Karplus-Strong synthese

[loveyourjunos]

Bij deze schop ik dit draadje maar eens omhoog.
Ik ben samen met iemand anders bezig om een electrische gitaar in onze softsynth te hangen.
We zijn al een aardig eind op weg, en we hebben nu het standaard karplus-strong model erin zitten.
Maar nu willen we graag de klank hiervan veranderen zodat het beter op een echte electrische gitaar lijkt.

Ik heb alleen even geen idee in welke richting we dit moeten zoeken, en als ik deze thread zo lees is hier wel wat karplus-strong kennis aanwezig.
Dus wie zou ons wat tips kunnen geven.

voorbeeldje
Dit is een voorbeeldje van onze opzet in actie, met een relatief cleane string, en een akkoordje door een distortion heen gehaald.

De klank van een electrische gitaar zit voornamelijk in de pickups en de versterker volgens mij (allemaal buiten je snaarmodel dus!) . Het klinkt misschien beetje voor de hand liggend, maar haal het eens door een gitaarversterker.

 

[izard]

Hehehe, jouw versie klinkt inderdaad weer beter ja, leuk met die wahwah ook.

Maakt het eigenlijk nog uit of je het geluid van de snaren pakt, of dat je de daadwerkelijke pickups nabootst?
Normaal gesproken hoor je natuurlijk de bufferwaarde, maar als je het om zou zetten naar de pickups zou je de vector van de betreffende bufferwaarde moeten afspelen denk ik?
Ben benieuwd wat de karplus-strong specialisten daar over te melden hebben.

Ohja, en onze softsynth in actie in zijn natuurlijke habitat:





Op zich kan hij ook wel subtiele zachte klanken voortbrengen, maar dat is niet echt mijn stijl, hahahaha.
Bovenstaande producties zijn uitvoerbare bestanden die maximaal 64 kilobyte groot mogen zijn, de softsynth + te spelen muziek neemt daarvan ongeveer 20 kilobyte voor zijn rekening.

 

[organix]

*Yay* promotiefilmpjes voor Inque

 

[izard]

loveyourjunos: Dat heb ik uiteraard al geprobeerd, maar bedankt voor de tip.

Na een dagje spelen met de g2 is me in ieder geval wel weer meer duidelijk geworden, ik ga in ieder geval zorgen dat zowel de noise gefilterd wordt door een simpel instelbaar lp filter om de hardheid van de aanslag te bepalen, en het dempings filter maak ik ook instelbaar om het dempen met de hand na te bootsen.
Dat maakt het duidelijk een stuk natuurlijker.

Organix: shameless plug!

 

[roland kuit]

Goede softsynth, kan lekker over zn nek gaan!
Heb er een aktief element bijgeplaatst. FX pedalen naar de FX sectie verhuisd.

 

[sunny pedaal]

een goede tip voor een ni reaktor ensemble ?

 

[WaveGuide7]

Hoi Waveguide, het volgende zinnetje bleef nog een na-echo'en bij me
Mag ik ook stellen dat het filter (en karakteristiek ervan) hierbij bepalend zijn voor de snelheid, ipv de frequentie van de boventoon zelf??

Als ik de module goed heb begrepen, komt de snellere demping van de hogere frequenties (vd ruis input) omdat die logischerwijs als eerste worden afgekapt na x-keer door het lowpass filter te zijn geweest. (successive echo's?)

Klopt het, dat als ik in de plaats van een Low-pass een High-pass in het circuit zet, dat de stelling omkeert? Dus hoe lager dan de frequentie hoe korter de dempingstijd daarvan?

Zoja, is het dan niet logischer dat het filter hier bepalend is en niet de hoogte van de boventoon?? (die is niet van invloed op z'n eigen dempingstijd, het filter wel)

Hallo Sander,

Mag ik ook stellen dat het filter (en karakteristiek ervan) hierbij bepalend zijn voor de snelheid, ipv de frequentie van de boventoon zelf??

ik zou 't zo zeggen: it takes two to tango. Filteren = frequentie-afhankelijk versterken; door het filterproces wordt het spectrum van een toon vermenigvuldigd met de frequentiekarakteristiek van het filter. Dus zowel het filter als de frequentie van een boventoon bepalen samen hoe sterk die boventoon uit het filter tevoorschijn komt.

