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Prinzipielles
Sample-Player
Wie funktioniert ein "Bing" ?
Modulatoren - oder: wie steuere ich den Klang ?
Pitch - vom Pups zum Knabenchor
Die Effekt-Einheit - wie es hallt und schallt
Controller - damit es nicht langweilig wird
Sound - Programm - Mix
Download: Bank Switch Programm
Hints & Tips
Erstmal...man kann den Alesis QS 6 einschalten, eine der 12 Programmgruppen (Piano, Brass, Synth usw.) und darunter eines der je 30 Preset-Programme oder eines der 128 MIDI-Presets ooder einen der 500 MIX-Presets auswählen und loslegen. So hab ich auch angefangen - bis der Zeitpunkt kam, an dem ich für die Songs der Band möglichst original klingende Sounds basteln wollte.
Der erste Schritt war dann das Erstellen von neuen MIXes, damit ich mehrere Programme auf einmal im Zugriff hatte, indem ich diese auf der Tastatur verteilte (16 Splitzonen, die sich überlappen können).
Der zweite Schritt kam dann durch Songs wie "It´s my life" oder "Frozen", wo die eingebauten Sounds nicht mehr ausreichten und ich diese so modifizierte, dass sie für mich an das Original herankamen und darüberhinaus einen eigenen Touch hatten.
Meine Erkenntnisse versuche an dieser Stelle festzuhalten, falls jemand auf diese Page stößt, der neuer Besitzer eines Alesis QS 6 oder eines anderen Sample-Player oder einfach nur an den Grundlagen der Synthesizer-Technik interessiert ist.
Mein Alesis QS 6 Synthesizer ist ein sogenannter Sample-Player. Das heisst, im Gegensatz zu den alten Moog-Synthies erzeugt er seine Töne nicht mit analogen Bauteilen sondern wandelt Zahlenkolonnen in Stromspannungen um und zwar 44.000 mal pro Sekunde, wobei diese Spannungswerte 65.536 verschiedene Werte annehmen können. Man nennt diese Einheit auch den "Tongenerator".
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Beispiel für das Abtasten einer Tonschwingung (blau), die Höhen der roten Striche geben eine Zahlenfolge, aus denen wieder der Ton zusammengesetzt werden kann. |
Legt man nun die ausgegebenen Spannungswerte über einen Verstärker auf einen Lautsprecher, so kommt daraus - oh Wunder - ein Ton. Das Verfahren ist praktisch dasselbe wie bei einem CD-Player, mit dem Unterschied, dass dort die Zahlenkolonnen von der CD kommen und beim Alesis aus einem ROM-Baustein oder von einer RAM-Karte, sofern man eine hat und in den Einschub hinten im Gehäuse steckt.
Nun wäre es ziemlich langweilig, wenn man immer nur dieselben Töne abspielen könnte. Zumal die meisten Töne "geloopt" sind, d.h. ein Klavierton macht nicht "Bing" sondern "Iiiiiiiiiiiiii..." bis zum bitteren Ende, sprich: dem Loslassen der Taste.
Ach so: der Alesis hat 64 dieser Sample-Player, d.h. es können 64 verschiedene Töne gleichzeitig erklingen, wobei ein Ton wiederum eine Sample-Datei mit einem ganzen Orchester sein kann. Sind diese 64 Sample-Player alle belegt und ein neuer Ton muss gespielt werden, so wird nach bestimmten einstellbaren Prinzipien ein Ton "geklaut", d.h. einer der Sample-Player wechselt auf unseren neuen Ton, der alte wird damit abgebrochen (Voice-Stealing).
Dazu muss man nun nicht die 65zigste Taste drücken, es reicht z.B. alle 64 Sample-Player auf eine Taste zu programmieren und dann eine zweite Taste zu drücken. Diese Mehrfachbelegung von Tasten nennt man Layern.
Organisiert sind die Sample-Player (Alesis-Bezeichnung:Sounds) in Programme zu je vier. 16 dieser Programme können wiederum zu einem MIX zusammengestellt werden (4 x 16 = 64 Sample-Player). D. h. reichen maximal vier Sample-Player für einen Ton, dann erstellen wir ein Programm, brauchen wir mehr, erstellen wir weitere Programme und legen die dann alle auf einen MIX.
