Klangsynthese ist die elektronische Erzeugung von Klängen, beginnend mit grundlegenden Elementen wie Sinustönen und einfachen Wellenformen.
Synthesizer können eine Vielzahl von Sounds emulieren oder synthetisieren – etwa den Klang eines anderen Instruments, einer Stimme, eines Helikopters, eines Autos oder eines Hundegebells. Der Synthesizer kann natürlich auch viele unnatürliche Klänge erzeugen. Die Fähigkeit, Klänge zu erzeugen, die mit keinem anderen Instrument erzeugt werden können, macht den Synthesizer zu einem einzigartigen Musikwerkzeug.
Die einfachste Form eines Synthesizers wäre die eines einfachen Sinustongenerators mit einfacher Frequenzregelung. Damit könnte man nur einen Sinuston erzeugen.
Die Kombination einer Vielzahl von Sinusgeneratoren kann bereits eine Menge interessanter und nützlicher Klänge hervorbringen.
In einem Synthesizer heißt die primäre schwingungserzeugende Komponente Oszillator. Die meisten Synthesizer-Oszillatoren erzeugen obertonreiche Wellenformen wie Sägezahn (Sawtooth), Dreieck (Triangle), Rechteck (Square) und die Impulswelle (Pulse Wave). Diese Wellenformen sind nach der Ähnlichkeit ihrer Wellenform mit den Zacken einer Säge, mit Dreiecken, Rechtecken und so weiter benannt. Näheres über die gängigsten Synthesizer-Wellenformen finden Sie unter Oszillatoren.
Die Klangformung erfolgt durch das Routing eines Signals durch signalverarbeitende sogenannte Module. Die Module haben unterschiedliche Funktionen.
In einem modularen Synthesizer können die Module beliebig miteinander verschaltet werden. In den meisten modernen Synthesizern ist der Weg des Signals weitgehend vorgegeben und kann nur mit Reglern und Schaltern variiert werden.
Eine Beschreibung zu den verschiedenen Komponenten eines Synthesizers und deren Zusammenspiel bei der Klangsteuerung und -formung finden Sie unter Funktionsprinzip von subtraktiven Synthesizern.
Synthesizer gibt es schon sehr lange – länger als man vielleicht annehmen würde. Vor dem Einzug der digitalen Technologie in Audio waren alle Synthesizer analog. Und vor der Elektrifizierung der Musik funktionierten alle Synhesizer mechanisch-akustisch. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, dann lesen Sie Die Geschichte des Synthesizers.
Ein analoger Synthesizer kombiniert spannungsgesteuerte Schaltkreise wie Oszillatoren, Filter und Verstärker, um Klänge zu erzeugen und zu formen. Die Steuerspannung steuert typischerweise direkt die Frequenz der Oszillatoren (die wir als Tonhöhe wahrnehmen): je höher die Spannung, desto höher die Frequenz, desto höher die Tonhöhe (Pitch).
In einem digitalen Synthesizer fließen hingegen digitale Audiosignale. Dies sind Signale, die ein analoges Audiosignal binär (mit Nullen und Einsen) beschreiben und von einem Algorithmus in den anderen gespeist werden.
Manche Synthesizer besitzen digitale Oszillatoren, die Signale erzeugen, die wiederum analoge Filter und Regel-Verstärker passieren. Der wesentliche Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass digitale Oszillatoren in der Frequenz ("Pitch") nicht driften – eine hartnäckige Schwäche älterer analoger Synthesizer.
Unter einem virtuell-analogen Synthesizer versteht man einen digitalen Synthesizer, dessen Architektur die Eigenschaften eines analogen Synthesizers nachahmt. Das Verhalten und die Funktionen der Oszillatoren, Filter und der anderen Module, die Sie in einem analogen Synthesizer als Hardware vorfinden, wird digital durch Computer-Algorithmen emuliert.
Der ES1 ist ein gutes Beispiel für einen solchen virtuell-analogen Synthesizer. Der Signalfluss erfolgt hier tatsächlich so wie in einem analogen Synthesizer. Allerdings wird die Signalverarbeitung der virtuellen Oszillatoren und Filter und der anderen Module von der CPU des Computers übernommen.
Der ES1 bildet dabei auch die charakteristischen Eigenarten und Schwächen analoger Schaltungen nach, die ihre eigenen klanglichen Reize haben. Dazu zählt etwa die Möglichkeit, das Filter mit dem Output-Signal des Oszillators zu übersteuern. Als digitale Simulation eines analogen Synthesizers versteht es der ES1, unangenehme Eigenschaften analoger Instrumente zu vermeiden, etwa deren Neigung, sich ständig zu verstimmen.
Virtuell-analoge Synthesizer haben Ihren analogen Gegenstücken außerdem noch mehr voraus: Sie sind komplett programmierbar (Sound-Settings können gespeichert werden), sie können komplett automatisiert werden (Fader- und Reglerbewegungen können aufgezeichnet und wiedergegeben werden), und sie sind oft multi-timbral (es können gleichzeitig mehrere Sounds gespielt werden, auf unterschiedlichen Instrumentkanälen). Aspekte wie die Polyphonie (die Fähigkeit, mehrere Noten simultan zu erzeugen) und Anschlagsdynamik finden sich in fast allen virtuell-analogen Synthesizern, aber nur in sehr wenigen analogen Instrumenten.