Als ik de module goed heb begrepen, komt de snellere demping van de hogere frequenties (vd ruis input) omdat die logischerwijs als eerste worden afgekapt na x-keer door het lowpass filter te zijn geweest. (successive echo's?)

De karakteristiek van het snaarplukfilter is "monotoon dalend" d.w.z. dat hoe hoger de frequentie van een boventoon, des te sterker die wordt afgezwakt. Hoge tonen moeten dus per filterdoorgang een veel hogere tol betalen dan lage en zijn dus al na een paar filterdoorgangen "door hun energie heen".

Klopt het, dat als ik in de plaats van een Low-pass een High-pass in het circuit zet, dat de stelling omkeert? Dus hoe lager dan de frequentie hoe korter de dempingstijd daarvan?

ja klopt! Als je er een hoogdoorlaatfilter in zet, dan zijn het de lage tonen die de hoogste tol moeten betalen en die 't snelst aan het eind van hun latijn zijn. Wat je in dat geval hoort (even aangenomen dat je een high pass filter hebt waarvan de frequentiekarakteristiek een exacte spiegeling is van het snaarpluk low pass), is een heel kort: "tsssp!!", want de enige toon die nu volkomen ongedempt kan voortklinken heeft een frequentie gelijk aan de Nyquistfrequentie en die behoort boven de gehoorgrens te liggen.

Zoja, is het dan niet logischer dat het filter hier bepalend is en niet de hoogte van de boventoon?? (die is niet van invloed op z'n eigen dempingstijd, het filter wel)

Zoals gezegd, het is altijd de combinatie van beiden, filterkarakteristiek en spectrum van inputsignaal, die bepalend is voor wat je uiteindelijk hoort.

 

[WaveGuide7]

Zoals in eerdere post al opgemerkt: Karplus en Strong heeft op zich niks met een snaarmodel te maken; de heren waren zelf verbaasd dat hun rekentruukje zo verbluffend veel leek op het geluid van een getokkelde snaar. Dat heeft een boel mensen aan het denken gezet (jaren 70) en pas veel later onstond het inzicht dat een echte snaar zo klinkt omdat hoge boventonen sneller uitdempen dan lage en waarom het snaarpluk-algo dat zo elegant realiseert. Bewezen kan worden dat de frequentie-afhankelijke demping van snaarpluk een goede eerste-orde benadering is van echte, akoestische snaardemping. Maar eigenlijk moet het filter in het snaarplukcircuit van hogere orde zijn.

Verder is en blijft snaarpluk natuurlijk een-dimensionaal: de enige variabele in 't spel is de tijd. Voor een echte snaar heb je ook de ruimtelijke dimensie nodig, zodat je kunt aangeven waar je de snaar aantokkelt en, in geval van een electrische gitaar, waar het pick-up element zit.
Daarom heb je een (digitale) waveguide nodig om de tijd- en ruimte-afhankelijke golfvorm van de snaar mee op te wekken; de golfvorm daarvan hangt af van het tokkelpunt en produceert een pure tijdgolf die mede afhangt van het pick-up-punt. In dat waveguide-circuit kun je dan wel weer dat low pass filter van Karplus-Strong opnemen.

Strict genomen kun je die waveguide tijdgolfvorm ook eenmalig uitrekenen en dan, in de plaats van ruis, in de buffer van het snaarpluk-circuit zetten. Dat geeft een resultaat dat volledig identiek is met een waveguide. Anders gezegd: je hebt de waveguide slechts nodig voor het opwekken van de eerste periode van de snaargolfvorm.

Maar daarmee ben je er nog niet. De snaar van een (electrische) gitaar is natuurlijk geen ideale, oneindig soepele snaar; door de stugheid ervan treedt dispersie op, d.w.z. dat ook de golfsnelheid in de snaar frequentie-afhankelijk is: hogere boventonen zwiepen ietsje sneller over de snaar heen en weer dan lage. Daarom zijn de frequenties van de boventonen niet meer helemaal harmonisch. Dat verklaart de wat metalige klank. Wil je die goed nabootsen dan moet je, naast het al genoemde snaarpluk-dempingsfilter ook een dispersiefilter opnemen in het circuit. Dat is een all pass filter met een heel uitgekookt fasegedrag zodanig dat je de gewenste mate van dispersie krijgt. Zonder dispersiefilter klinkt een snaarsimulatie nooit natuurlijk.

