Musiker. Seit 2003 widmet sich Nicolay außerdem seinem Unternehmen realsamples, in dessen Rahmen er sich mit der Digitalisierung seltener historischer Musikinstrumente befasst.