Bei den Diskussionen um das Ansprechverhalten von Orgeln hatte ich erwähnt, dass ich das Thema eventuell mal messtechnisch angehen werde.
Dadurch angeregt werde ich zunächst meine vorhandene Sakralorgel nochmal näher messtechnisch untersuchen, was ich schon mal ansatzweise in einem ehemaligen Forum gemacht hatte. Dies ist in jedem Fall eine gute Übung, um später vielleicht einmal andere Orgel(n) zu untersuchen.
Zunächst wird es da Untersuchungen mit Zeitverläufen und Spektren geben, d. h. Aufzeichnen von kurzem Anspielen von einzelnen Orgelregistern und Darstellung und Auswertung auf dem PC. Aufzeichnung mit vorhandenem Mobilrekorder, zunächst nur Verwendung von freier Software – also keine Investitionen – außer Zeit. Neu ist das alles nicht. Das ist aber nur der erste Schritt.
Hier eine beispielhafte Darstellung von Zeitverlauf und Spektrum in einem Bild.
Für die Darstellung von Spektren gibt es viele grafische Möglichkeiten, als farbiges Spektrum oder 3D-Landschaften usw. Hier noch ein Beispiel mit 3 Registern (Trompete, Prinzipal, Flöte), wo man erkennen kann: Trompete sehr viele Obertöne, Prinzipal kräftig mit weniger Obertönen, Flöte fast nur Grundton, aber zum Anfang deutlich sichtbar der Toneinsatz mit „Spuck“
Wenn solche Aufzeichnungen bei Sakralorgeln praktisch immer gleich sind, wird das speziell bei (historischen) mechanischen Orgeln (je nach Zustand) mehr oder weniger stark schwanken. Ob das dann am Spiel liegt oder zufällig ist, weil die Mechanik schlecht oder ausgeleiert ist, kann man dem akustischen Signal nicht ansehen. Allerdings hat man bei einer rein mechanischen Orgel kein Velocity-Signal wie z. b. Bei vielen Sakralorgeln. (Das hab ich zwar bei meiner Rembrandt, aber die Orgel selbst wertet das nicht aus, nur für externe Geräte).
Die nächste Aufgabe ist nun, ein Signal zu generieren, was den Tastendruck darstellt, und zwar Zeitpunkt und Geschwindigkeit, und dann muss dies mit dem Verlauf des Tonsignals zusammengeführt werden – und das ganze ohne irgendeinen Eingriff in die Orgel. Und möglichst einfach. Natürlich bedarf es da einer Sensorik an den Tasten (oder einer Taste) und deren Verarbeitung und Aufzeichnung. Da hab ich schon einige Ideen, die aber erst im Vorversuch erprobt werden müssen.
Eine Anregung bekam ich durch den Buchla-Moog Piano Bar, wo ein Piano durch optische Abtastung berührungsfrei midifiziert wurde (aus verschiedenen Gründen damals ein Flop). Rein technisch aber interessanter Gedanke.
Nun habe ich keinen „Organ-Bar“ im Sinn, sondern nur eine Messvorrichtung für 1+ Tasten. Ob optisch (Infrarot-Laser) oder mechanisch (Dünnfilm-Drucksensor) – mal sehen. Viele Komponenten sind schon in der Bastelkiste ...
Ich möchte mich ungern einmischen, da ich messtechnisch sicher ein "Nackepatzerl" bin, aber so wie ich es sehe, geht es nicht um "Velocity" im herkömmlichen "MIDI-Sinne", wenn es um die Simulation des Orgel"anschlags" geht, sondern nur um die Tatsache, dass Labialpfeifen beim schnellen Staccatospiel mehr "spucken", als beim langsamen Legatospiel (das hätte man messen sollen, z. B. beim Flötentegister, nicht den Vergleich zw. Prinzip, Trompete und Flöte, denn die Unterschiede kennen wir ja😉...) bzw. dass Zungenregister "im Abgang" hörbar anders klingen, je nach dem, ob die Luftzufuhr plötzlich, oder allmählich unterbrochen wird.
Um das bei einer digitalen Orgel realisieren zu können, hat man aber nur die Möglichkeit der anschlagdynamischen Klaviaturen. Punkt. Niemand will 127 "verschiedene" Spucken simulieren, und es behauptet auch niemand, dass es auf einer mechanischen Orgel möglich ist.
