DE19952717B4 - Electronic musical instrument and method for producing tones with an electronic musical instrument - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Erzeugen von Tönen mit einem elektronischen Musikinstrument, das eine Spielklaviatur und eine Intonationseinrichtung aufweist, wobei die Intonationseinrichtung nach Vorgabe einer vom Spieler wählbaren Intonationsskala, die für die einzelnen Töne der Intonationsskala jeweils ein fest vorgegebenes Frequenzverhältnis in Bezug auf einen Basiston enthält, und nach Vorgabe des vom Spieler gewählten Basistons, der einer Taste der Spielklaviatur zugeordnet ist, Frequenzdaten für die einzelnen Tasten der Spielklaviatur erstellt, und wobei wahlweise der Taste für den Basiston oder einer anderen Taste für einen von dem Basiston abweichenden Ton der Spielklaviatur eine vorgegebene absolute Frequenz zugeordnet wird, die mit der absoluten Frequenz eines Tons der gleichtemperierten Intonationsskala übereinstimmt, wobei wahlweise der Kammerton A auf 440 Hz oder eine von 440 Hz abweichende Frequenz eingestellt wird.Method for generating tones with an electronic musical instrument, which has a keyboard and an intonation device, the intonation device according to the specification of an intonation scale which can be selected by the player and which contains a predetermined frequency ratio in relation to a base tone for the individual tones of the intonation scale, and after Specification of the base tone chosen by the player, which is assigned to a key of the game keyboard, creates frequency data for the individual keys of the game keyboard, and optionally a predetermined absolute frequency is assigned to the key for the base tone or another key for a tone of the game keyboard that differs from the base tone which corresponds to the absolute frequency of a tone of the same-tempered intonation scale, with either the chamber tone A being set to 440 Hz or a frequency deviating from 440 Hz.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Tönen mit einem elektronischen Musikinstrument sowie ein elektronisches Musikinstrument.The invention relates to a method for generating tones with an electronic musical instrument as well as an electronic one Musical instrument.
Seit alters her ist in der Musik das Problem bekannt, daß zwar einerseits Intervalle besonders gut klingen, wenn die Frequenzen der zugehörigen Töne in einem rationalen Verhältnis zueinander stehen, daß sich aber andererseits mit Hilfe derartiger Intervalle lediglich Tonleitern (Skalen) konstruieren lassen, die auf einem Tasteninstrument mit einer naturgemäß begrenzten Anzahl von Tasten nicht ohne weiteres in transponierter Form gespielt werden können. So hat jede Skala einen Basiston, zum Beispiel C-Dur ein C. Eine dazu transponierte Skala hat einen anderen Basiston, zum Beispiel G-Dur ein G. Auf einem Tasteninstrument, dessen Töne entsprechend einer Partialtonreihe so gestimmt sind, daß die Intervalle in zum Beispiel C-Dur in rationalen Frequenzverhältnissen stehen (daß also für die einzelnen Töne der Skala jeweils ein fest vorgegebenes, rationales Frequenzverhältnis in bezug auf den Basiston C vorliegt), hat eine auf einem anderen Basiston aufbauende Skala, zum Beispiel G-Dur, einen anderen Klangcharakter, da die Verhältnisse der Frequenzen des 2., 3., usw. Tons der Skala zu der Frequenz des Basistons etwas anders sind als zuvor. Diese Unterschiede sind zwar nicht sehr groß, aber gut hörbar.Music has been around for ages the problem known that On the one hand, intervals sound particularly good when the frequencies the associated Tones in a rational relationship stand together, but that on the other hand, with the help of such intervals only scales (Scales) constructed using a keyboard instrument a naturally limited one Number of keys not easily played in transposed form can be. Each scale has a base note, for example C major a C. A scale transposed to it has another base note, for example G major and G. On one Keyboard instrument whose tones are tuned according to a series of partial tones so that the intervals in, for example, C major in rational frequency relationships (that is, for the individual Tones of Scale a fixed, rational frequency ratio in each case with respect to the base tone C) has one on a different base tone constructive scale, for example G major, a different sound character, there the conditions the frequencies of the 2nd, 3rd, etc. tone of the scale to the frequency of the Basistons are slightly different than before. These differences are true not very large, but audible.
Gegen Ende der Barockzeit wurde dieses Problem durch die Einführung der gleichtemperierten Intonationsskala gelöst, Darin stehen zwei benachbarte Töne (Halbtöne) auf einem Tasteninstrument in einem festen Frequenzverhältnis, nämlich 21/12. Dadurch hängen die Frequenzverhältnisse der Intervalle in einer Skala nicht mehr von der Wahl des Basistons ab. Tonleitern lassen sich daher beliebig transponieren und behalten dabei ihren Klangcharakter. Die gleichtemperierte Skala hat sich kurz nach ihrer Einführung durchgesetzt und beherrscht seit dieser Zeit das Musikleben.Towards the end of the Baroque period, this problem was solved by introducing the equal-tempered intonation scale, in which two adjacent tones (semitones) are on a keyboard instrument in a fixed frequency ratio, namely 2 1/12 . As a result, the frequency ratios of the intervals in a scale no longer depend on the choice of the base tone. Scales can therefore be transposed as desired and retain their sound character. The equal-tempered scale became established shortly after its introduction and has dominated musical life since then.
Ein Nachteil der gleichtemperierten Skala ist jedoch, daß zwar einige Intervalle, wie zum Beispiel die reine Quinte, ziemlich rein klingen, dagegen andere Intervalle, wie zum Beispiel die große Terz, problematisch sind. Daher wurde weiter versucht, Möglichkeiten für eine verbesserte Intonation von Musikinstrumenten aufzufinden.A disadvantage of the same temperature However, scale is that some intervals, such as the pure fifth, fairly pure sound, but other intervals, such as the major third, are problematic. Therefore, opportunities were further tried for one Find improved intonation of musical instruments.
In der WO 95/22140 A1 ist ein als "Just"-Intonation bezeichnetes Verfahren beschrieben, bei dem über einem fixierten Stimmton (in der Regel dem Kammerton A) gemäß einer vorab definierten Skala sogenannte "Just"-Intervalle aufgebaut werden. Dies sind beliebige rationale Frequenzverhältnisse. Die fest eingestellte Frequenz des Stimmtons wird zur Wiedergabe der einzelnen Tonhöhen entweder mit diesen in der Skala tabellierten rationalen Frequenzverhältnissen oder bei Bedarf mit den Produkten zweier dieser rationalen Frequenzverhältnisse multipliziert.WO 95/22140 A1 describes what is referred to as "just" intonation Process described in which over a fixed pitch (usually the pitch A) according to a predefined scale so-called "just" intervals being constructed. These are arbitrary rational frequency relationships. The fixed frequency of the voice tone becomes playback of the individual pitches either with these rational frequency ratios tabulated in the scale or if necessary with the products of two of these rational frequency relationships multiplied.
Keine dieser Multiplikationen, welche zwingend wiederum stets Frequenzen in rationalen Verhältnissen zum Ergebnis haben, kann je zu einem Ton der gleichtemperierten Intonationsskala führen, wenn man von der Ausnahme des in der Frequenz fixierten Stimmtones absieht. Denn Intervalle der gleichtemperierten Intonationsskala (12-tönig temperierte Intervalle) beruhen auf irrationalen Frequenzverhältnissen der Form 2n/12. Dieser Umstand macht ein Instrument gemäß der WO 95/22140 A1 für ein Zusammenspiel in frei wählbarer Tonart mit nach der gleichtemperierten Intonationsskala gestimmten Instrumenten untauglich.None of these multiplications, which in turn always result in frequencies in rational proportions, can never lead to a tone of the same-tempered intonation scale, if one disregards the exception of the voice tone fixed in the frequency. Because intervals of the equal tempered intonation scale (12-tone tempered intervals) are based on irrational frequency relationships of the form 2 n / 12 . This fact makes an instrument according to WO 95/22140 A1 unsuitable for interaction in a freely selectable key with instruments tuned according to the intonation scale at the same temperature.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, um den Klangcharakter von Tasteninstrumenten zu verbessern und zu erweitern, ohne dabei eine Beziehung zu vertrauten Formen aufzugeben, wobei es möglich sein soll, eine Kompatibilität jedes einzelnen erklingenden Tones mit der gleichtemperierten Intonationsskala herzustellen.It is an object of the invention possibility to improve the tonal character of keyboard instruments and expand without losing a relationship with familiar forms give up, being possible is supposed to be a compatibility every single sound with the same tempered intonation scale manufacture.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Erzeugen von Tönen mit einem elektronischen Musikinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein elektronisches Musikinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This task is solved by a method of generating tones with an electronic musical instrument with the features of the claim 1 as well as an electronic musical instrument with the features of claim 13. Advantageous refinements of the invention result itself from the dependent claims.
Das elektronische Musikinstrument hat eine Spielklaviatur und eine Intonationseinrichtung. Mit Hilfe der Intonationseinrichtung werden Frequenzdaten für die einzelnen Tasten der Spielklaviatur erstellt. Ausgangspunkt ist eine Intonationsskala mit fest vorgegebenen Frequenzverhältnissen für die einzelnen Töne der Intonationsskala in bezug auf einen Basiston. Die Intonationsskala ist vom Spieler auswählbar; es werden also mindestens zwei verschiedene Intonationsskalen bereitgestellt, von denen eine vorzugsweise die klassische gleichtemperierte Intonationsskala ist, bei der die Frequenzverhältnisse der den Tasten der Spielklaviatur zugeordneten Töne in bezug auf den Basiston im Bereich einer Oktave 21/12, 22/12, 23/12, 24/12, 25/12, 26/12, 27/12, 28/12, 29/12, 210/12, 211/12 und 212/12 = 2 sind. Ferner ist der Basiston vom Spieler auswählbar. Bei der gleichtemperierten Intonationsskala hat die Auswahl des Basistons keinen Einfluß auf die absoluten Frequenzen der Töne, die den Tasten der Spielklaviatur zugeordnet sind, wohl dagegen bei einer Intonationsskala, die rationale Frequenzverhältnisse enthält. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstrument besteht also die Möglichkeit, Intonationsskalen mit festen, rationalen Frequenzverhältnissen vorzugeben und über die Wahl des Basistons die absoluten Frequenzen für die Töne so anzupassen, daß sich die Skalen problemlos transponieren lassen.The electronic musical instrument has a keyboard and an intonation device. With the help of the intonation device, frequency data are created for the individual keys of the keyboard. The starting point is an intonation scale with fixed frequency ratios for the individual tones of the intonation scale in relation to a base tone. The intonation scale is selectable by the player; Thus, at least two different intonation scales are provided, one of which is preferably the classic equal tempered intonation scale, in which the frequency ratios of the tones assigned to the keys of the playing keyboard in relation to the base tone in the range of an octave are 2 1/12 , 2 2/12 , 2 3/12 , 2 4/12 , 2 5/12 , 2 6/12 , 2 7/12 , 2 8/12 , 2 9/12 , 2 10/12 , 2 11/12 and 2 12/12 = 2 are. The base note can also be selected by the player. In the case of the intonation scale with the same temperature, the selection of the base note has no influence on the absolute frequencies of the notes assigned to the keys of the keyboard, but on the intonation scale which contains rational frequency relationships. In the method and the electronic musical instrument according to the invention, there is the possibility of specifying intonation scales with fixed, rational frequency ratios and of adjusting the base tone to adjust the absolute frequencies for the tones such that the scales can be transposed without problems.