Der Alesis hat drei verschiedene Blöcke, die hintereinander angeordnet sind:
- die Tonerzeugung aus den Zahlenkolonnen ("Samples")
- die Tonbearbeitung
- den Effektprozessor
Nachdem wir nun wissen, wie ein Ton erzeugt wird, schauen wir uns mal an, wie er bearbeitet wird. Dazu muss ich erklären, dass ein Ton durch sogenannte "Hüllkurven" geformt wird, die beim Alesis nach dem Muster ADSR aufgebaut sind.
Das A steht für "Attack" und bezeichnet die Zeit, in der ein Ton auf Maximallautstärke geht. Das D steht für "Decay" und bezeichnet die Zeit, in der der Ton wieder leiser wird, und zwar auf Sustain-Lautstärke. Das S steht für "Sustain" und bezeichnet einen Lautstärke-Prozentwert, ab dem das Ausklingen beginnt. Das R steht für "Release" und bezeichnet die Zeit, in der ein Ton nach dem Loslasen der Taste oder des "Gaspedals" (=Sustainpedal) verklingt. Das SD steht für "Sustain Decay" und bezeichnet die Zeit, in der ein Ton ohne Loslasen der Taste oder des "Gaspedals" (=Sustainpedal) verklingt.
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Der Klavier-"Bing"; die Verlängerung der roten Linie (also die gestrichelte) stellt den Verlauf dar, wenn die Taste nicht losgelassen wird. |
Ein typischer Klavier-"Bing" geht in ein paar Hundertstelsekunden auf 100% der Lautstärke, dann in einigen weiteren Hundertstelsekunden auf 50%, dann nimmt er über mehrere Sekunden auf Null ab ("die Saite klingt aus"). Wenn man die Taste loslässt oder vom Sustainpedal geht, kling der Ton allerdings in ein paar Zehntelsekunden aus, weil beim echten Klavier ja die Dämpfer die Saite stoppen.
Damit aus dem "Iiiiiii" ein Klavier-Bing wird, programmieren wir also den Klavierton mit einer Lautstärke-Hüllkurve, die
z.B. eine Attack-Zeit von 10, eine Decay-Zeit von 15, eine Sustain-Lautstärke von 50, eine Sustain-Decay-Zeit von 70 und eine Release-Zeit von 10 bekommt.
Die Werte sind übrigens einheitenlos, d.h. sie stellen Verhältnisse dar, sprich - ausprobieren !
Das wäre nur ein Beispiel, je nach Hüllkurve kann man so "sanfte" oder richtig rockige Pianos zusammenbasteln.
So eine Hüllkurve gibt es nun nicht nur für die Lautstärke (Level), sondern auch für die Tonhöhe (Pitch) und das Filter. Damit können wir also die verücktesten Töne programmieren, z.B. ein "rülpsendes" Klavier (Tonhöhe geht erst rauf, dann runter) oder einen "zischenden" Bass.
Wenn ich schon den Filter erwähnt hab: der Filter wirkt wie ein "Tonregler", der die Höhen herausfiltert. Allerdings riegelt er bei einer bestimmten Grenzfrequenz (Cutoff Frequency) die höheren Töne ziemlich stark ab, er ist ein Lowpass-Filter. Diese Cutoff Frequency ist nun nicht fest, sondern variabel und wird von der Hüllkurve aber auch anderen "Modulatoren" festgelegt und kann sich damit auch über die Zeit, die ein Ton erklingt, ändern.
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Der Filter dämpft die hohen Frequenzen. Dämpfung und Cutoff Frequency sind dabei veränderbar. |
So kann ich aus einem Rauschen durch langsames Ändern der Cutoff Frequency ein Windgeräusch (nicht, was ihr denkt ;-) erzeugen.
Der Alesis Synthi ist nun nicht ein "elektrisches Klavier", sondern ein Tonerzeugungs und -beeinflussungsgerät. Wir haben ja schon die Tongeneratoren (Sample-Player) und die Hüllkurve kennengelernt. Es gibt noch viele weitere Beeinflussungsmöglichkeiten, die wir aber irgendwie ansteuern und kontrollieren müssen. Dies erfolgt über die Modulatoren.
