Wer schon immer einmal einen Science-Fiction-Film vertonen wollte, findet in BEAST das richtige Werkzeug zum Basteln abgefahrener Klangkreationen. Aber auch ein satter Heavy-Metal-Verzerrer oder eine Jazzorgel überfordern dieses flexible Werkzeug keineswegs.

Als sich Robert A. Moog und Herbert Deutsch 1964 über die Entwicklung neuer elektronischer Musikinstrumente unterhielten [4], ahnten sie mit Sicherheit nicht, welche Bedeutung modulare Synthesizer knappe vierzig Jahre später haben würden. Ihre Arbeit legte die Grundlage für viele der elektronischen Instrumente, die man heute kaufen kann.

Nach dem Prinzip des legendären Moog-Synthesizers kombiniert auch die Audio-Synthese-Software BEAST (Bedevilled Audio System) einfache Komponenten, die von anderen Komponenten oder auch von außen gesteuert werden können.

./configure && make && make install

Dem hübschen Splash-Screen nach dem Programmstart mit dem Kommando beast& folgt ein Fenster mit einer leeren Sample-Liste, in die sich mit einem Klick auf den Load…-Knopf am rechten Fensterrand eine Klangdatei aufnehmen lässt (Abbildung 1). Name und Kommentar verändert man direkt in der Liste; dazu genügt ein Klick auf das entsprechende Feld. Zu einem Sample-Editor soll später einmal der Editor-Knopf führen; im Moment verbirgt sich dahinter nur eine Vorhörmöglichkeit.

Abbildung 1: Die Sample-Liste mit der Beispiel-WAV-Datei

Der wichtigste Teil von BEAST sind die Custom Synthesizer (anzulegen mit Project / New Custom Synthesizer) – klangverarbeitende Netze mit Signalquellen, Verknüpfungselementen, Filtern und Signalsenken. Der Wave-Generator speist einen Klang aus der Sample-Liste in ein Netz ein, der Standard-Oszillator liefert gängige Grundwellenformen wie Sinus, Dreieck, Sägezahn und Rechteck. Addierer, Multiplikatoren und Mischer kombinieren Signale, außerdem verändern Filter bei Bedarf das Frequenzspektrum eines Signals.

Good Vibrations

Da alle Theorie grau ist, lädt Sie dieser Artikel im Folgenden zu einer praktischen Musikstunde ein. Das nötige Material finden Sie zum Download unter [6], so zum Beispiel die Datei phone.wav, die wir zunächst über Load… laden.

Anschließend legen wir mit Project / New Custom Synthesizer ein neues Netz an. Dabei entsteht eine neue “Karteikarte” namens BseCSynth: Unnamed, die wir in der Leiste am linken Rand auswählen. In deren Reiter Parameters bekommt das Kind einen Namen: Geklingel. Weil das Netz eigenständig und nicht Teil eines MIDI-Synthesizers oder eines Songs ist, setzen wir unter Playback Settings ein Häkchen vor Auto Activate.

Nun nehmen wir uns das eigentliche Netz vor. Im Reiter Routing finden wir eine leere Arbeitsfläche. Das Kontextmenü des rechten Mausknopfs beschert uns mit Audio Sources / Wave Oscillator und einem Linksklick zum Platzieren BseWaveOsc-1, unsere erste Klangquelle.

Das abzuspielende Sample stellen wir im Parameterfenster des Oszillators ein, welches wir mit einem Klick ins soeben neu aufgetauchte Symbol erreichen. Dort listet die Popup-Box unter Wave alle bisher geladenen Samples auf (Abbildung 2). Nach der Auswahl von phones.wav können wir diesen Dialog über das Schließen-Symbol in der Kopfzeile des Fensters beenden; einen extra Schließen-Knopf gibt es nicht.

Hörbar wird der Klang mit dem PCM-Ausgabemodul (Input & Output / PCM Output im Kontextmenü der “Zeichenfläche”). Damit dort auch etwas ankommt, müssen wir noch zwei Verbindungslinien ziehen. Jeweils ein Klick auf das rote Kästchen mit der Bezeichnung Audio Out und ein weiterer auf das gelbe mit der Marke Left Audio In bzw. das olivfarbene Right Audio In verbindet die beiden Komponenten wie in Abbildung 2. Ein Klick auf den dreieckigen Abspielknopf unterhalb der Menüleiste sollte nun für ein hörbares Ergebnis sorgen.