Dem Basiston oder einer von dem Basiston abweichenden Taste der Spielklaviatur wird eine vorgegebene absolute Frequenz zugeordnet. Diese vorgegebene absolute Frequenz stimmt mit der absoluten Frequenz eines Tons der gleichtemperierten Intonationsskala überein. Dabei kann der Kammerton gemäß der üblichen Konvention auf eine Frequenz von 440 Hz gestimmt sein, aber auch abweichende Einstellungen, die eine feste Verschiebung der gesamten Frequenzskala nach oben oder unten bewirken, sind denkbar. Ein Spieler auf dem erfindungsgemäßen elektronischen Musikinstrument hat also vielfältige Möglichkeiten, den Klangcharakter zu beeinflussen. Insbesondere ist es denkbar, während des Spiels eine andere Intonationsskala oder einen anderen Basiston auszuwählen oder eine andere absolute Frequenz für eine Taste vorzugeben. Dabei ist die bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehene Intonationsklaviatur eine Hilfe.The base tone or one of the base tone deviating key of the game keyboard becomes a predetermined absolute Frequency assigned. This predetermined absolute frequency is correct with the absolute frequency of a tone of the equal tempered intonation scale. The chamber tone can be according to the usual Convention to be tuned to a frequency of 440 Hz, but also deviating settings that a fixed shift of the entire Increase or decrease the frequency scale are conceivable. A player on the electronic according to the invention So musical instrument has many Possibilities, to influence the sound character. In particular, it is conceivable while a different intonation scale or a different base note select or specify another absolute frequency for a key. It is that in a preferred embodiment provided intonation keyboard a help.
Wenn eine der Intonationsskalen die gleichtemperierte Intonationsskala ist, besteht während des Spiels nie die Gefahr, sich in ungewohnten Klangeffekten zu verlieren, da der Spieler problemlos zu dem vertrauten Klangempfinden zurückkehren kann. von der gleichtemperierten Intonationsskala abweichende bevorzugte Intonationsskalen sind die mit "Zipped", "Altered" und "Aliquot" bezeichneten Intonationsskalen, die alle rationale Frequenzverhältnisse für die einzelnen Töne in bezug auf den Basiston enthalten. Die Töne einer dieser Intonationsskalen können also als bestimmte Obertöne eines Grundtons aufgefaßt werden, der in der Regel weit unterhalb des Basistons liegt.If one of the intonation scales the equal temperament intonation scale exists during the game never the risk of getting lost in unusual sound effects, because the player can easily return to the familiar sound experience can. preferred from the tempered intonation scale preferred Intonation scales are the intonation scales labeled "Zipped", "Altered" and "Aliquot", the all rational frequency relationships for the individual tones included with respect to the base tone. The tones of one of these intonation scales can so as certain overtones of a fundamental tone which is usually far below the base tone.
Zusätzliche Klangeffekte lassen sich mit Hilfe von "Morphing" erzielen, wobei die Frequenzen der Töne kontinuierlich zwischen zwei Intonationsskalen verschoben werden.Leave additional sound effects achieve with the help of "morphing", whereby the frequencies of the tones continuously be shifted between two intonation scales.
Im Folgenden werden die einzelnen Aspekte der Erfindung ausführlich erläutert, unter anderem mit Hilfe von Figuren, so daß sich die Erfindung dem Fachmann erschließt.Below are the individual Aspects of the invention in detail explains among other things with the help of figures, so that the invention to the expert opens.
Liste der Figurenlist of characters
Anwendungsgebieteapplication areas
Die Erfindung kombiniert ein neuartiges Intonationsverfahren mit einer erweiterten Spielklaviatur zu einem Tasteninstrument, welches beim Vortrag musikalischer Werke neben dem gewohnten Klang 12-tönig gleichtemperierter Intervalle auch das Erklingen anderer, vorzugsweise der Partialtonreihe entnommener Intervalle ermöglicht. Durch Schichtung von zwei oder mehr in der Partialtonreihe übereinander liegenden Intervallen lassen sich Harmonien konstruieren, deren Klang (abhängig von der Wahl der beteiligten Intervalle) die gesamte Bandbreite von hochgradig konsonant bis zu mild oder scharf dissonant klingend abdeckt.The invention combines a novel Intonation procedure with an expanded keyboard for one Keyboard instrument, which is used when performing musical works the usual sound of 12-tone tempered Intervals also sound other, preferably the partial tone series taken intervals enabled. By layering two or more in the partial tone row on top of each other lying intervals, harmonies can be constructed Sound (dependent the entire bandwidth from the choice of the intervals involved from highly consonant to mild or sharp dissonant sounding covers.
Konventionellen Tasteninstrumenten ist die Wiedergabe beliebiger Musik unter Anwendung von Intervallen der Partialtonreihe derzeit versagt, da (ähnlich wie bei der Transposition musikalischer Werke) im Falle von Modulationen durch mehrere Tonarten Fälle auftreten, in welchen ein Ton abhängig vom harmonischen Kontext unterschiedlich intoniert werden muß, wenn die ursprünglich gewählten Intervalle der Partialtonreihe erhalten bleiben sollen. Einzelne Töne verschiedener komplexer Harmonien lassen von Fall zu Fall zudem Möglichkeiten zu alternativer Intonation wünschenswert erscheinen.Conventional keyboard instruments is the playback of any music using intervals the partial tone series currently fails because (similar to the transposition musical works) in the case of modulation by multiple keys Cases occur in which a tone depends must be intoned differently from the harmonic context if the original selected Intervals of the partial tone series should be preserved. Separate Tones of different Complex harmonies also leave possibilities open from case to case for alternative intonation desirable appear.
Die ergänzende Einführung neuer, nach musikalischen Erwägungen entwickelter Intonationsskalen und ein angepaßtes Bedienkonzept gewährleisten unter allen Umständen größtmögliche Kompatibilität der Intonation mit der gewohnten 12-tönigen, gleichschwebenden Temperatur (auch: gleichtemperierte Skala, engl.: twelve tone equal temperament, abgekürzt 12TET): Jeder beliebig ausgewählte, einzelne Ton kann 12TET intoniert erklingen.The complementary introduction of new, by musical considerations ensure developed intonation scales and an adapted operating concept under all circumstances greatest possible compatibility of intonation with the usual 12-tone, floating temperature (also: equal tempered scale, English: twelve tone equal temperament, abbreviated 12TET): Any selected, single tone can sound 12TET intoned.
Dies gestattet den Einsatz der Erfindung als Band- oder Orchesterinstrument, denn dort steht das Zusammenspiel mit 12-tönig gleichtemperiert intonierenden Instrumenten im Vordergrund. Besonders die deutlich wahrnehmbaren Randtöne klingender Harmonien können mittels eines Konvergenzabgleichs mit der 12-tönigen gleichtemperierten Intonationsskala perfekt in das Gesamtklangbild integriert werden.This allows the invention to be used as a band or orchestral instrument, because that's where the interaction is with 12 notes equal tempering instruments in the foreground. Especially the clearly perceptible edge tones sounding harmonies by means of a convergence comparison with the 12-note equal tempered intonation scale perfectly in the overall sound to get integrated.
Die Gruppe möglicher Anwender umfaßt neben der Musikindustrie mit ihren Live- und Studioanwendungen im Bereich der Rock- und Popularmusik auch die moderne Jazz-Szene. Für die zeitgenössische Kunstmusik sind ebenfalls interessante musikalische Anwendungen vorstellbar. Zur Reproduktion klassischer Werke gibt es bezüglich der Intonation und der Spielweise kein historisches Vorbild.The group of possible users also includes the music industry with their live and studio applications in the field rock and popular music also the modern jazz scene. For contemporary art music interesting musical applications are also conceivable. For the reproduction of classic works there are intonation and Not a historical role model.
Jede statische Stimmung (d.h. eine Stimmung, die jeder Taste der Klaviatur einen Ton fester Frequenz zuweist) kann nur in einer Tonart und nur bei einigen ausgewählten Harmonien stark konsonant und schwebungsfrei erklingen. Der Versuch, auf einem statisch in Intervallen der Partialtonreihe gestimmten Instrument ein musikalisches Werk in einer alternativen (gar im Quintenzirkel weit entfernten) Tonart wiederzugeben, führt zu einem rauhen, von der Mehrzahl der Zuhörer als verstimmt empfundenen Klangeindruck.Any static mood (i.e. one Tuning that assigns a key of a fixed frequency to each key of the keyboard) can only be in one key and only with some selected harmonies sound very consonant and free of beats. Trying on a static musical instrument tuned at intervals of the partial tone series Work in an alternative (even distant circles of fifths) Playing the key leads to a rough one, felt by the majority of the audience as out of sorts Sound impression.
Es bleibt der Ausweg, jede Tonhöhe zur Spielzeit dem augenblicklichen harmonischen Kontext anzupassen, ein Vorgang, der als dynamische Intonation bezeichnet wird.The way out remains, every pitch at play adapting to the current harmonic context, a process which is called dynamic intonation.
Die Erfindung macht die Intervalle der Partialtonreihe durch dynamische Intonation in allen Tonarten der live-Aufführung mittels Tasteninstrumenten zugänglich. So wird die Intonation auf dieser Instrumentengattung zu einem neuen Bestandteil des künstlerischen Vortrags, welcher ein umfangreiches und eigenständiges kreatives Potential bietet. Dies führt zu neuen harmonischen Möglichkeiten und zu Klängen mit besonderem Aufmerksamkeitswert; bislang ungehörte Klangeindrücke und Effekte werden möglich.The invention makes the intervals the partial tone series through dynamic intonation in all keys of the live performance accessible by keyboard instruments. Thus the intonation on this type of instrument becomes a new one Part of the artistic Lecture, which has an extensive and independent creative potential offers. this leads to to new harmonic possibilities and to sounds with special attention value; previously unheard sound impressions and Effects are possible.
