Definition
Die additive Synthese baut einen Klang durch Summieren von Sinuswellen (Partialtönen) auf, jeweils mit eigener Frequenz, Amplitude und Hüllkurve. Sie beruht auf dem Satz von Fourier: Jeder periodische Klang ist eine Summe von Sinuswellen mit Frequenzen, die Vielfache der Grundfrequenz sind. Sie ist das Gegenteil der subtraktiven: Statt einer reichen Welle Obertöne wegzunehmen, fügt man sie einen nach dem anderen hinzu.
Die Wellenformen in additiven Begriffen
- Sägezahn: alle Obertöne, Amplitude 1/n (der zweite halb so stark, der dritte ein Drittel …).
- Rechteck: nur ungerade Obertöne, Amplitude 1/n.
- Dreieck: nur ungerade, Amplitude 1/n² (nimmt viel schneller ab): fast sinusförmiger Klang.
- Glocken und Metalle: inharmonische Partialtöne (keine ganzzahligen Vielfachen), jeder mit anderem Decay.
Beispiel: A2 = 110 Hz → Obertöne bei 220, 330, 440, 550 Hz … Der fünfte Oberton (550 Hz) ist etwa ein Cis5: Deshalb „hört man“ in einem reichen Klang die große Terz.
Die Hammondorgel: mechanische Additive
Die Zugriegel der Hammond sind ein additiver Synthesizer: Jeder Zugriegel fügt eine Sinuswelle (Tonrad) in fester Tonhöhe hinzu: 16' (Suboktave), 5 1/3' (Quinte darüber), 8' (Grundton), 4' (Oktave), 2 2/3' (Duodezime), 2' (Doppeloktave), 1 3/5' (Terz), 1 1/3' (Quinte), 1' (Oktave darüber). Registrierung „888000000“ = voller Klang für Jazz/Gospel; „800000888“ = schneidend. Der B-3 V der V Collection 9 emuliert ihn.
Additive und Resynthese-Instrumente
- Kawai K5 (1987) und Synclavier (Partial Timbre): kommerzielle Pioniere.
- Image-Line Harmor (in FL Studio): additiv mit Resynthese aus Bildern und Audio; Filter, Phaser und „Blur“, auf die Partialtöne angewendet.
- Native Instruments Razor, Arturia Pigments (harmonische Engine), Loom (AIR).
- Resynthese: Man analysiert einen realen Klang (FFT), extrahiert die Partialtöne und rekonstruiert ihn, wobei man sie anschließend verändern kann (Time-Stretch ohne Tonhöhenänderung, Morphing zwischen zwei Klängen, „Einfrieren“ eines Spektrums).
Vorteile und Grenzen
- Volle Kontrolle über das Spektrum; „unmögliche“ Filter (zum Beispiel nur die geraden Obertöne entfernen, einen Kamm erzeugen).
- Spektrale Morphs, extremes Stretching, kristalline Pads ohne seltsame Phasen.
- Grenze: Für realistische Klänge braucht man Dutzende oder Hunderte Partialtöne, jeder mit eigener Hüllkurve: Ohne Makros oder Resynthese ist das schwer zu programmieren.
- Transienten und Rauschen sind die Schwachstelle: Man fügt sie mit einem Rauschgenerator oder einem Sample hinzu.
Grundrezepte
- Glas-Pad: Obertöne 1, 2, 3, 5, 8 mit abnehmenden Amplituden, leichtes zufälliges Detune der hohen Partialtöne, langsame Hüllkurven, langer Hall.
- Orgel: Zugriegel 888000000 + Percussion auf dem dritten Oberton (2 2/3') mit schnellem Decay, Leslie.
- „Sauberer“ Bass für schwierige Mixe: nur die ersten 4–6 Obertöne, mit kontrolliertem Grundton: Man hört ihn auf kleinen Lautsprechern ohne übermäßigen Sub.
- Glocke: Partialtöne im Verhältnis 1; 2,76; 5,40; 8,93 (typisch für einen Metallstab, Richtwerte) mit schnellerem Decay für die hohen.
Beispiel in a-Moll
In Harmor: Pad über Am(add9) – Fmaj7 – C(add9) – Gsus4: gerade Partialtöne um 6 dB abgesenkt (hohler klingendes Timbre), Harmor-Filter langsam moduliert, Unison mit 3 Stimmen, Phaser auf den Partialtönen. Orgelbass (B-3 V) mit Zugriegeln 16' und 8' für die Linie A – F – C – G.
Übung
- Baue von Hand eine Sägezahnwelle, indem du die ersten 8 Obertöne mit Amplituden 1/n in einem additiven Synth (oder in Sytrus) summierst: Höre, wie sie sich mit jedem hinzugefügten Oberton verändert.
- Mache in Harmor die Resynthese einer eigenen Gesangsnote und spiele sie als Pad.
- Programmiere drei Zugriegelregistrierungen auf dem B-3 V und beschreibe den Charakter jeder einzelnen.
Verweise
„Die Obertonreihe und das Timbre“, „Subtraktive Synthese“, „FM-Synthese“, „Granularsynthese“, „Pad-Design“.