Abbildung 2: Zum Abspielen von “phone.wav” klicken Sie auf den Wiedergabe-Knopf unterhalb des “Project”-Menüs

Liegen die einzelnen Symbole auf der Zeichenfläche zu eng beeinander, zieht man sie einfach mit dem mittleren Mausknopf an einen anderen Platz.

MIDI-Synthesizer

Als nächstes bauen wir einen Minimal-MIDI-Synthesizer, damit wir unsere Klangkreationen direkt mit einem Keyboard ansteuern können. (Wer kein MIDI-Keyboard besitzt, werfe einen Blick in Kasten 3.) Dabei tritt erstmals ein neues Problem auf: Mehrstimmigkeit. Für jede gedrückte Taste muss BEAST den Ton eigenständig berechnen, da er sich normalerweise in Tonhöhe, Anschlagstärke und Haltezeit von den anderen gespielten Noten unterscheidet.

An dieser Stelle kommt das Stichwort “Virtualisierung” ins Spiel: BEASTs MIDI-Komponente kümmert sich darum, dass für jede gespielte Note eine neue Instanz des Synthesizernetzwerks erzeugt, in Gang gesetzt und nach Abschluß der Note auch wieder entfernt wird.

Öffnen wir zunächst einmal eine neue Datei (File / New), in der wir wiederum mit Project / New Custom Synthesizer ein neues Netz anlegen. Auch hier empfiehlt es sich, die Namenlosigkeit von BseCSynth: Unnamed auf der Karte Parameters zu beenden, wo wir außer dem Namen Minimal einen Kommentar, Autoren- und Copyright-Informationen hinterlegen können.

Dass die neue Arbeitsfläche nicht lange leer bleibt, dafür sorgt wiederum das über den rechten Mausknopf erreichbare Kontextmenü. Virtualization / Keyboard Input und ein Klick mit dem linken Mausknopf beschert uns ein erstes BseSubKeyboard, unsere Noteninformationsquelle, die sich vom Keyboard am externen MIDI-Port speist.

Dessen Ausgabefrequenz soll erst einmal einen Oszillator steuern, den wir unter Audio Sources / Standard Oscillator finden. Die Verbindung stellen ein Klick auf das rote Kästchen mit der Bezeichnung Frequency und ein weiterer auf das gelbe mit der Marke Freq In her (siehe Kasten “Verbindungen”).

Um den Lautstärkenverlauf einer Note zu beeinflussen, benötigen wir einen Hüllkurvengenerator, zu finden unter Other Sources / Simple ADSR. Dessen Gate In speist sich aus dem Gate des BseSubKeyboard.

Die Ergebnis-Signale aus dem Oszillator und dem Hüllkurvengenerator kombinieren wir über ein Multiplikationselement (Routing / Mult), indem wir Audio Out mit Audio In1 und Ctrl Out mit Audio In2 verbinden (Abbildung 3).

Am Ende soll ein Ton heraus kommen, das erzeugte Tonsignal hörbar werden. Virtualization / Instrument Output hilft uns weiter. BseMult-1/Audio Out gehört an Left Audio und Right Audio, damit wir das Mono-Signal des Oszillators auf beiden Boxen hören. BseSimpleADSR-1/Done Out verbinden wir mit Synth Done, was der Audioengine anzeigt, dass eine Note fertig ist und nicht mehr weiter berechnet werden muss.

Abbildung 3: Fertig ist das Synthesenetzwerk eines Minimalsynthesizers

Das Synthesenetzwerk steht (Abbildung 3); zum MIDI-Synthesizer fehlt nur noch ein kleiner Schritt: Mit dem Hauptmenüpunkt Project / New MIDI Synthesizer erzeugen wir eine neue Karteikarte BseMidiSynth: Unnamed (Abbildung 4), in der wir aus dem Pop-Down-Menü bei Synthesis Network den Punkt Minimal auswählen und den Startknopf ganz links unterhalb der Menüleiste betätigen. Spielt man nun auf der Klaviatur des MIDI-Keyboards, sollte dies einen hörbaren Effekt erzielen.