Neben den genannten erweiterten harmonischen Möglichkeiten bietet die vorliegende Erfindung mit der Vorrichtung einer Klaviaturerweiterung um 12 auf 24 Tasten pro Oktav neue Möglichkeiten der Melodik. So wird zum Beispiel eine triolische Ausgestaltung eines Ganztonschrittes durch zwei Übergangstöne (anstelle nur eines vom Ganzton eingeschlossenen Halbtonschrittes) möglich. Die Klaviaturerweiterung ergänzt die vertraute 12-tönige Klaviatur, läßt diese jedoch als Teil der Spielklaviatur unverändert bestehen. Damit muß der Künstler zur Nutzung der neuen Möglichkeiten seine Spieltechnik zwar erweitern, sie jedoch nicht vollständig neu erlernen.In addition to the mentioned extended harmonic possibilities offers the present invention with the device of a keyboard extension by 12 to 24 keys per octave new possibilities of melody. So will for example a triplet design of a whole-tone step by two transition tones (instead of only a semitone step enclosed by the whole tone) is possible. The Keyboard expansion added the familiar 12-note Keyboard, leave this however, remain unchanged as part of the keyboard. So the artist has to Use of the new possibilities expand his playing technique, but not completely new learn.
Die Erfindung kann zudem bei der musikalischen Schulung und der Gehörbildung zur Anwendung kommen. Weitere Einsatzmöglichkeiten liegen in der Begleitung alternativ intonierender Vokalensembles und im Zusammenspiel mit Blas- und Streichinstrumenten, die eine stetig veränderliche Intonation erlauben.The invention can also musical training and ear training are used. Other uses are accompanied by alternating intoning vocal ensembles and in interaction with wind and string instruments, the one constantly changing Allow intonation.
Erläuterung verschiedener Aspekte der Erfindungexplanation various aspects of the invention
Ein wesentlicher Teil der Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß geschichtete Intervalle, die in der Partialtonreihe unmittelbar übereinander liegen, beim gemeinsamen Erklingen Harmonien ergeben, welche sich durch ein lokales Minimum hörbarer Schwebungen (Dissonanz-Minimierung) auszeichnen. Einzelne Töne eines solchen Intervallstapels können zum Erzeugen einer gewünschten Harmonie stumm bleiben.An essential part of the invention is based on the discovery that layered intervals, which lie directly one above the other in the partial tone series, produce harmonies when they sound together, which are characterized by a local minimum of audible beats (minimization of dissonance). Individual tones such an interval stack can remain silent to create a desired harmony.
Die außergewöhnliche Klarheit so erzeugter Harmonien, selbst bei vier- und mehrstimmigem Satz und auch in hohen Lagen, wird von der vorliegenden Erfindung musikalisch nutzbar gemacht. Zudem wird die 12-tönige gleichtemperierte Skala zur Wahrung der Möglichkeit des Zusammenspiels mit 12-tönig temperiert gestimmten Instrumenten integriert.The extraordinary clarity so created Harmonies, even with four and polyphonic movements and even in high ones Layers, is made musically usable by the present invention. In addition, the 12-tone Equally tempered scale to preserve the possibility of interaction with 12 notes instruments tuned to the right temperature.
Die seit dem 16. Jahrhundert für eine sogenannte reine Stimmung eines Quint-Terz-Systems gebräuchliche Beschränkung auf Partialtöne, deren Ordnungszahlen sich ausschließlich aus den Primfaktoren 2,3 und 5 zusammensetzen, wird bei der vorliegenden Erfindung bewußt aufgegeben. An deren Stelle tritt die Erschließung neuer harmonischer Strukturen durch die lückenlose Einbeziehung aller Intervalle der Partialtonreihe. Deren rationale Frequenzverhältnisse beinhalten weitere Primfaktoren wie 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43... . Die Anwendung dieser Folge unter Einbeziehung aller Intervalle der Partialtonreihe ist lediglich durch die Anzahl der verfügbaren Tasten pro Oktav nach oben begrenzt.The since the 16th century for a so-called pure tuning of a fifth of a fifth system partials, whose atomic numbers are derived exclusively from the prime factors 2.3 and 5 are deliberately abandoned in the present invention. In their place comes the development of new harmonic structures through the gapless Inclusion of all intervals of the partial tone series. Their rational frequency ratios include other prime factors such as 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43 .... The application of this episode involving everyone Intervals of the partial tone series are only by the number of available Keys limited per octave.
Die Intervalle der Partialtonreihe
bilden den natürlichen
Teil der Intervalldatenbasis des Instrumentes. Harmonien werden
typischerweise aus benachbarten oder nahe beieinander Intervallen
der Partialtonreihe konstruiert, wobei deren aufsteigende Anordnung
erhalten bleibt (
Die musikalische Verwendbarkeit der auf diese Weise konstruierbaren Harmonien wird neben dem Aspekt der Schwebungsarmut (welche dem musikalischen Begriff der Konsonanz entspricht) auch durch die Intonation der beteiligten klingenden Töne bestimmt. Sind die Frequenzverhältnisse bereits durch die Partialtonreihe festgelegt, so kann bezüglich der Intonation der Freiheitsgrad einer gemeinsamen Höher- oder Tieferstimmung aller klingenden Töne unter Wahrung ihrer Frequenzverhältnisse genutzt werden. Von diesem Freiheitsgrad macht die Erfindung zur Erzielung bestmöglicher Kompatibilität mit 12-tönig gleichtemperiert intonierenden Instrumenten intensiv Gebrauch.The musical usability of the In this way, harmonies that can be constructed will be in addition to the aspect the low beating (which corresponds to the musical concept of consonance corresponds) also through the intonation of the participating sounding Tones determined. Are the frequency relationships already determined by the partial tone series, so with regard to the Intonation of the degree of freedom of a common higher or lower mood of all sounding tones while maintaining their frequency relationships be used. From this degree of freedom, the invention turns into Achieving the best possible compatibility with 12 notes use tempering instruments intensively.
Die Erfindung basiert zudem auf der Erkenntnis, daß jede beliebige, musikalisch verwendete Harmonie (vom reinen Durdreiklang bis zum vielstimmigen, alterierten Jazz-Akkord) ein Äquivalent auf einer oder gar mehreren Stufen in der Partialtonreihe findet.The invention is also based on the Realization that everyone any harmony used musically (from the pure major triad up to the polyphonic, altered jazz chord) an equivalent on one or more levels in the partial tone series.
Läßt man in
der Vorstellung alle Frequenzverhältnisse der Partialtonreihe
vom 1. Partialton ausgehend an einer beliebigen, gegebenen Harmonie
(z.B, an einem verminderten Sept-Akkord Cdimbb7 =
C, Eb, Gb, A) vorbei gleiten, so rastet dieses harmonische Gebilde,
(das bei 12-tönig
gleichtemperierter Intonation aus drei gleich großen kleinen
Terzen bestünde,)
an bestimmten Kombinationen von Partialtönen geradezu ein, sofern man
eine musikalisch sinnvolle Toleranz bei der Intonation der einzelnen
Töne zuläßt:
Ausgehend
vom 1. Partialton wird die Beispielharmonie Cdimbb7 erstmals
beim 9. Partialton mit Frequenzverhältnissen von 9:11:13:15 rasten,
sofern man eine große
Intonationstoleranz von +/–50
cent zuläßt. Wird
die Beispielharmonie auf diese Weise wiedergegeben, so weist sie
die geringste mögliche
Dissonanz auf.If you let all frequency ratios of the partial tone series from the first partial tone slip past any given harmony (e.g., a diminished seventh chord C dimbb7 = C, Eb, Gb, A), this harmonic structure snaps, ( that would consist of three equal thirds of equal size in 12-tone intonation with the same temperament,) in certain combinations of partial tones, provided that a musically sensible tolerance for the intonation of the individual tones is allowed:
Starting from the 1st partial tone, the sample harmony C dimbb7 will first rest at the 9th partial tone with frequency ratios of 9: 11: 13: 15, provided a large intonation tolerance of +/- 50 cents is permitted. If the example harmony is reproduced in this way, it has the lowest possible dissonance.
Beginnt man denselben Vorgang bei einer geringeren Intonationstoleranz von z.B. +/–35 cent, so erfolgt die erste Rast bei Frequenzverhältnissen von 10:12:14:17. Der höchste Ton wird dabei für den an die 12-tönige gleichtemperierte Skala gewöhnten Zuhörer ungewohnt hoch mit +19 Cent gegenüber dem temperierten Intervall intoniert.You start the same process at a lower intonation tolerance of e.g. +/- 35 cents, so the first takes place Rest with frequency relationships from 10: 12: 14: 17. The highest Sound is used for that to the 12-note used tempered scale listeners unusually high at +19 cents compared to the tempered interval intones.
Die nächste Rast legt die Beispielharmonie Cdimbb7 beim 12. Partialton mit Frequenzverhältnissen von 12:14:17:20 ein. Diese weist gegenüber den vorangegangenen Rastpunkten wiederum eine geringfügig höhere Dissonanz auf. Ihr höchster Ton wird jedoch mit –16 Cent etwas näher am gewohnten, temperierten Intervall von 900 Cent intoniert.The next rest is the sample harmony C dimbb7 at the 12th partial tone with frequency ratios of 12: 14: 17: 20. This has a slightly higher dissonance than the previous rest points. However, its highest note is intoned a bit closer to the usual tempered interval of 900 cents at –16 cents.
Weitere Rastpunkte für die Beispielharmonie Cdimbb7 sind ...
- – der 15. Partialton mit Frequenzverhältnissen von 15:18:21:25 (welche bei den drei tiefsten Tönen mit den Frequenzverhältnissen über dem 10. Partialton übereinstimmen) und
- – der 16. Partialton mit Frequenzverhältnissen von 16:19:23:27, ein Klang, welcher der 12-tönig temperierten Wiedergabe der Beispielharmonie nahe kommt.
- - the 15th partial tone with frequency ratios of 15: 18: 21: 25 (which correspond to the frequency ratios above the 10th partial tone in the three lowest tones) and
- - the 16th partial tone with frequency ratios of 16: 19: 23: 27, a sound that comes close to the 12-tone tempered reproduction of the sample harmony.
Beispielhaft wurden hier unterschiedliche Instanzen einer musikalischen Harmonie betrachtet. Diese Entwicklung läßt sich analog mit anderen Harmonien auch in Richtung auf Partialtöne höherer Ordnung beliebig praktizieren.Different examples were used here Considered instances of musical harmony. This development let yourself analogously with other harmonies also towards higher order partial tones practice arbitrarily.
In allen vorgestellten Beispielfällen wurde die Frequenz des Grundtons C der Beispielharmonie nicht verändert. Der Grundton hat jedoch von Beispiel zu Beispiel bei konstanter Frequenz seine Partialtonbedeutung gewechselt. Im ersten Beispiel trat das C in der Rolle des 9. Partialtones auf und nahm im Verlauf der weiteren Beispiele die Partialtonbedeutungen 10, 12, 15 und 16 an.In all the example cases presented, the frequency of the fundamental tone C of the sample harmony does not change. The However, the root note has from example to example at constant frequency its partial tone meaning changed. This occurred in the first example C in the role of the 9th partial tone and took over the course of the others Examples are the partial tone meanings 10, 12, 15 and 16.