Der erste Modulator ist die Tastatur. Diese erzeugt eigentlich nur die Steuerinformationen für die Tonhöhe und die "Velocity" (Anschlaggeschwindigkeit). Aus der Nummer der gedrückten Taste errechnet der Sample-Player die Geschwindigkeit, mit der eine Wellenform abgespielt wird und legt so die Tonhöhe fest. Die Nummern der Tasten sind dabei standardisiert und lassen sich auch von aussen über ein Kabel zuführen - den MIDI-Anschluss.
Wir könnten dabei einen PC (Soundkarte) oder einen anderen, MIDI-fähigen Synthesizer, an den MIDI-Eingang anschliessen und der Alesis würde mit den richtigen Einstellungen genauso spielen, wie mit der eingebauten Tastatur. Oder wir könnten den MIDI-Ausgang an einen anderen Synthesizer anschliessen und diesen unabhängig von der Alesis-Tonerzeugung spielen. Damit kann man z.B. mit einer Taste am Alesis mehrere Synthesizer gleichzeitig erklingen lassen - wozu auch immer...
Die erwähnte Velocity (Anschlaggeschwindigkeit) ist nun ein weiterer Modulator, der wiederum in der Alesis-Tonerzeugung in bestimmten Teilen, z.B. den Filter oder der Tonhöhe (Pitch), eine Veränderung bewirkt. Diese Veränderung kann von Null bis 99 eingestellt werden, wobei Null dann keine Veränderung bewirkt.
So könnte man z.B. einer Tröte (Trompete) mit wachsender Anschlaggeschwindigkeit mehr Höhen geben, indem man die Velocity auf den Filter legt. Je schneller man also reinhaut, umso heller wird der Klang.
Weitere Modulatoren sind z.B. der Schieberegler mit der Aufschrift "Controller", das "Mod-Wheel" (Handrad), das "Pitch-Wheel", das Sustain-Pedal oder das Lautstärke-Pedal. So kann z.B. das Sustain-Pedal (im Unterschied zum richtigen Klavier) anstelle des langen Haltens eines Tons auch einfach die Tonhöhe oder die Cutoff Frequency des Filters verändern. Über den MIDI-Eingang könnten auch Modulatorwerte von anderen Synthesizern die Tonmerkmale beeinflussen.
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Hier die wichtigsten Modulatoren. Die Pedale werden an der Rückseite angeschlossen. Die Tastatur moduliert ja die Tonhöhe, darüberhinaus die Velocity und bei starkem Drücken gibt sie noch ein "Aftertouch"-Signal. |
Ein Modulator, den man nicht sieht, aber häufig braucht, ist der LFO (Low Frequency Oscillator). Der LFO bringt als Modulationsfaktor eine langsame periodische Veränderung. Der Ablauf dieser Veränderung kann in seiner Form (u.a. Sinus, Rechteck, Dreieck) und seiner Dauer eingestellt werden.
Lass ich z.B. einen LFO als Modulator auf die Lautstärke los, so gibt es einen Tremolo-Effekt. Ein LFO als Modulator auf das Panorama (rechts-links-Anteil oder altdeutsch "Balance"), und der Ton geigt im Zimmer rum.
Was ich noch nicht erwähnt hab:
Über die Modulationsmöglichkeiten der Level-, Filter- und Pitch-Einheit hinaus kann
ich die Modulatoren über eine Modulationsmatrix auf viele weitere
Tonbearbeitungs- und Effektparameter leiten und damit die unmöglichsten und ulkigsten Töne basteln.
Die Tonhöh oder Pitch wird natürlich in erster Linie über die Tasten bestimmt. Diese geben die Nummer der entsprechenden Note an die Sample-Player, die daraufhin das Sample in der gewünschten Frequenz abspielen.
Allerdings kann diese Frequenz beim Abspielen beeinflusst werden. So ist mit Semitone Transpose eine Verschiebung in Halbtonschritten möglich - ich kann also ein Lied auf a-moll auf der Tastatur spielen, erklingen tut es aber z.B. tiefer in g-moll oder höher e-moll. Das ist wichtig, wenn ich einen Song in der Original-Tonart spielen will, der Sänger aber nicht hoch kommt (ähm - stimmlich gesehen).
Ebenfalls eine Verstimmung, aber in hundertstel eines Halbtons, bringt der Detune-Faktor. Dies nütze ich z.B. um zwei gleiche Töne auf eine Taste zu legen und diese gaaaaaanz wenig gegeneinander zu verstimmen. Damit kann ich Geigen "fetter" machen oder besondere Effekte erzeugen, die durch gegenseitige Auslöschung/Verstärkung der Wellen beider Töne entstehen.
