Eine Violine. (Foto: Lukas Gojda/Shutterstock)
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Noch vor dem Bau den Klang vorhersagen
Die Forscher simulieren dafür Tausende Grundformen an Violinen, um den Zusammenhang von Form, Material und Vibration, also den Klang, zu untersuchen. Als Ausgangslage diente eine historische Zeichnung des berühmten Geigenbaumeisters Antonio Giacomo Stradivari. Insgesamt legten die Forscher 20 Parameter für die simulierten Grundformen fest. Von verschiedenen Kreisradien für die gebogene Form bis hin zu Material und Dicke der oberen und unteren Platte. Um sicherzugehen, dass die vom System generierten Violinen auch als echte Instrumente genutzt werden könnten, legten die Wissenschaftler die Formen einer Reihe von Geigenbauern vor.
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Im Anschluss wurde ein neuronales Netz entwickelt, das die Eigenfrequenz der verschiedenen Violinen-Formen vorhersagen kann und damit Rückschlüsse auf den Klang ermöglicht. Dabei kam heraus, wie eng Form und Material miteinander verbunden sind, und dass künstliche Intelligenz eingesetzt werden kann, um die Form und die Materialstärke so anzupassen, dass Variationen im Material kompensiert werden können.
Für den Klang einer Violine ist auch die Materialstärke wichtig. (Grafik: Scientific Reports)
Eine Schlussfolgerung der Forscher: Der Nachbau historischer Violinen garantiert nicht den guten Klang des Originals, wenn er sich nur an der Geometrie orientiert. Denn nur wenn auch die Parameter des Materials identisch sind, besteht eine Hoffnung, dass das Instrument genauso vibriert (und damit klingt) wie das historische Instrument.
Am Ende ihres Aufsatzes prognostizieren die Wissenschaftler einen Wendepunkt im Geigenbau. Die Fähigkeit, vorherzusagen, wie ein Violindesign klingt, könne dabei helfen, das Potenzial neuer Designs und Materialien zu erkunden und die Kunst des Geigenbaus mit künstlicher Intelligenz sinnvoll zu erweitern. Eine Kombination aus Handwerk, Kunst und KI also.
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Manchmal staune ich über verwirrende Überschriften, die Allgemeinheit offerieren, während im Artikel sehr konkret Spezifisches dargeboten wird.
Der Artikel deutet die Universalität nur an, veranschaulicht allerdings im Bezug den „Erstmoment“.
Es ist richtig, dass man die Klangbilder der Simulation wohl nutzen kann. Gesetzt den Fall man tut dies, wird es schwierig, ein natürliches Spiel abzubilden. Glückliche Besitzer einer Bontempi-Orgel kennen das bereits aus Erfahrung. Der Unterschied zwischen dem Klang eines Saiteninstrumentes aus dem SampleSet und dem Natural ist selbst mit der Maximalverdichtung von Midi-Daten schlicht signifikant.
Die im Artikel thematisierte Basis materieller Eigenschaften und Dimensionierungen ist zwar grundrichtig, doch es wurde nicht weitergedacht. Bei einer Gitarre ist es schon heftig ein annehmliches Spiel zu arrangieren. Bei einer Violine wird fliessend gespielt und das macht es keineswegs einfacher.
Mit den begrenzten Möglichkeiten von Midi geht es grundsätzlich nicht. Etwas weiter kommt man hier und da noch mit VST-Plugins. Erst bei ModPlug bin ich in die grobe Nähe gelangt.
Ein wesentlicher Teil des Ganzen ist in diesem Zusammenhang den Raumbedingungen geschuldet, in dem ein Klangbild sich entfaltet. Um es technisch zu veranschaulichen, empfiehlt sich eine Messung…
Man nehme ein Eurorack und einen Rechenknecht mit einem Eurorack-Simulator. Obgleich bei Beiden identische Beschaltung und Parameter konfiguriert werden, gibt es ein eklatantes Defizit. Man hat in der Simulation einen Leitungswiderstand von 0 Ohm, weil der überhaupt nicht berücksichtigt wurde. Somit sind die digitalen Kabel, ganz gleich welcher Länge, Material und Querschnitt erst gar nicht berücksichtigt, was zu einer massiven Signallaufzeitverzerrung im Differential gegenüber dem natürlichen Kabelgeschehen führt.
Übertragen auf die Stradivari – liess sich in meinen Exkursen nur ein annähernd klingendes Spiel mit einem Aufwand abbilden, der einer orchestralen Dimension entspricht. 128 Stereo-Spuren dividiert mit 4 Saiten macht nach Adam Riese 32 Spuren je Saite. Dabei repräsentiert jede Spur eine Partitur. 128 Partituren für ein einziges Instrument!!! Als Samples dienten Aufnahmen der Grundtöne einer mit speziellen Gitarrensaiten bespannten Stradivari.
Die Kollegen von Welle:Erdball haben ein Album auf ähnlichem Niveau produziert. Das Beschriebene kann man dort ohral nachvollziehen. Alf hatte versucht, eine orchestrale Intonation so realitätsnah wie möglich erschaffen. Hut ab – vor dieser Produktion! Beim Hören kam mir ein Gedanke, der umso absurder erschien, jedoch von eigener Schönheit ist. Dafür braucht es die richtigen Zutaten, Räumlichkeit, Besetzung usw…
Es gelüstet mich, dies Album in der Elbphilharmonie erneut aufzunehmen. Räumlichkeit und Kapazitäten sind dort in ihrer Einzigartigkeit ideal dimensioniert. Bleibt nur die Frage, ob die Hamburger den Mut dazu haben, im Einklang mit Freaks jenseits der Zonengrenze Stimmungen und Klangwelten auf Weltniveau zu bringen.
Bisher habe ich nur privat in Hamburg gespielt – aus persönlichen Gründen, die respektiert wurden. Es gibt seitens der Hamburger ein nachvollziehbares, kulturhistorisches Interesse. Stimmt der Rahmen, bin ich dabei – Kategorie: „Dit looft!“ ;)