Die Frequenz des Grundtons ist physikalisch frei wählbar. Sie wird in der musikalischen Anwendung vorzugsweise passend zur Intonation eben dieses Tones auf den (normalerweise 12-tönig temperiert intonierenden) Begleitinstrumenten eingestellt. Diese Einstellung erfolgt fortlaufend als Teil der musikalischen Darbietung durch das Spiel des Vortragenden auf der Intonationsklaviatur, so daß das oben vorgestellte Prinzip der dynamischen Intonation im Sinne der Erfindung nicht auf den beispielhaft verwendeten Grundton C beschränkt ist, sondern auf jeder chromatischen Stufe vom vortragenden Künstler praktiziert werden kann.The frequency of the fundamental tone is physical freely selectable. In the musical application it is preferably suitable for Intonation of this tone on the (usually tempered in 12 notes intoning) accompanying instruments. This setting takes place continuously as part of the musical performance by the play of the lecturer on the intonation keyboard, so that the above Principle of dynamic intonation presented in the sense of the invention is not limited to the basic tone C used as an example, but practiced at every chromatic level by the performing artist can be.
Das bedeutet: Jeder 12-tönig temperiert intonierte Ton kann im Sinne der Erfindung in jeder Partialtonbedeutung auftreten und so z.B. als Grundton für unterschiedliche spektralharmonische Ausprägungen einer vorgegebenen, musikalisch bezeichneten Harmonie dienen. Damit gewinnt der Künstler die Freiheit der Abwägung ...
- – ob eine Harmonie möglichst nahe an der vertrauten 12-tönig gleichtemperierten Intervallbildung bei mäßiger Konsonanz erklingen soll oder
- – ob eine größere, gegebenenfalls optimale Konsonanz bei ungewohnter Intonation erzielt werden soll.
- - whether a harmony should sound as close as possible to the familiar 12-tone interval formation with moderate consonance or
- - whether a larger, possibly optimal consonance should be achieved with unusual intonation.
Alternativ zum Grundton einer klingenden Harmonie kann wahlweise jeweils ein beliebiger anderer Ton physikalisch frei, in der musikalischen Anwendung jedoch vorzugsweise kompatibel zur 12-tönigen gleichtemperierten Skala intoniert werden. Auch die Auswahl dieses Tones obliegt dem Spieler, der diese Intonationsentscheidung dem Instrument mit Hilfe der Intonationsklaviatur übermittelt. Diese Möglichkeit wird als Konvergenzabgleich des ausgewählten Tones mit der 12-tönig gleichtemperierten Skala bezeichnet.As an alternative to the basic tone of a sounding Harmony can optionally be any other physical tone free, but preferably compatible in musical application for the 12-note equal tempered scale can be voiced. Also choosing this Tones is the responsibility of the player making this intonation decision Instrument transmitted using the intonation keyboard. This possibility is used as a convergence comparison of the selected tone with the 12-note equal tempered Called scale.
Durch die Einführung des Konzeptes jederzeit wählbarer Intonationsskalen kann der Spieler die Intonation verschiedener Töne zeitgleich steuern. Eine Intonationsskala entspricht der Zuweisung (mapping) von Intervallen der Partialtonreihe auf die Intervalle der mechanisch ausgeführten Klaviatur. Intonationsskalen werden nach musikalischen und physikalischen Kriterien entwickelt und bilden eine wesentliche Komponente des Instrumentenentwurfs.By introducing the concept at any time selectable Intonation scales, the player can use different intonation Sounds at the same time Taxes. An intonation scale corresponds to the mapping from intervals of the partial tone series to the intervals of the mechanical executed Keyboard. Intonation scales are classified according to musical and physical Criteria develop and form an essential component of the instrument design.
Eine unter mehreren auswählbaren Intonationsskalen ist die vertraute 12-tönige gleichtemperierte Intonationsskala (12TET), welche vollständige tonale Kompatibilität beim Zusam menspiel mit konventionell gestimmten Instrumenten gewährleistet.One of several selectable Intonation scales is the familiar 12-tone equal tempered intonation scale (12TET) which complete tonal compatibility guaranteed when interacting with conventionally tuned instruments.
Angepaßte Spielklaviatur für das Melodie- und Harmoniespiel im dichter besetzten TonraumAdapted keyboard for the Melody and harmony play in the denser sound space
Das Angebot einer gegenüber der
gewohnten Klaviatur erhöhten
Tastenanzahl pro Oktav macht zahlreiche Intervalle für den Vortragenden
unmittelbar und leicht erreichbar. Die Anzahl physikalisch montierter Tasten
pro Oktav wird auf 24 Tasten pro Oktav mittels einer Klaviaturerweiterung
(
Transpositions- und Modulationsfähigkeittransposition and modulation ability
Zur Steuerung der dynamischen Intonation
des Instrumentes wird eine stumme Intonationsklaviatur (
Morphing – die stufenlose Veränderung der IntonationMorphing - the stepless change the intonation
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine
zielgerichtete, kontinuierliche und gleichzeitige Überführung der
Intonation auch mehrerer klingender Töne von der augenblicklich gewählten Intonationsskala in
eine abweichende Intonationsskala, welche als ihr Morphingziel bezeichnet
wird. Dieser Vorgang trägt
die Bezeichnung Morphing. Der Musiker kann in Anwendung des vorgelegten
Verfahrens unter Nutzung einer Spielhilfe die Intonation von Einzeltönen oder
Harmonien zwischen einer Intonationsskala (
Melismatik – die gezielte Intonationsänderung des klingenden TonesMelismatic - the targeted intonation change of the sounding tone
Die Änderung der Intonation von Tönen erfolgt melismatisch, d.h. unmittelbar und hörbar auch während der Ton klingt, sofern der verwendete Tonerzeuger diesen Vorgang unterstützt ...
- – beim Wechsel der Intonationsskala,
- – beim Wechsel des Basistones,
- – beim Wechsel des Tones mit 12TET-Konvergenz oder
- – im Verlauf des Morphing-Vorgangs.
- - when changing the intonation scale,
- - when changing the base tone,
- - when changing the tone with 12TET convergence or
- - in the course of the morphing process.
Einsatz dedizierter SpielhilfenUse dedicated game help
Zusätzlich zu den bei elektronischen
Tasteninstrumenten üblichen
Spielhilfen wie Haltepedal (
- – die Intonationsklaviatur
mit einem separaten Haltepedal (
52 ) ausgestattet, welches dem Spieler bei Bedarf beide Hände für harmonisches Spiel freihält, - – eine
am Spieltisch elektronischer Musikinstrumente häufig vorhandene MIDI-channel-pressure-Funktionalität (auch
aftertouch-Funktion) oder beliebige andere MIDI-Steuersignalgeber
(auch MIDI-Controller), wie z.B. ein Schwellerpedal (
53 ), zur Steuerung des Morphing vorgesehen, - – wahlweise eine am Spieltisch vorhandene MIDI-key-pressure-Funktionalität zur Intonationssteuerung einzelner Töne verwendet.
- - the intonation keyboard with a separate holding pedal (
52 ) which keeps the player's hands free for harmonious play, - - A MIDI channel pressure functionality (also aftertouch function) that is often present at the electronic musical instruments table or any other MIDI control signal transmitter (also a MIDI controller), such as a rocker pedal (
53 ) intended to control morphing, - - Optionally, a MIDI key pressure functionality available on the gaming table can be used to control the intonation of individual tones.
Gezielter Einsatz von Differenztönen für harmonische Zwecketargeted Use of differential tones for harmonic purposes
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet wahlweise die Möglichkeit einer Kombination dynamischer Intonation gemäß Intonationsskalen mit dem Einschleifen eines nichtlinearen Übertragungsgliedes in die Audio-Signalkette. Die dabei hörbar werdenden Differenztöne sind bei Anwendung von Intervallen der Partialtonreihe zur Harmoniebildung in zahlreichen Fällen interessante harmonische Ergänzungen mit passender Intonation.The method according to the invention optionally includes the possibility a combination of dynamic intonation according to the intonation scales with the Grinding a non-linear transmission link into the audio signal chain. The audible becoming differential tones are when using intervals of the partial tone series to form harmony in numerous cases interesting harmonic additions with suitable intonation.
Leichte Erlernbarkeit des neuen InstrumententypsEasy to learn of the new instrument type
Die Erlernbarkeit des Spiels auf
dem neuen Instrumententyp wird durch die Integration der gewohnten Klaviatur
in die Spielklaviatur erleichtert. Diese Normalklaviatur (
Durch die Einbeziehung der Intervalle der 12-tönigen Temperatur in die Intonationsskalen bleibt dem Vortragenden im Falle von Unsicherheiten bei der spektralen Intonation stets eine leicht erreichbare Rückzugsposition: Bleiben Intonationsklaviatur und das zugehörige Haltepedal unbespielt, so werden die Töne die Normalklaviatur 12-tönig gleichtemperiert wiedergegeben.By including the intervals of the 12-tone The lecturer remains at the temperature in the intonation scales of uncertainties in spectral intonation always a slight achievable retreat position: If the intonation keyboard and the associated holding pedal remain unplayed, so are the tones the normal keyboard has 12 notes reproduced at the same temperature.
Automationsmöglichkeit für StudioanwendungenAutomation option for studio applications
Vorzugsweise für Studioanwendungen wird eine Möglichkeit zur Automation geschaffen, welche die Sequencer-gestützte Aufnahme und Wiedergabe eines nach dem vorgelegten Verfahren betriebenen Instrumentes ermöglicht.One is preferred for studio applications possibility created for automation, which is the sequencer-based recording and playback of one operated according to the submitted method Instrumentes.
Zu diesem Zweck wird eine MIDI-Schnittstelle (MIDI, engl. Abk.: musical instrument digital interface) vorgesehen, mit deren Hilfe musikalische Werke, bei deren Einspielung das er findungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt, unter Nutzung handelsüblicher Sequencer-Programme aufgenommen und wiedergegeben werden können. Die Besonderheiten der Intonationssteuerung werden Bestandteil der Aufnahme und können bei der Wiedergabe wiederum zur Intonationssteuerung verwendet werden.For this purpose a MIDI interface (MIDI, musical instrument digital interface) provided, with the help of musical works, when recording the process according to the invention is used, using commercially available sequencer programs can be recorded and played back. The peculiarities of Intonation controls become part of the recording and can be used for playback can be used for intonation control.
Funktionsweisefunctionality
Definition: IntonationDefinition: intonation
Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird die Intonation eines Tones als relative Größe mit der Dimension eines Frequenzverhältnisses betrachtet. Intonation im Sinne der Erfindung hängt nicht von der absoluten Frequenz eines Bezugstones (wie z.B. des Kammertons A mit fA = 440 Hz) ab, dessen Frequenz die absolute Lage eines Tonsystems fixiert. Vielmehr wird die Intonation eines Tones stets relativ zu dem Bezugston bestimmt.In the context of the present invention, the intonation of a tone is considered to be a relative quantity with the dimension of a frequency ratio. Intonation in the sense of the invention does not depend on the absolute frequency of a reference tone (such as, for example, the chamber tone A with f A = 440 Hz), the frequency of which fixes the absolute position of a tone system. Rather, the intonation of a tone is always determined relative to the reference tone.