Abbildung 4: Einstellungen zum MIDI-Synthesizer

Sequenzer

Es geht natürlich auch ganz ohne MIDI-Keyboard – indem wir diesmal ein komplexeres Signal komplett in Software generieren und vom eingebauten Sequenzer ansteuern lassen. Dazu nehmen wir ein oberwellenreiches Sägezahnsignal, das ein Oszillator (Audio Sources / Standard Oscillator) liefert, bei dem wir als Wellenform Sägezahn einstellen.

Dazu klicken wir das gerade platzierte Piktogramm mit dem linken Mausknopf an und überzeugen uns im Parameterfenster davon, dass als Wellenform (Wave) Falling Saw oder Rising Saw eingestellt ist. Welche der beiden ist in diesem Fall egal. Außerdem färben wir das Signal mit einem nachgeschalteten Tiefpassfilter ein, dessen Grenzfrequenz wir auf 96 Hertz festlegen, und verstärken die Modulation der Grenzfrequenz, indem wir ein Häkchen neben Exponential FM setzen sowie einen Modulationsbereich von drei Oktaven angeben.

Um den Anschlageffekt zu verstärken, modifizieren wir die Grenzfrequenz des Filters zusätzlich durch das Hüllkurvensignal. Den dabei zum Einsatz kommenden WaveShaper aus der LADSPA-Plugin-Kollektion von Steve Harris (siehe Seite 2#) kann man zur Not auch weglassen. Es lohnt sich jedoch, diese Plugins zu installieren; sie erweitern das Spektrum der Möglichkeiten beträchtlich.

Abbildung 5: Ein erstes Instrument: das Synthesenetz POrgan

Das fertige Synthesenetz des wegen seines orgeligen Klangs “POrgan” getauften Instruments lässt sich in Abbildung 5 bewundern. Nicht das externe MIDI-Keyboard soll es diesmal ansteuern, sondern der interne, recht spartanisch ausgestattete Sequencer.

Project / New Song öffnet den “Komponisten-Arbeitsplatz”, auf dem Tracks / Add eine neue Spur anlegt (Abbildung 6). In der Spalte Synth der Spurenliste legen wir nun unser Synthesenetz als Instrument für die Wiedergabe der Noten auf dieser Spur fest. Ein Klick auf die Zeitlinie der Spur rechts daneben erzeugt einen neuen Spurabschnitt, Part genannt.

Abbildung 6: Ein Blick auf den Arbeitsplatz für Hobby-Komponisten, den Song-Editor

In der Werkzeugleiste wählen wir nun den Editor aus und klicken auf den neuen Spurabschnitt; eine Beispielmelodie finden Sie in Abbildung 7. Im Part-Editor fügt ein Klick mit der linken Maustaste Noten ein, deren Länge man rechts neben dem Paste-Knopf in der Werkzeugleiste einstellt. Außerdem bietet der Quantisierungsknopf eins weiter rechts die Möglichkeit, Noten am Raster auszurichten.

Abbildung 7: Im “Notenblatt”, dem Part-Editor, komponiert man seine Melodie

Mit Effekten

Eine kleine Effektstrecke soll den Ausgangspegel anpassen und den Klang mit Hall abrunden. Dazu brauchen wir einen neuen Custom Synthesizer mit einem virtuellen Eingang (Virtualization / Virtual Input), einem Verstärker, den man auch zum Dämpfen benutzen kann (Routing / Amplifier oder einfacher über den DCA-Knopf in der Werkzeugleiste), einem Halleffekt (LADSPA / GVerb; das eingebaute FreeVerb funktionierte beim Autor dieses Artikels leider nicht) und schließlich einem virtuellen Ausgang (Virtualization / Virtual Output).