Maar ook met de invoeging van dat dispersiefilter ben je er nog niet. Echte snaren bewegen nooit precies in alleen maar het horizontale of alleen maar het verticale vlak. Naast die twee transversale polarisaties bestaat er ook nog een longitudinale. Daarom heb je drie waveguides nodig om het trillingsgedrag van één snaar te simuleren, en die drie waveguides wisselen voortdurend onderling energie uit via een complex koppelingsmechanisme.

Dus er is nogal een weg te gaan van Karplus naar een meer realistische simulatie van een electrische gitaar. Trouwens, een akoestische is nog complexer vanwege de frequentie-afhankelijke energie-uitwisseling met de brug.

 

[stevaux]

KS en PhM zijn leuke methodes, maar naar mate je het beter doet, krijg je ''echte'' snaar of blaasklanken, en dat is eigenlijk heel erg suf en saai om met een computer of synth na te maken, vind ik. : )

maar als je een tof model hebt, en met de impulse gaat freaken, dan kan je wel toffe geluiden maken.

 

[WaveGuide7]

KS en PhM zijn leuke methodes, maar naar mate je het beter doet, krijg je ''echte'' snaar of blaasklanken, en dat is eigenlijk heel erg suf en saai om met een computer of synth na te maken, vind ik. : )

Vind je dat (ik bedoel: spreek je uit ervaring) of lijkt je dat?

 

[roland kuit]

Het leuke is ook een eigen model te bouwen. Wel handig om dan eerst te weten hoe dat moet met de 'suffe' modellen.
Overigens is het ook leuk combi's te maken tussen verschillende modellen.

 

[Sander02]

@WG, bedankt voor de uitgebreide toelichting, erg fijn als iemand er zoveel over kan vertellen!

En als je al je genoemde punten hebt opgenomen in je model, komt het daarna ook aan op de speelbaarheid ervan.. release geluid, schuiven naar een andere noot, pluk je de snaar of niet, ook weer een vak apart Moet dan weer denken aan 't programma Synful Orchestra die je gespeelde noten op het klavier 'rendert' om zo de beperking van het klavier te omzeilen (de Searching and Splicing techniek). Het schuifgeluid over de brug van de een-naar-andere noot op de gitaar lijkt me niet te doen op een klavier. Een software laag ertussen zoals bij Synful zou je partij mss 10x overtuigender maken.

KS en PhM zijn leuke methodes, maar naar mate je het beter doet, krijg je ''echte'' snaar of blaasklanken, en dat is eigenlijk heel erg suf en saai om met een computer of synth na te maken, vind ik. : )

Begrijp wat je bedoeld, maar de kick als het lukt (en klopt) lijkt mij veel voldoening geven, of het resultaat nu suf is of niet. Ben zelf niet altijd resultaat gericht, vind de techniek erachter net zo interessant.

 

[Wout Blommers]

Misschien is 'suf' niet het juiste woord, dus 'onlogisch' lijkt me beter...
Wanneer ik een gitaargeluid wil gebruiken, dan lijkt het me logisch een gitaar te bespelen.
De synthesizer wordt mijns inziens, wanneer gebruikt voor een imitator, een 'poor-mans orchestra'. Het apparaat is volgens mij ontworpen om die geluiden te maken die andere instrumenten niet kunnen maken. In ieder geval, veel bruikbare geluiden blijven onderontwikkeld door het imitatiegedrag bij het maken van geluiden.

Het kan zijn dat het ook de reden is geweest waarom Clavia de implementatie van K-S niet heeft doorgezet in de NordLead.

Wout

 

[izard]

Hmm, ik denk eerder dat de KS implementatie in de g2 zit om gewoon een nog uitgebreider scala aan mogelijke klankbronnen te hebben, en natuurlijk de mogelijkheid om alles wat je maar kan verzinnen erdoorheen te halen.

Dat zou bij een Nordlead toch een stuk minder zijn.

Leuk om alle verschillende insteken te zien in het K-S verhaal van alle leden.