Die Frequenz des Bezugstons wird gemeinsam für alle Instrumente eines musikalischen Ensembles festgelegt und bleibt normalerweise zur Spielzeit unverändert. In der Regel wird der Ton A als Bezugston mit fA = 440 Hz verwendet. Vereinbarte Abweichungen von diesem Standard sind von Fall zu Fall möglich. Die vorliegende Erfindung hält sich an dieses Verfahren: Zur Festlegung des Bezugstons wird eine beliebig festgelegte Taste auf eine frei wählbare, absolute Frequenz fA abgestimmt. Dieser Stimmvorgang legt die 12-tönig temperierte Intonation des Bezugstones und damit auch die 12-tönig temperierte Intonation aller anderen Töne fest.The frequency of the reference tone is determined jointly for all instruments of a musical ensemble and usually remains unchanged at the time of the game. As a rule, tone A is used as a reference tone with f A = 440 Hz. Agreed deviations from this standard are possible on a case-by-case basis. The present invention adheres to this method: in order to determine the reference tone, an arbitrarily defined key is tuned to a freely selectable, absolute frequency f A. This tuning process determines the 12-tone tempered intonation of the reference tone and thus also the 12-tone tempered intonation of all other tones.
Die Menge der auf diese Weise entstandenen
12-tönig
temperierten Töne
wird, wie von konventionellen Tasteninstrumenten gewohnt, ab der
dem Bezugston zugehörigen
Taste auf- und absteigend den Halbtonintervallen der chromatischen
Normalklaviatur (
Bei dieser Zuweisung wird im Sinne der Erfindung jede Taste der Klaviatur als ein Behälter (pitch-class) aufgefaßt, der mehrere, unterschiedliche Tonhöhen (pitches) enthalten kann. Die gewohnten Tonbezeichner C, Des, D, Es ... werden in diesem Kontext zu Bezeichnern für pitch-classes und bleiben zugleich Bezeichner für die Tasten der Normalklaviatur. Sie verlieren jedoch wegen Mehrdeutigkeit ihre Eigenschaft als taugliche Bezeichner für Töne (pitches).With this assignment, each key of the keyboard is understood as a container (pitch class) within the meaning of the invention, which can contain several different pitches. In this context, the familiar tone identifiers C, Des, D, Es ... become identifiers for pitch classes and remain at the same time Identifier for the keys of the normal keyboard. However, due to ambiguity, they lose their property as suitable identifiers for tones (pitches).
Soweit beschrieben, ist jede pitch-class bislang mit nur einem pitch, nämlich dem der 12-tönigen gleichtemperierten Intonationsskala zugehörigen pitch besetzt. Die bisher gesetzten pitches kommen bei Auswahl der Intonationsskala mit der Bezeichnung 12TET zur Anwendung.As far as described, each pitch class so far with only one pitch, namely that of the 12-tone equal tempered Associated intonation scale pitch occupied. The pitches previously set come when you select the Intonation scale with the designation 12TET for use.
Die auf die chromatische Normalklaviatur abgebildete 12-tönige, temperierte Intervallfolge wird als Referenz für den Wert der Intonation eines pitches genutzt. Die Intonation eines pitches oder eines klingenden Tones wird beschrieben ...
- – durch Angabe der gespielten pitch-class (C, Des, D, Es ...) und
- – durch Angabe eines reellen Zahlenwertes dcent (delta Cent in der logarithmischen Einheit cent), der die Abweichung vom 12-tönig temperiert intonierten pitch der gespielten pitch-class beziffert.
- - by specifying the pitch class played (C, Des, D, Es ...) and
- - by specifying a real numerical value dcent (delta cent in the logarithmic unit cent), which quantifies the deviation from the pitch pitched intonation of the pitch class being played.
Dazu einige Beispiele:Here are a few examples:
Beispiel 1:Example 1:
Die Angabe "der jetzt erklingende Ton ist ein D mit einer Intonation von +4 cent" sagt aus, daß der hörbare Ton um dcent = 4 cent höher klingt, als sein gleichnamiges, 12-tönig temperiert intoniertes Pendant bei gleichem absoluten Bezugston.The statement "the tone now sounding is a D with an intonation of +4 cents " from that the audible Tone higher by dcent = 4 cents sounds like his 12-note tempered intonation Pendant with the same absolute reference tone.
Da der Ton tatsächlich erklingt, ist seine Frequenz einer Messung zugänglich. Diese Messung läßt bei angegebenem dcent den Rückschluß auf die absolute Lage aller 12-tönig temperierten Töne zu, von denen jedenfalls einer die Rolle des Bezugstones innehat.Since the tone actually sounds, it's his Frequency of a measurement accessible. This measurement leaves the specified dcent the conclusion on the absolute location of all 12-tone tempered tones to, at least one of which plays the role of the reference tone.
Beispiel 2:Example 2:
Die Angabe "der jetzt in absolut gleicher Frequenz wie in Beispiel 1 erklingende Ton ist ein Es mit einer Intonation von -96 cent" sagt aus, daß der hörbare Ton um 96 Cent (fast einen temperierten Halbton) tiefer klingt, als die 12-tönig temperiert intonierte pitch-class mit dem Namen Es bei gleichem absoluten Bezugston. In diesem Fall erklingt die hier beispielhaft sehr tief intonierte pitch-class Es, deren zugehörige Taste auf der Klaviatur auch niedergedrückt wird.The indication "of now in absolutely the same frequency As in Example 1, the tone sounding is an Eb with intonation from -96 cents "says from that the audible Tone sounds 96 cents lower (almost a tempered semitone), than the 12-note tempered pitched pitch class with the name Es at the same absolute reference tone. In this case, this sounds exemplary very deeply intoned pitch-class Eb, its associated key on the keyboard also depressed becomes.
Beispiel 3:Example 3:
Die Angabe "der jetzt in absolut gleicher Frequenz wie in Beispiel 1 erklingende Ton ist ein D mit einer Intonation von -2 Cent" sagt aus, daß der hörbare Ton um 2 Cent tiefer klingt, als die 12-tönig temperiert intonierte pitch-class D. Dieses läßt den Schluß auf einen gegenüber Beispiel 1 um 6 cent höher gestimmten Bezugston (fA > 440 Hz) zu.The statement "the tone now sounding in absolutely the same frequency as in Example 1 is a D with an intonation of -2 cents" means that the audible tone sounds 2 cents lower than the pitched class D, which is tempered at 12 tones This allows the conclusion of a reference tone tuned 6 cent higher than in Example 1 (f A > 440 Hz).
Beispiel 4:Example 4:
Die Aussage "die pitch-class D wird mit +4 Cent intoniert" läßt die absolute Frequenz des Bezugstones offen. Das Instrument kann frei an den Bezugston der Instrumente anderer Mitglieder des Ensembles angepaßt werden.The statement "the pitch class D is intoned with +4 cents" leaves the absolute Frequency of the reference tone open. The instrument can be freely attached to the Reference tone of the instruments of other members of the ensemble can be adjusted.
Die Frequenz aller Töne folgt proportional jeder Frequenzveränderung ΔfA des Bezugstones. Ihre Intonation bleibt dabei definitionsgemäß unverändert, da deren Bestimmung stets relativ zum Bezugston erfolgt.The frequency of all tones is proportional to each frequency change Δf A of the reference tone. Their intonation remains by definition unchanged, since their determination is always relative to the reference tone.
IntervalldatenbasisInterval data base
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet eine statische Intervalldatenbasis, welche nicht absolute Frequenzen, sondern ausschließlich Frequenzverhältnisse enthält. Aus deren Zahlenwerten wird die Intonation aller spielbaren pitches abgeleitet. Die Intervalldatenbasis des Instrumentes enthält vorzugsweise Zahlenwerte von Frequenzverhältnissen, welche
- – der Partialtonreihe entnommen sind oder
- – nach geeigneten mathematischen Funktionen bestimmt werden (z. B. für Temperatur).
- - are taken from the partial tone series or
- - be determined according to suitable mathematical functions (e.g. for temperature).
Grundsätzlich ist jedes Frequenzverhältnis, sei es rational oder irrational, als Eintrag in der Intervalldatenbasis zulässig, das erfindungsgemäße Verfahren macht bei der Verarbeitung der Zahlenwerte keinen Unterschied. Jedes beliebige Intervall kann Bestandteil einer Intonationsskala werden. Technisch werden z.B. die Intervalle jeder temperierten Stimmung in gleicher Weise wie die Intervalle der Partialtonreihe oder einer beliebigen anderen Skala gehandhabt.Basically every frequency ratio is it is rational or irrational, as an entry in the interval database permissible the inventive method makes no difference when processing the numerical values. each any interval can become part of an intonation scale. Technically e.g. the intervals of every tempered mood in the same way as the intervals of the partial tone series or one handled any other scale.
Die in der Intervalldatenbasis angegebenen Frequenzverhältnisse sind stets auf einen Basiston mit der normierten Frequenz 1 bezogen.The specified in the interval database frequency ratios are always based on a base tone with the normalized frequency 1.
Die Intervalle der Intervalldatenbasis werden (zur verfahrensgemäßen Anwendung im Instrument) strukturiert zu mehreren einander überschneidenden Gruppen zusammengefaßt. Jede Gruppe entspricht einer Intonationsskala, deren exklusive Auswahl mittels der Intonationsklaviatur zur Spielzeit erfolgt. Jede Intonationsskala beinhaltet genau die Anzahl an Einträgen von Frequenzverhältnissen, welche der Anzahl der Tasten pro Oktav der Spielklaviatur entspricht.The intervals of the interval database become (for the procedural application in the instrument) structured into several overlapping ones Groups summarized. Each group corresponds to an intonation scale, their exclusive selection using the intonation keyboard at play time. Any intonation scale contains exactly the number of entries of frequency ratios, which corresponds to the number of keys per octave of the keyboard.
In der Intervalldatenbasis werden
neben den Frequenzverhältnissen
der 12-tönigen,
gleichschwebenden Temperatur vorzugsweise die Intervalle der drei
Intonationsskalen mit den Bezeichnungen Zipped (
Anmerkung zu den Bezeichnungen Zipped, Altered und Aliquot: Die verwendeten Bezeichnungen der Intonationsskalen basieren auf unterschiedlichen Assoziationen:
- – bei der Intonationsskala Zipped finden sich über dem Basiston auf den verschiedenen chromatischen Stufen Intervalle, welche den Basiston in mehreren, unterschiedliche Partialtonbedeutungen erscheinen lassen. Diese Intervalle (z.B. 5/5, 6/5, 7/5, 8/5 und 3/3, 4/3, 5/3) sind entlang der Klaviatur ähnlich den Zähnen eines Reißverschlusses (engl. zipper) miteinander verzahnt,
- – die Intonationsskala Altered trägt ihre Bezeichnung wegen ihrer Eignung zur spektralharmonischen Wiedergabe zahlreicher alterierter Akkorde,
- – die Intonationsskala Aliquot trägt ihren Namen nach den nicht temperiert gestimmten Aliquotpfeifen im Aliquotregister einer Pfeifenorgel.