Wer schon mal auf einer Ahlborn Organum mit verschiedenem Anschlag (Legato vs. Staccato) beim Oktav 4', oder Gedackt 8' gespielt hat (Tracker Touch nicht vergessen, einzuschalten!) bzw. versucht hat, bei der Chamade 8' die Taste mit verschiedenen Geschwindigkeiten loszulassen, versteht was ich meine - und auch, warum es ein großer Benefit im Vergleich zum immergleichen digitalen Klang ist!
Richtig "anschlagdynamisch" will ja keine(r) an einer Orgel spielen - obwohl es auch diesbezüglich Bemühungen im Orgelbau gegeben hat, diese aber (mMn nicht ohne Grund) im Sand verlaufen sind.
Man kann es an Pfeifenorgeln tatsächlich messen. Ich habe das vor fast 30 Jahren mal als Jugend forscht Arbeit gemacht. Sogar bei einer Pneumatik ist da geringfügig etwas zu sehen, vor allem im Obertonspektrum bei der Ansprache. Ob das allerdings im hörbaren Bereich liegt, weiß ich nicht. Bei einer Mechanik geht es auf jeden Fall.
Noch ein Nachtrag: ich hab mein Messprojekt nicht vergessen oder verworfen, aber zum einen gibt es da drei lange überfällige Buchprojekte (da müssen auch noch etliche Negative und Dias digitalisiert werden ...), zum anderen überdenke ich die Sache rein technisch noch mal. Der auch hier ausführlich dargestellte Osmose-Synthesizer hat ja eine "mehrdimensionale" Tastatur, die mehr als nur ein Schalt/Velocity- und konventionelles Aftertouch-Signal liefert und das inspirierte mich, die Sensorik komplett zu überdenken. Bisher weiß ich noch nicht im Detail, wie der Osmose das macht ... Schaun wir mal
@Axel: zu der JF Arbeit gibt es, soweit ich das sehe, nur Teilnehmerlisten, Pressemitteilungen und eine wenig aussagekräftige Zusammenfassung. Vollständige pdf der Arbeiten waren wohl noch kein Standard. Rein interessenhalber: ist die vollständige Arbeit irgendwie irgendwo ad hoc elektronisch verfügbar?
Hier ein kleiner Zwischenbericht. Nachdem ich mich auf ein Konzept festgelegt habe, konnten die Vorversuche beginnen.
Ziel der ganzen Aktion ist es ja, das Anpracheverhalten von Orgelpfeifen zu untersuchen und dabei Tonsignal und Tastendruck-Zeitverlauf miteinander zu verknüpfen und das Ganze einfach und mobil und ohne Eingriff in das Instrument (auch und gerade wegen historischer mechanischer Orgeln). Effekte sind unstrittig, nur ist die Frage, wie weit diese steuerbar bzw. reproduzierbar sind, oder ob es mehr zufällig ist.
Das ganze wird mit mobilem Audiorecoder und einer Elektronikschaltung (Arduino Mikrcontroller, Force Sensor, SD-Speichermedium für Zeitverläufe, VCO für ein akustisches Synchronsignal) angegangen, zunächst nur als "proof of concept" mit provisorischem Versuchsaufbau. Kritisch ist der Sensor, es gibt zwar etliche, aber die richtige Größe mit der richtigen Empfindlichkeit ist so eine Sache. Erste Versuche mit eigener Orgel, Piano und Synth - zur Erprobung des Verfahrens. Wenn es dabei schon hakt, braucht man nicht weiter machen.
Ein derzeitiger Versuchsaubau...
Begonnen wurde mit dem schon von den MIDI-Experimenten Arduino Uno R3, der soll aber von einem Nano Every abgelöst werden, ggf auch von einem neuen Uno R4 - aber das wie und warum sind ja mehr Details für ein Microcontroller-Forum ...
Hochinteressante Sache, auch und gerade wenn es um den "lebendig atmenden Winddruck" von Digitalorgeln geht, der ja bereits seit den 90er-Jahren von den meisten Herstellern beworben wird, wobei ich mich bei manchen Modellen auch schon gefragt habe, ob dieser Effekt in der Werkseinstellung überhaupt im hörbaren Bereich liegt.
Ich zitiere aus einem Johannus-Hochglanzprospekt der Modellreihen Opus, Sweelinck und Prestige aus dem Jahr 1996: "Die eindrucksvollen Daten der neuen Johannus Orgeln (von Sachverständigen für unmöglich gehalten) setzen nun sogar einen lebendig atmenden Luftdruck in die Realität um!" Der gute Wille und auch das Potential waren also bereits damals schon da.