Damit die Effektstrecke tatsächlich zum Einsatz kommt, müssen wir sie auf der BseSong-Karte unter Custom Postprocess Net eintragen. Eine Gain-Einstellung von -10 dB in der Parameterkarte des BseAmplifier-1 sorgt dafür, dass der Ausgangspegel im Rahmen bleibt.

Abbildung 8: Eine Effektstrecke für’s Postprocessing

Zum Begutachten des Ergebnisses, das sich auf der Web-Seite zum Artikel [6] unter dem Namen 3.ogg wiederfindet, füttert man ein geeignetes Abspielprogramm.

Gitarren, verfremdet

BEAST kann noch mehr, beispielsweise Live-Sound von einem Mikrofon oder von einer Gitarre mit Effekten versehen – Grund genug für den Autor, den Klang seiner Westerngitarre mit einem hochwertigen Mikrofon aufzunehmen und mit BEAST zu verfremden.

Wenn Sie Ihre elektrische Gitarre an den Rechner anschließen wollen, brauchen Sie einen Vorverstärker, da das Signal von den Tonabnehmern zu schwach für eine direkte Zuführung an den Line-Eingang des Computers ist. Die meisten Soundkarten verfügen jedoch über einen Mikrofonvorverstärker, der für Experimente meist mehr als ausreicht.

Als Arbeitsgrundlage dient diesmal wieder ein einfacher Custom Synthesizer ohne Drumherum, weshalb wir nicht vergessen dürfen, den Punkt Auto Activate auf dessen Parameterkarte Activate anzukreuzen. Anschließend kommt eine neue Klangquelle zum Einsatz: Der BsePcmInput (Input & Output / PCM Input) speist von der Soundkarte über den Mikrofon- oder Line-Eingang aufgenommene Musik und Geräusche in einen Custom Synthesizer ein.

Die Ausgabe erfolgt wie beim ersten Beispiel mit Input & Output / PCM Output. Dazwischen bringen wir eine Strecke von drei Effekten ein: LADSPA / Flanger, LADSPA / Multivoice Chorus und wieder einmal LADSPA / GVerb. Das Mikro liefert nur ein Mono-Signal, daher genügt es, nur einen der beiden Ausgänge von BsePcmInput-1 mit dem Eingang des ersten Effekts zu verbinden. Wie das Ganze aussieht, zeigt Abbildung 9.

Abbildung 9: Dieses Synthesenetz verfremdet das eigene Gitarrenspiel

Nach dem Aktivieren dieses Netzes über den Startknopf vergewissern wir uns, dass das Mikrofon im Mixer der Soundkarte auf Aufnahme gestellt ist – denn nur dann hören wir das verfremdete Echo der vom Mikro aufgenommenen Klänge.

Raum für Experimente

Es lohnt sich, einfach ein wenig mit den Parametern der einzelnen Module zu spielen, um ein Gefühl für ihren Einfluss auf den Klang zu bekommen. Vielleicht reizt es Sie ja, angeregt von diesen einfachen Beispielen umfangreichere Synthesizer zu bauen; die Möglichkeiten von BEAST haben wir jedenfalls bei Weitem nicht ausgeschöpft.

Beispielsweise macht eine Verbindung des Velocity-Ausgangs von BseSubKeyboard mit einem freien Eingang des Multiplikators das Instrument POrgan anschlagdynamisch, sofern Ihr MIDI-Keyboard das unterstützt. Ein weiterer Oszillator, dessen Audio Out den Modulationseingang Freq Mod In von BseStandardOsc-1 ansteuert, sorgt für Vibrato. Auch die von zwei leicht gegeneinander verstimmten Oszillatoren erzeugten Schwebungen können sehr interessant klingen.

Obwohl man dabei und an anderen Stellen wie bei jedem in Entwicklung befindlichen Projekt durchaus noch an einige raue Ecken und Kanten stößt – BEAST leistet Erstaunliches und ist im Gegensatz zu Programmen mit einem ähnlichen Anwendungsbereich – hier wären Alsa Modular Synth (siehe Seite 40 ff.), PureData, CSound und Common Lisp Music zu nennen – sehr zugänglich. Der Autor jedenfalls harrt gespannt der kommenden Entwicklungen.

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