- - With the intonation scale Zipped there are intervals above the base tone on the various chromatic levels, which make the base note appear in several different partial tone meanings. These intervals (e.g. 5/5, 6/5, 7/5, 8/5 and 3/3, 4/3, 5/3) are interlocked along the keyboard, similar to the teeth of a zipper,
- - the intonation scale Altered bears its name because of its suitability for the spectral harmonic reproduction of numerous altered chords,
- - The intonation scale aliquot takes its name from the non-tempered aliquot pipes in the aliquot register of a pipe organ.
Intonationsprozeßintonation process
Die Abbildung der Frequenzverhältnisse der Partialtonreihe auf die Spielklaviatur und die Gruppierung zu Intonationsskalen sind wesentliche Teile des Instrumentenentwurfs. Die Zuordnung der Intervalle zu den mechanisch verfügbaren Intervallen des Manuals und die Entwicklung der Intonationsskalen erfolgt sowohl nach harmonischen als auch nach physikalischen Kriterien.The mapping of the frequency relationships the partial tone series towards the keyboard and grouping Intonation scales are essential parts of the instrument design. The assignment of the intervals to the mechanically available intervals of the manual and the development of the intonation scales follows both harmonic as well as according to physical criteria.
Nach erfolgter Zuordnung der Intervalle
zu den Manualtasten wird die Intonation (gemäß oben angegebener Definition)
für jede
Kombination aus Taste und Intonationsskala bestimmt und dem erfindungsgemäßen Intonationsprozeß (
Die Intonationsdatenbasis enthält Intonationswerte für alle Tasten im Bereich einer Oktav. Diese Intonationswerte kommen verfahrensgemäß für einander entsprechende Töne in allen Oktavlagen zur Anwendung, so daß die Oktavreinheit zweier gleich bezeichneter Töne, unabhängig von der Intonation, stets gewahrt bleibt.The intonation database contains intonation values for all Keys in the range of an octave. According to the method, these intonation values come for each other corresponding tones to be used in all octave positions, so that the octave purity of two tones of the same name, independently of the intonation, is always preserved.
Der Intonationsprozeß, ein Bestandteil
der Intonationseinrichtung, liest Eingaben zur Intonationssteuerung
von der Intonationsklaviatur (
- – die vom Spieler angeforderte Intonationsskala,
- – den vom Spieler gewünschten Basiston,
- – den vom Spieler gewünschten Ton mit 12TET-Konvergenz.
- - the intonation scale requested by the player,
- - the base note desired by the player,
- - the tone desired by the player with 12TET convergence.
Bei Auswahl einer von der 12-tönigen gleichtemperierten Skala (12TET) abweichenden Intonationsskala wird zunächst der (der Intonationsdatenbasis entnommene) Intonationswert von 0 cent dem vom Spieler gewünschten Basiston zugeordnet.When choosing one of the 12-tone equal tempered Scale (12TET) deviating intonation scale is first the (taken from the intonation database) intonation value of 0 cent the one desired by the player Assigned base tone.
Technisch erfolgt dies durch zyklische Vertauschung (Rotation) aller Einträge der Intonationsdatenbasis innerhalb einer Oktav. Bei diesem Vorgang werden die Einträge für die Normalklaviatur und die Einträge für die Klaviaturerweiterung jeweils einer getrennten zyklischen Vertauschung um eine gleiche Schrittzahl unterzogen, bis der Eintrag 0 Cent beim geforderten Basiston zu liegen kommt. Der Vorgang der zyklischen Vertauschung wird separat für die Einträge aller Intonationsskalen vollzogen.Technically, this is done by cyclical Exchange (rotation) of all entries in the intonation database within an octave. In this process, the entries for the normal keyboard and the entries for the Keyboard expansion of a separate cyclic swap by an equal number of steps until the entry 0 cents at required base tone comes to rest. The process of cyclical Exchange is made separately for the entries all intonation scales completed.
Dieses Verfahren resultiert in 12-tönig gleichtemperierten Sprüngen bei Harmoniewechseln, sofern die gespielte Harmonie und der auf der Intonationsklaviatur gespielte Basiston zeitgleich um ein gleiche großes (Klaviatur-)Intervall verändert werden. Die der Partialtonreihe entnommenen klingenden Frequenzverhältnisse bleiben von diesem Harmoniewechsel unberührt.This process results in 12-tone equal tempering jumps in the case of changes in harmony, provided that the played harmony and on the intonation keyboard played the same key note at the same time large (keyboard) interval changed become. The sounding frequency relationships taken from the partial tone series remain unaffected by this change in harmony.
Kompatibilität mit der gleichtemperierten IntonationsskalaCompatibility with the equal tempered intonation scale
Von besonderer Wichtigkeit für die gewerbliche Nutzbarkeit ist die Möglichkeit zum Zusammenspiel eines nach dem vorgelegten Verfahren dynamisch intonierenden Instrumentes mit anderen Musikinstrumenten. Sofern es sich dabei um 12-tönig gleichtemperiert intonierende Instrumente handelt, bietet das vorgelegte Verfahren mit der Intonationsskala 12TET vollständige tonale Kompatibilität.Of particular importance for the commercial Usability is the possibility to the interaction of a dynamic according to the method presented intoning instrument with other musical instruments. Provided it is 12-note the inferred instruments offers equal tempered instruments full tonal compatibility with the 12TET intonation scale.
Die Attraktivität spektral intonierter Harmonien kann jedoch auch im Ensemble oder in der Band zum Einsatz kommen: Der verfahrensgemäße Intonationsprozeß unterstützt das Zusammenspiel, indem jeder beliebige einzelne, der Normalklaviatur zugewiesene Ton einer dynamisch intonierten Harmonie durch deren zusätzlich überlagerte, lineare Verstimmung dem nächstliegenden 12TET-intonierten Ton angeglichen werden kann (vergl. Abschnitt Intonationsklaviatur)The attractiveness of spectrally intoned harmonies can also be used in the ensemble or in the band: The procedural intonation process supports this Interaction by using any one of the normal keyboards assigned tone of a dynamically intoned harmony through its additionally superimposed, linear detuning to the closest 12TET-intoned tone can be adjusted (see section Intonation keyboard)
Spielklaviaturgame keyboard
Als Spielklaviatur (
Die Spielklaviatur besteht aus ...
- – einer
Tastengruppe mit 12 Tasten pro Oktav, deren Anordnung einer üblichen
Klaviatur gleicht. Dieser Teil der Spielklaviatur wird als konventioneller
Teil der Spielklaviatur oder kurz als Normalklaviatur (
12 ) bezeichnet. - – einer
zusätzlichen
Menge Tasten, die im folgenden gemeinsam als Klaviaturerweiterung
(
13 ) bezeichnet werden
- - A key group with 12 keys per octave, the arrangement of which resembles a conventional keyboard. This part of the keyboard is called the conventional part of the keyboard or, in short, the normal keyboard (
12 ) designated. - - an additional set of keys, which are referred to below as a keyboard extension (
13 )
Jede Intonationsskala ist vorzugsweise in einer Weise aufgebaut, daß ...
- – die wiedergegebenen Frequenzen entlang des konventionellen Teils der Spielklaviatur (wie von anderen Tasteninstrumenten gewohnt) von links nach rechts monoton steigen,
- – die mittels einer auf der Normalklaviatur gedrückten Taste wiedergegebene Frequenz nicht wesentlich mehr als +/–50 cent (1 cent = 1/100 des 12TET-Halbtonschrittes) vom gewöhn lich dieser Taste zugewiesenen 12-tönig gleichtemperierten Ton abweicht.
- - the reproduced frequencies along the conventional part of the keyboard (as usual from other keyboard instruments) increase monotonically from left to right,
- - The frequency reproduced by means of a key pressed on the normal keyboard does not deviate significantly more than +/- 50 cents (1 cent = 1/100 of the 12TET semitone step) from the 12-note equal tempered tone assigned to this key.
Für die Klaviaturerweiterung gilt sinngemäß die Empfehlung von links nach rechts monoton steigender Frequenzen. Die durch die Klaviaturerweiterung hinzukommenden, zusätzlichen 12 pitch-classes pro Oktav benötigen eigene Bezeichner: Eine Taste wird durch den NamenszusatzU (für blue) als Taste der Klaviaturerweiterung identifiziert. EbU ist zum Beispiel die Bezeichnung der pitch-class, die der Taste zwischen dem Es und dem D zugewiesen ist.For the expansion of the keyboard, the recommendation of monotonically increasing frequencies from left to right applies accordingly. The additional 12 pitch classes per octave, which are added by the keyboard expansion, require their own identifiers: A key is identified by the name suffix U (for blue) as the key of the keyboard expansion. For example, E bU is the name of the pitch class that is assigned to the key between the Es and the D.
Die Auswahl genau eines zum Klingen kommenden Mitgliedes jeder gespielten pitch-class erfolgt fortwährend durch den Musiker unter Einsatz der Intonationsklaviatur. Auf diese Weise wird die Intonation zum Bestandteil des künstlerischen Vortrags.Choosing exactly one to sound upcoming member of each pitch class played is continually by the musician using the intonation keyboard. In this way intonation becomes part of the artistic lecture.
Die unmittelbare Erreichbarkeit zusätzlicher Töne ermöglicht dem Spieler die Anwendung der Klaviaturerweiterung sowohl für harmonisches als auch für melodisches Spiel.The immediate accessibility of additional Tones enables that Players use the keyboard extension for both harmonic for as well melodic game.
Intonationsklaviaturintonation keyboard
Die Intonationsklaviatur (
- – Auswahl des Basistones Dieser Vorgang weist zunächst (wie im Abschnitt Intonationsprozeß beschrieben) dem gewählten Basiston den Eintrag der Intonationsdatenbasis mit der Intonation 0 Cent zu. Er bewirkt einen Wechsel der den einzelnen Tasten zugewiesenen Frequenzen.
- – Auswahl des Tones, der frequenzgleich mit dem gleichnamigen 12-tönig gleichtemperiert intonierten Ton erklingen soll (12TET-Konvergenz). Dieser Vorgang bewirkt eine zusätzlich angebrachte, lineare Verstimmung aller den Tasten zugewiesenen Töne. Dadurch wird die Intonation (Abweichung zur 12-tönig gleichtemperierten Intonationsskala) eines beliebig ausgewählten Tones anstelle des Basistones zu null gemacht. Die bereits durch die Anwahl des Basistons ausgewählten Intervalle bleiben dabei unverändert.