Der Pitch hat auch eine eigene Hüllkurve und einen LFO. Damit kann ich beim Anspielen des Tons die Frequenz kurz erhöhen, was sich z.B. wie ein Hickser anhört. Oder mit dem LFO auf Rechteck (ein - aus) ein schnelles Stakkato erzeugen. Oder...
Im Synthi eingebaut ist eine Alesis Quadraverb Effekteinheit. Diese hat mehrere Bausteine, die aber leider nur alternativ verwendet werden dürfen - ein Manko dieser Preisklasse, dass mich wirklich stört.
Das Effektteil kann auf eine von 5 Konfigurationen programmiert werden, die wiederum mehrere
Units beinhaltet:
1 Reverb
mit Chorus/Flange/Pitch detune/Resonator, div. Delays, div. Halleffekten
2 Reverbs
mit Delay, Chorus, div. Halleffekten
Lezlie and Reverb
mit Lezlie, Chorus/Flange/Pitch detune/Resonator, div. Delays, div. Halleffekten
Reverb and EQ
mit Chorus/Flange/Pitch detune/Resonator, div. Delays, div. Halleffekten und Zweiband-Equalizer
Overdrive and Lezlie
mit Overdrive, Chorus/Flange/Resonator, div. Delays, div. Halleffekten, Lezlie und Zweiband-Equalizer
Nun könnte man denken: er hat ja alles. Das Problem ist, dass zum einen die Effekte der einzelnen Sektionen je nach Gruppe stark eingeschränkt sind - so ist bei bei "Overdrive and Lezlie" nur ein Mono-Chorus oder ein Mono-Flange miteingebaut. Zum anderen sollen die Schrägstriche ein "ent oder weder" bedeuten, d.h. ich kann entweder einen Chorus-Effekt oder einen Flanger auf die entsprechende Unit legen.
Es gibt zwar je nach Konfiguration auch mehrere gleichartige Units, so hat "1 Reverb" drei Pitch-Units, man könnte daher gleichzeitig eine Pitch-Unit mit Stereo-Chorus belegen, die zweite mit Flange und die dritte dann mit dem Resonator. Bei den Preset-Programmen ist das zwar kein Problem, diese sind ja bereits fertig.
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Unvollständige Darstellung der Effekt-Unit "Reverb and EQ". Man sieht die Flexibilität der Effektwege und der einstellbaren Parameter. Der Main-Weg ist der trockene Ton aus der Tonbearbeitung, dem dann der Effektanteil dazugemischt wird. Hinter dem "Pitch" verbirgt sich einer der Effekte Chorus/Flange/Pitch detune/Resonator |
Legt man aber mehrere Preset-Programme auf einen MIX, so muss man über eines der Preset-Programme die verwendete Effektkonfiguration bestimmen, die für die weiteren Programme dann ebenfalls gilt. Da kann es sich schon ulkig anhören, wenn eine Orgel auf der unteren Tastaturhälfte den "Overdrive and Lezlie" anzieht und ich dazu auf der oberen Tastaturhälfte ein Saxophon spielen möchte, dass plötzlich ebenfalls über den "Overdrive and Lezlie" geht.
Lösung: Beim Saxophon den Effekt-Anteil auf 0 stellen (klingt bescheuert) oder einen Alesis QS-R dazukaufen oder
einen wesentlich teureren Roland JV-2080 beschaffen (ab der Preisklasse hat man mehrere unabhängige Effekt-Units).
Alternativ (und langwieriger) kann man natürlich komplett eigene Programme und MIXes erstellen, die man auf die entsprechenden Busse (bis zu vier FX Send´s) leiten kann.
Die vorhin erwähnten Modulatoren beeinflussen die Tonbearbeitung und den Effektprozessor nicht immer direkt, so werden zum Beispiel nicht die Werte des "Mod-Wheel" direkt gelesen, sondern ein Modulator gibt einen sogenannten Controller-Wert ab, der dann von den jeweiligen Einheiten ausgewertet wird.
Dadurch ist es möglich, die Werte eines Modulators, den uns ein anderer Synthesizer sendet, der mit dem Alesis durch ein MIDI-Kabel verbunden ist, auszuwerten, wenn dessen Modulator auf die entsprechende Controller-Nummer eingestellt ist.