Bei jenen Orgeln, die ich selbst intoniert habe (Johannus Sweelinck 10, Johannus Sweelinck 20, Ahlborn Praeludium V und Gloria Concerto 234) habe ich diesen Effekt bewusst unüberhörbar stark eingestellt, allerdings bei der leider nicht intonierbaren, wenngleich für die 90er-Jahre immer noch sehr überzeugend klingenden Johannus Prestige 300 bin ich mir nicht sicher, ob man diesen Effekt deutlich genug heraushört.
Ich bin jetzt schon gespannt auf die Ergebnisse deiner Experimente ! 👍 Sehr interessant wäre es übrigens auch (vielleicht als Projekte für die Zukunft ?), das Attack- und Release Detune - also die naturgetreue An- und Absprache der Töne, die mir bei Digitalorgeln ganz besonders am Herzen liegt ! - in deine Untersuchungen einzubeziehen, zumal diese ja (zumindest bei Pfeifenorgeln) auch vom Winddruck abhängen. Diese Effekte waren speziell bei den besseren Johannüssen (von Opus aufwärts) der Jahre 1996 und 1997 deutlich hörbar eingestellt, was von manchen auch als "übertrieben" kritisiert und bei den späteren Modellen leider wieder fallengelassen wurde. Ich hingegen liebe diesen Effekt ganz besonders, weil er für mein Empfinden den Klang einer Digitalorgel besonders authentisch und schön macht ! Mein Appell an die Hersteller (falls diese hier mitlesen ) wäre, speziell die Effekte Attack- UND Release Detune in die Intonationsparameter einzubeziehen und damit für User mit steigenden Ansprüchen (zu denen auch ich mich zähle) editierbar zu machen bzw. zu erhalten. Letzteres, nämlich "Release Detune" gehört ja dankenswerterweise bereits zu den Intonationsparametern der Physis-Orgeln, während ich ersteres, also "Attack Detune" bis heute vermisse !
Die Entwicklung des Versuchsaubaus ist nach einigen Änderungen soweit abgeschlossen, jetzt kann es voraussichtlich nächste Woche erste praktische Gehversuche geben.
Für Interessierte kurz zu den Komponenten jeweils von links (teilweise durch den Kabelwald verdeckt):
Das erste grosse Teilziel ist erreicht. Erste beispielhafte Ergebnisse folgen sehr kurzfristig (diese Woche).
Schaltung und Software wurden noch mal vereinfacht (manchmal denkt man erst zu kompliziert). Erster Test war erfolgreich.
Hier erst mal einige der getestete Kraft-Sensoren, hier muss die Empfindlichket, Charakteristik und Größe passen.
Hier die gesammte Messvorrichtung (handlich und voll mobil): Zoom Audiorekorder und ein Rode-Mikrofon, 2. Kanal mit Sychronsignal vom Mikrocontroller, dort werden Messwerte auf eine SD Karte geschrieben (typisch 1000 Werte/s). Auswertung später auf dem PC (Audacity, CSV Viewer)
Es kommt oft anders, als man denkt. Einmal gab es nach weiteren Tests doch noch Änderungen im Detail, dann zeigte sich noch ein Schwachpunkt mit dem Anbringen der Sensoren. Dann gab es ein längeres Moratorium meinerseits allgemein im Forum.
Nun greife ich die Sache noch mal kurz auf. Zuletzt gab es den schon länger angedachten Umstieg auf eine Arduino Uno R4 Mikrocontroller. Dieser basiert jetzt auf einem ARM 32 Bit Kern. Seine Leistung entspricht ungefähr dem Mikrocontroller, der in Johannus Modellen der T8000 Serie verwendet wurden. Die MC seit OranjaCore ff. sind deutlich leistungstärker.
Duuch einen speziellen Aufsatz ("Shield") für SD-Speicher und Uhr könnte der Gesamtaufbau weiter robuster und übersichtlicher gestaltet werden, Stromversorgung über USB mit einer kleinen Power Bank. Zu Zwischenergebnissen später.
Kirchenorgel-Forum
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28.09.2022 21:20
Antworten
) wäre, speziell die Effekte Attack- UND Release Detune in die Intonationsparameter einzubeziehen und damit für User mit steigenden Ansprüchen (zu denen auch ich mich zähle) editierbar zu machen bzw. zu erhalten.