- – Auswahl
der Intonationsskala des Instrumentes, welche jeweils mit einer
Gruppe von Intervallen der Intervalldatenbasis assoziiert ist. Die
vom Spieler gewünschte
Intonationsskala wird über
die Anzahl der zeitgleich auf der Intonationsklaviatur gedrückten Tasten
angewählt
(vergl. auch Beispiel
6 ):
- - Selection of the base tone This process first assigns the entry of the intonation database with the intonation 0 cent (as described in the section Intonation Process) to the selected base tone. It changes the frequencies assigned to the individual buttons.
- - Selection of the tone that is to be heard at the same frequency as the tone of the same name with the same temperature (12TET convergence). This process causes an additional linear detuning of all the tones assigned to the keys. As a result, the intonation (deviation from the 12-tone equal tempering scale) of an arbitrarily selected tone is made zero instead of the basic tone. The intervals already selected by selecting the base tone remain unchanged.
- - Selection of the intonation scale of the instrument, which is associated with a group of intervals in the interval database. The intonation scale desired by the player is selected via the number of keys pressed simultaneously on the intonation keyboard (see also example
6 ):
Morphingmorphing
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht zusätzlich zur
Wahl der Intonationsskalen 12TET (
Vorzugsweise werden Intonationsskalen und Morphingziele einander zugeordnet wie folgt: Intonation scales and morphing targets are preferably assigned to one another as follows:
Morphing wird vom Vortragenden über eine
Spielhilfe wie z.B. ein Schwellerpedal (
Die technische Umsetzung von Morphing erfolgt durch Interpolation zwischen den Intonationswerten der beteiligten Intonationsskala und den Intonationswerten ihres zugeordneten Morphingziels gemäß der augenblicklichen Stellung der dem Morphing zugewiesenen Spielhilfe.The technical implementation of morphing is done by interpolation between the intonation values of those involved Intonation scale and the intonation values of their assigned morphing target according to the current Position of the game aid assigned to the morphing.
Melismatikmelismatics
Das erfindungsgemäße Verfahren macht Gebrauch von der hörbaren Feinstimmung des klingenden Tones, welche hier mit dem der Vokalmusik entnommenen Begriff Melismatik bezeichnet wird. Technisch wird Melismatik durch das Einfügen der an den Tonerzeuger gesendeten verfahrensbedingten Intonationsbefehle zwischen den Ein- und den Ausschaltbefehl eines jeden Tones erreicht.The method according to the invention makes use of from the audible Fine tuning of the sounding tone, which here with that of vocal music extracted term is called melismatics. Technically, melismatics by inserting the procedural intonation commands sent to the tone generator between reached the on and off command of each tone.
Die vom Künstler gewünschte Intonation zum Zeitpunkt des Anschlagens einer Taste kann wahlweise auch bereits vor dem Senden von Einschaltbefehlen für einen Ton oder für mehrere Töne durch Übertragen von Intonationsbefehlen an den Tonerzeuger eingestellt werden.The intonation desired by the artist at the time pressing a key can optionally also be done before Send switch-on commands for a sound or for several tones by transferring Intonation commands to the tone generator can be set.
Die Umsetzung von Melismatik stützt sich auf entsprechende Fähigkeiten des verwendeten Tonerzeugers. Unterstützt ein Tonerzeuger die Intonationsänderung des klingenden Tones nicht, so ist er für die vollständige Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Bereich der Melismatik nicht geeignet.The implementation of melismatics is supported on appropriate skills of the tone generator used. Does a tone generator support the intonation change of the sounding tone is not, so it is for the full implementation of the method according to the invention not suitable in the field of melismatics.
Haltepedal für IntonationsklaviaturDamper for intonation keyboard
Analog zum niedergedrückten Haltepedal eines Klaviers, welches den Klang bereits angeschlagener Saiten nach dem Loslassen der Tasten weiterklingen läßt, sorgt das niedergedrückte Haltepedal der Intonationsklaviatur für das Fortbestehen der augenblicklich gewählten Intonationsskala auch nach dem Loslassen der Tasten der Intonationsklaviatur. Der Vortragende gewinnt damit Bewegungsfreiheit vorzugsweise für die linke Hand, welche bei niedergedrückten Haltepedal z.B. für harmonisches Spiel zur Verfügung steht. Im einzelnen weist das Haltepedal der Intonationsklaviatur die folgende Funktionalität auf:
- – Das Loslassen von Tasten der Intonationsklaviatur bleibt bei niedergedrücktem Haltepedal ohne Wirkung auf die aktuelle Intonation,
- – beim Übergang vom nicht niedergedrückten in den niedergedrückten Zustand des Haltepedals bleibt die augenblicklich gewählte Intonationsskala unverändert bestehen,
- – jede zusätzlich gedrückte Taste der Intonationsklaviatur führt bei niedergedrücktem Haltepedal unmittelbar zur Anwahl der Intonationsskala gemäß der nach dem Drücken der zusätzlichen Taste gedrückten Tastenkombination. Dieses Verhalten entspricht einer sofortigen Auffrischung der Intonationsskala beim Drücken zusätzlicher Tasten und weicht insoweit von der funktionalen Analogie zum Haltepedal des Klaviers ab.
- – Das Loslassen des Haltepedals führt zu einer sofortigen Auffrischung der Intonation gemäß der im Moment des Loslassens auf der Intonationsklaviatur gedrückten Tastenkombination;
- – ist dort zum Zeitpunkt des Loslassens des Haltepedals keine Taste gedrückt, erfolgt implizit die Anwahl der Intonationsskala 12TET.
- - Releasing keys of the intonation keyboard has no effect on the current intonation when the holding pedal is depressed,
- When changing from the non-depressed to the depressed state of the holding pedal, the currently selected intonation scale remains unchanged,
- - Each additionally pressed key of the intonation keyboard leads directly to the selection of the intonation scale according to the key combination pressed after pressing the additional key when the holding pedal is depressed. This behavior corresponds to an immediate refreshing of the intonation scale when pressing additional keys and deviates in this respect from the functional analogy to the sustain pedal of the piano from.
- - Releasing the holding pedal immediately refreshes the intonation according to the key combination pressed on the intonation keyboard at the moment of release;
- - If no key is pressed there when the holding pedal is released, the intonation scale 12TET is selected implicitly.
MIDI-Steuersignalgeber zur Steuerung des MorphingMIDI control signal generator to control morphing
Das Morphing, die zielgerichtete, kontinuierliche und gleichzeitige Überführung der Intonation auch mehrerer klingender Töne von der augenblicklich gewählten Intonationsskala in eine abweichende Intonationsskala, bedarf eines durch den Musiker betätigten, kontinuierlichen Eingabemediums. Diese Funktionalität kann erfindungsgemäß durch eine am Spieltisch elektronischer Tasteninstrumente häufig vorhandene MIDI-channelpressure Funktionalität (auch aftertouch-Funktion) oder durch beliebige andere MIDI-Steuersignalgeber wahrgenommen werden, deren typischer Wertebereich von 0 – 127 für eine quasikontinuierliche Durchführung des Morphing-Vorgangs ausreicht.The morphing, the targeted, continuous and simultaneous transfer of intonation to several sounding tones from the currently selected Intonation scale into a different intonation scale requires one operated by the musician, continuous input medium. According to the invention, this functionality can be achieved by an electronic keyboard instrument often found at the gaming table MIDI channelpressure functionality (also aftertouch function) or perceived by any other MIDI control signal generator whose typical range of values from 0 - 127 for a quasi-continuous Implementation of the Morphing process is sufficient.
Harmonische Nutzung von Differenztönenharmonic Use of differential tones
Wird in eine Audio-Übertragungskette vor dem Leistungsverstärker ein Übertragungsglied mit nicht-linearer Übertragungskennlinie eingeschleift, so entstehen unter anderem hörbare Differenztöne, deren Frequenz sich aus der Differenz der Frequenzen zweier (oder mehrerer) gemischter Eingangssignale ergibt.Will be in an audio transmission chain before the power amplifier a transmission link with non-linear transmission characteristic looped in, among other things there are audible difference tones, their Frequency is the difference between the frequencies of two (or more) mixed input signals results.
Dieses Verhalten macht die vorliegende Erfindung musikalisch nutzbar. Die Verbindung des beschriebenen Intonationsverfahrens mit Klangfarben, die ein eigenes, rein harmonisches Partialtonspektrum aufweisen und einem in den Signalweg eingeschleiften Verzerrer (oder Overdrive) ergibt in zahlreichen Fällen Differenztöne, deren Intonation harmonisch zu der gespielten Harmonie paßt. Es entsteht eine ungewöhnlich harmonisch klingende Verzerrung gespielter Harmonien, die im Bereich der Rock- und Popularmusik Anwendung finden kann.This behavior makes the present one Invention can be used musically. The connection of the described Intonation process with timbres that have their own, purely harmonious Have partial tone spectrum and looped into the signal path In many cases, distortion (or overdrive) produces differential tones whose Intonation harmoniously matches the played harmony. It arises an unusual harmonic sounding distortion of played harmonies in the range who can find rock and popular music.
EchtzeitfähigkeitReal-time capability
Das Instrument, bestehend aus Spielklaviatur mit Spielhilfen, Intonationseinrichtung und Tonerzeuger, wird als ein System konzipiert, das die beschriebene Funktionalität mit deterministischem Zeitverhalten (Echtzeitfähigkeit) bereitstellt. Die Reaktionszeit des Systems auf Klaviatureingaben liegt dabei in allen Fällen unterhalb der Zeit, welche vom Vortragenden als störende Verzögerung beim Spiel wahrgenommen würde. Auf diese Weise werden live-Vortrag und Improvisation auf dem Instrument ermöglicht.The instrument, consisting of a keyboard with play aids, intonation device and sound generator, is considered designed a system that described the functionality with deterministic Time behavior (real-time capability) provides. The system's response time to keyboard inputs lies in all cases below the time, which the lecturer considers to be a disturbing delay in Game would be perceived. This way, live lecture and improvisation will be on the instrument allows.
BenutzerschnittstelleUser interface
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Tasteninstrument, das entweder als Harmonieträger oder als Instrument zur melodischen Stimmführung eingesetzt werden kann. Normalerweise setzt der Musiker seine rechte Hand für das Spielen klingender Töne auf der Spielklaviatur ein, während zugleich die linke Hand mittels der stummen Intonationsklaviatur die aktuelle Intonation der Töne der Spielklaviatur steuert.Act in the present invention it is a keyboard instrument, either as a harmony carrier or can be used as an instrument for melodic voice guidance. Usually the musician sets his right hand for playing sounding tones on the keyboard while at the same time the left hand using the silent intonation keyboard the current intonation of the tones the keyboard controls.