Diese Controller-Werte können z.B. auch über einen PC (ich selber hab eine Soundblaster-Karte drin, die über ein Spezialkabel am Gameport zwei MIDI-Anschlüsse zur Verfügung stellt) ausgegeben werden.
So hab ich einen Teil der Musik erzeugt, indem ich über das Steinberg CUBASIS Programm Noten von der Tastatur einlese, diese bearbeite und anschliessend über den Synthi abspiele, dabei gleichzeitig die Töne über die Synthi-Line-Ausgänge wieder auf dem PC aufnehme.
Damit habe ich den Vorteil, dass eine Melodie, einmal auf dem PC als MIDI-Daten aufgenommen, mit sämtlichen Sounds des Synhti abgespielt werden kann. So kann ich mir für einen Drum-Groove das passende Drumset des Alesis aussuchen.
Nu hab ich vorhin so selbstverständlich über Programme gesprochen - dabei ist das nur ein Teil der Alesis-Struktur. Die Tonerzeugung kennt also folgende Begriffe:
Ein Sound ist genau ein Sample-Player, d.h. ein Tongenerator, der eine Wellenform abspielt.
Wie vorhin bereits erwähnt, kann dies eine der internen Wellenformen (die zugehörigen "Zahlenkolonnen" sind im Alesis-ROM abgespeichert) sein. Ebenso kann ich eine der Wellenformen auf meiner Flash-RAM-Karte abspielen (die Flash-RAM-Karte lade ich mit einem PC-Programm von Alesis mit z.B. einer .WAV-Datei). Aber eben nur je eine Wellenform.
Diese Wellenform kann aber beliebig komplex sein, so könnte ich z.B. den Anfang von Beethovens Neunter als .WAV-Datei auf die Flash-RAM-Karte laden und würde beim Abspielen nur einen Sound belegen. Wir erinnern uns: der Alesis kann prinzipiell 64 Töne, also 64 Sounds gleichzeitig spielen.
Die internen Wellenformen umfassen die klassischen Synthesizer-Wellenformen (Sinus, Dreieck, Rechteck, Sägezahn) aber auch komplette Instrumente und andere Geräusche.
Ein Programm umfasst jeweils vier Sounds.
Bei jedem der vier Sounds können aber sämtliche vorhin besprochenen Parameter individuell verändert werden.
Ausserdem kann jeder der vier Sounds auf einen der vier Effektwege im Effektprozessor gelegt werden.
Auch der Einfluss der Controller kann immer pro Sound eingestellt werden.
Ein MIX umfasst wiederum jeweils sechzehn Programme.
Für jedes Programm im MIX können wiederum bestimmte Parameter eingestellt werden,
so z.B. die Range (legt den Tastenbereich fest, der das Programm ansteuert) oder der Level (legt Lautstärke und Effektanteil des
Programms im MIX fest).
Wird allerdings im MIX ein Parameter des Programms selbst geändert, so wirkt sich dies auf das Programm selbst und damit
auf alle anderen MIXes, die dieses Programm enthalten, aus.
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Im MIX-Mode können alle 64 Tongeneratoren aktiviert werden, im Program-Mode nur vier. Alle Tongeneratoren können einem der vier Effektbusse zugeordnet werden |
Kleine Rechenformel: 1 Mix = 16 Programme = 16 x 4 Sounds = 64 Tongeneratoren
Das folgende Programm in GWBASIC erzeugt MIDI-Files, die man auf die FlashCard des QS6 brennt und die dann die Bankumschaltung beim Roland JV2080 durchführen (Alesis Firmware Level 2.0). Dazu müssen die MIDI-Files im SoundBridge-Programm angeklickt und die Ausgabe auf den "External Port" geleitet werden.
The following GWBASIC program creates MIDI-Files to change the banks on the Roland JV2080 sound module from the QS (Alesis Firmware Level 2.0). You burn them on the flashcard with the "Output to external port" option (double-click MIDI-File in SoundBridge). Easily modifiyable for other sound modules and other functions.
You want to use the FREELOADER program ( http://www.alesis.com/downloads/software/) for your Roland JV-2080 (because it's a fine little program) and the program breaks down with an exception ?
The Roland JV-2080 sends more than 100kB to freeloader, so you have to edit the file \windows\system\freeload.ini and change the buffersize from 100000 to, say, 200000