Het maakt in ons geval niet zo heel veel uit hoe accuraat het model in onze synth komt te zitten, zolang het maar lekker klinkt, niet al teveel cpu cycles pakt en toch niet al teveel bytes aan coderuimte opslurpt.
Is natuurlijk niet helemaal de insteek van de andere leden, maar daar komt het voor ons wel op neer.

 

[Wout Blommers]

... Dat zou bij een Nordlead toch een stuk minder zijn.

Maar daar zit'ie dus wel in

Leuk om alle verschillende insteken te zien in het K-S verhaal van alle leden. ...

Nou, alle leden? Het forum is wel wat groter. Ik vermoed dat het overgrote deel niet geïnteresseerd is in het K-S verhaal. Zoals Sander02 al aangaf: het is een beetje een denkspelletje, een uitdaging, ongeacht het resultaat. Maar zeker met vele mogelijkheden.

Wout

 

[roland kuit]

Het lijkt mij dat Izard het over de G2 String osc heeft.

 

[Wout Blommers]

Het lijkt mij dat Izard het over de G2 String osc heeft.

Dat lijkt niet zo, dat is zo
Izard stelt dat het voor de NordLead veel minder bruikbaar is, maar zoals de TSer ooit schreef was de aanleiding van deze thread de K-S implementatie in de NordLead1 en 2, waarmee oorspronkelijk nooit mee geadverteerd is, maar recent (nou, een jaartje geleden) is opgedoken, lees http://nm-archives.electro-music.com/020_NordLead2/Red_Lady/Index_bestanden/Red_Lady/Pelle'sMode.htm

Wout

 

[roland kuit]

Dat b lijkt een leuk artikel
[In ieder geval, veel bruikbare geluiden blijven onderontwikkeld door het imitatiegedrag bij het maken van geluiden.]
Je bedoelt synthese modellen?
Qua imitatie gedrag heb je wel gelijk. Velen gebruiken de synth om akoestische intrumenten na te bootsen.
Maar ook om b.v. als Jan Hammer, Tiësto te klinken. Niks mis mee, alles is een leerproces.

 

[Wout Blommers]

… [In ieder geval, veel bruikbare geluiden blijven onderontwikkeld door het imitatiegedrag bij het maken van geluiden.]

Dit is een citaat uit mijn post?

Je bedoelt synthese modellen?

Nee, ik bedoel geluiden. Synthese modellen zijn manieren om een geluid te maken. Zelfs daar zijn weer imitaties voor, zoals in de NordLead een model of maniertje hoe je door middel van subtractieve synthese additive synthese kan maken, Clavia’s zogenaamde Pseudo Additive synthese.

… Maar ook om b.v. als Jan Hammer, Tiësto te klinken. Niks mis mee, alles is een leerproces.

Waarom wil iemand klinken gelijk Tiësto? Er zullen een paar fanaten bestaan die het als een leerproces beschouwen, maar over het algemeen is waarschijnlijk de doelstelling een andere: succes. (Net een interview gelezen met de moordnaar van John Lennon, die nog steeds gelooft dat door zijn daad de eigenschappen en kwaliteiten van Lennon op hem zijn overgegaan. Gevaarlijke gedachte voor Tiësto…)
Maar gewoon eerlijk bekeken: is de synthese methode of model echt zo belangrijk? Gaat het niet gewoon over het resultaat? Zijn er echt sounddesigners die kunnen horen met welke synthese vorm iets gemaakt is, FM een beetje buiten beschouwing gelaten?

Naast de rechten van K-S (vooral de erven Strong zouden erg lastig zijn) en de filosofie van één knop = één functie, heeft de uitleg van K-S ook z’n probleempjes. En Clavia stond er in die tijd bekend om niet te veel ondersteuning te willen geven. Denk maar aan het Apple verhaal. Dat zijn de redenen geweest waarom K-S verstopt in de Lead is gebleven. Maar ook het instrument niet te ingewikkeld willen presenteren: beetje FM en een RingModulator, kan net nog

Wout

 

[roland kuit]

Leg het me nog eens uit Wout, een bruikbare klank is toch af qua ontwikkeling?
Motivatie is een prima studie aanzet, lijkt mij.
Verder hoop ik dat je 'over' en niet 'met' de moordenaar gelezen hebt.
Foei, FM en RM, stout!
Het leuke blijft dat er allerlei combi's mogelijk zijn tussen vormen van synthese.