Normalklaviatur und Intonationsklaviatur werden mit Tasten normaler Größe und Anordnung ausgeführt. Bleibt die Intonationsklaviatur unbespielt, intoniert das Instrument 12-tönig gleichtemperiert. Diese Vorgehensweise gestattet es dem Künstler bei Unsicherheit über die gewünschte Intonation jederzeit in die vertraute Temperatur zu wechseln. Die Intonationsskalen Zipped, Altered und Aliquot bieten in dieser Reihenfolge ...
- – eine zunehmende Abstraktion des tonalen Geschehens gegenüber dem vertrauten Spiel mit gleichtemperierter Intonation,
- – zunehmende Möglichkeiten harmonischer Komplexität,
- – abnehmende Anschaulichkeit dessen, was auf der Klaviatur zum Erreichen eines gewünschten harmonischen Ziels geschieht.
- - an increasing abstraction of the tonal happening compared to the familiar game with equal tempered intonation,
- - increasing possibilities of harmonious complexity,
- - decreasing clarity of what happens on the keyboard to achieve a desired harmonic goal.
Der Musiker wird bei der Intonationssteuerung durch eine möglichst intuitive, auf harmonische Zusammenhänge bauende Spielweise unterstützt:
- – Die Intonationsskala Zipped gestattet in weiten Bereichen das schwebungsfreie Spiel diatonischer Zwei- und Dreiklänge. Dabei kann auf der Intonationsklaviatur in der Regel als Basiston der Grundton der auf der Normalklaviatur umspielten Harmonie gehalten werden.
- – Die Intonationsskala Altered beläßt die Intonation der diatonischen Leiter mit einer Ausnahme wie die Intonationsskala Zipped: Altered intoniert den Leitton etwas höher (17/9) und ermöglicht damit unter anderem einen interessanten, spektralharmonischen großen Septakkord (9/9 : 11/9 : 13/9 17/9), welcher unter Nutzung der Klaviaturerweiterung spielbar wird. Die Intonation der chromatischen Töne weicht von deren Intonation in der Intonationsskala Zipped ab: Die kleine Terz der Normalklaviatur wird als Blues-Terz (7/6) intoniert, die kleine Septime wird auf der Normalklaviatur zur Blues-Septime (7/4) und eignet sich damit für schwebungsfreie Wiedergabe von Dur-dom7-Akkorden. Der Tritonus und die kleine Sext werden zur Bildung alterierter Akkorde als höhere Partialtöne aufgefaßt. Auch bei Anwendung der Intonationsskala Altered kann auf der Intonationsklaviatur in der Regel als Basiston der Grundton der auf der Normalklaviatur gespielten Harmonie gespielt werden.
- – Die Intonationsskala Aliquot ist eine vollständige Nachbildung der Intervalle der Partialtonreihe und deren Abbildung auf eine Klaviatur.
- - The Zipped intonation scale allows the beating-free play of diatonic two and three-tone sounds in a wide range. As a rule, the basic tone of the harmony played around on the normal keyboard can be held as the basic key on the intonation keyboard.
- - The intonation scale Altered leaves the intonation of the diatonic conductors with one exception like the intonation scale Zipped: Altered intones the leading tone somewhat higher (17/9) and thus enables among other things an interesting, spectrally harmonic major seventh chord (9/9: 11/9: 13/9 17/9), which can be played using the keyboard extension. The intonation of the chromatic tones differs from their intonation on the intonation scale Zipped: the minor third of the normal keyboard is intoned as a blues third (7/6), the minor seventh on the normal keyboard becomes the blues seventh (7/4) and is suitable thus for beat-free reproduction of major dom7 chords. The tritone and the small sext are interpreted as higher partial tones to form altered chords. Even when using the Altered intonation scale, the keynote of the harmony played on the normal keyboard can usually be played as the basic key on the intonation keyboard.
- - The intonation scale aliquot is a complete replication of the intervals of the partial tone series and their mapping on a keyboard.
Die Anwendung der Intonationsskala Aliquot ist für den Musiker ungewohnt. Sie erfordert den größten Lernaufwand, ermöglicht jedoch andererseits eine uneingeschränkte Nutzung aller natürlichen Intervalle der Partialtonreihe ...
- – bis zum 22. Partialton als Basiston, der mit 12TET-Konvergenz intoniert werden kann und
- – bis zum 44. Partialton als an klingenden Harmonien beteiligtes Intervall.
- - up to the 22nd partial tone as the base tone, which can be intoned with 12TET convergence and
- - up to the 44th partial tone as an interval involved in sounding harmonies.
Bei Anwendung der Intonationsskala
Aliquot weichen in Abhängigkeit
von der gespielten Harmonie häufig
der Grundton dieser Harmonie und der auf der Intonationsklaviatur
gespielte Basiston voneinander ab (vergl. (
Aufnahme und WiedergabeRecording and reproduction
Aufnahme und Wiedergabe eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens funktionierenden Musikinstrumentes sollen unter Anwendung handelsüblicher MIDI-Sequencer-Programme möglich sein. Zu diesem Zweck werden bei der Aufnahme die Spielinformationen von
- – Normalklaviatur,
- – Klaviaturerweiterung und
- – Intonationsklaviatur mit spezialisierten Spielhilfen
- - normal keyboard,
- - keyboard expansion and
- - Intonation keyboard with specialized playing aids
Bevorzugte Ausführungsform des VerfahrensPreferred embodiment of the procedure
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren
in Verbindung mit einem elektronischen Tonerzeuger (
- – Tonerzeuger
mit eingebauten Oszillatoren (
57 ) als auch - – Tonerzeuger,
welche die Frequenz eines von einer externen Audiosignalquelle (
58 ) eingespeisten Signals auf elektronischem Wege kontrolliert verändern.
- - tone generator with built-in oscillators (
57 ) as well as - - Sound generator, which determines the frequency of an external audio signal source (
58 ) Modify the fed-in signal electronically in a controlled manner.
Die funktionale Trennung des Musikinstrumentes in die Hauptbaugruppen
- – Spieltisch mit Spielklaviatur und Intonationsklaviatur sowie Spielhilfen,
- – Intonationseinrichtung und
- – Tonerzeuger
- - gaming table with keyboard and intonation keyboard as well as playing aids,
- - intonation device and
- - sound generator
Eine Zusammenfassung der genannten Baugruppen zu einem Instrument in einem gemeinsamen Gehäuse unter Anwendung anderer, auch schnellerer Koppelverfahren ist ebenfalls möglich und für den Bühneneinsatz vorzuziehen. Im Falle der Automation des nach dem vorgelegten Verfahren betriebenen Instrumentes durch Sequencer-gestützte Aufnahme und Wiedergabe ist, sofern handelsübliche Sequencer-Programme zum Einsatz kommen sollen, auch hier eine MIDI-Schnittstelle erforderlich.A summary of the above Assemblies to form an instrument in a common housing Use of other, also faster coupling methods is also possible possible and for the stage use preferable. In the case of automation of the procedure presented operated instrument by sequencer-supported recording and playback is, if commercially available Sequencer programs are to be used, also here a MIDI interface required.
Beim Einsatz eines handelsüblichen Tonerzeugers ist dessen Fähigkeit zur Feinstimmung klingender Töne (Melismatik) ein wichtiges Auswahlkriterium. Die zur Anwendung kommenden Klangfarben sollten vorzugsweise
- – frei sein von eigenen Schwebungen,
- – frei sein von Vibrato und Tremolo,
- – frei von Phaser-Effekten, Chorus und sonstigen frequenzbeeinflussenden Effekten sein und ein eigenes, rein harmonisches Partialtonspektrum aufweisen.
- - be free of your own beats,
- - be free from vibrato and tremolo,
- - be free from phaser effects, chorus and other frequency-influencing effects and have their own, purely harmonic partial tone spectrum.
Vorrichtungcontraption
Die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden in folgenden Figuren veranschaulicht:The main components of the Implementation device of the method are illustrated in the following figures:
- – Spielklaviatur (
11 ), diese bestehend aus Normalklaviatur (12 ) und Klaviaturerweiterung (13 ); - – Intonationsklaviatur
(
14 )
- - keyboard (
11 ), consisting of normal keyboard (12 ) and keyboard expansion (13 ); - - intonation keyboard (
14 )
- – Haltepedal
für Intonationsklaviatur
(
52 ) - – Anordnung
Schwellerpedal für
Morphing (
53 ) - – Haltepedal
für Spielklaviatur
(
54 ), vorzugsweise gemeinsam auf Normalklaviatur und Klaviaturerweiterung wirkend - – Intonationseinrichtung
(
55 ) mit Intonationsprozeß (56 ) - – Tonerzeuger
(
57 ) mit optionaler Möglichkeit zur Einspeisung einer externen Audio-Signalquelle (58 )
- - Holding pedal for intonation keyboard (
52 ) - - arrangement of rocker pedal for morphing (
53 ) - - Holding pedal for playing keyboard (
54 ), preferably acting together on normal keyboard and keyboard expansion - - intonation device (
55 ) with intonation process (56 ) - - sound generator (
57 ) with optional possibility to feed in an external audio signal source (58 )
Vorteilebenefits
Das erfindungsgemäße Musikinstrument ermöglicht es Tasteninstrumentalisten, die Steuerung der Intonation in ihre künstlerische Darbietung zu integrieren. Bei polyphonem, harmonischen Spiel können neben schwebungsfreien Varianten vertrauter Harmonien zusätzlich gänzlich neue, eigenständige Harmonien erklingen, die jenseits der Diatonik und ihrer chromatischen Erweiterungen durchaus nicht-dissonante, eigenständige Mehrklänge darstellen.The musical instrument according to the invention makes it possible Keyboard instrumentalists who control the intonation in their artistic Integrate performance. With polyphonic, harmonic playing, you can also play without beating Variants of familiar harmonies additionally completely new, independent harmonies sound beyond diatonic and its chromatic extensions represent non-dissonant, independent multi-sounds.
Dies geschieht unter Anwendung der Partialtonreihe als naturgegebener Intervalldatenbasis, die den Verzicht auf umfangreiche Akkord- oder Frequenztabellen ermöglicht. Kadenzen und funktionale Harmoniewechsel können durch die Integration der 12-tönigen, gleichtemperierten Skala als 12-tönig temperierte Sprünge wiedergegeben werden; dadurch wird ein Zusammenspiel mit konventionellen Instrumenten unterstützt. Wahlweise kann bei ausgewählten funktionalen Harmoniewechseln der Sprung des Grundtons auch in Intervallen der Partialtonreihe erfolgen.This is done using the Partial tone series as a natural interval database that the waiver on extensive chord or frequency tables. Cadenzas and functional harmony changes can be achieved through integration the 12-note, same-tempered scale reproduced as 12-tone jumps become; this creates an interplay with conventional instruments supported. Optional can at selected functional harmony changes the jump of the fundamental tone even in intervals the partial tone series.
Durch musikalische Modulation kann ein- und derselbe Ton unmittelbar nacheinander unterschiedliche tonale Bedeutung erlangen (Enharmonik). Die dabei bei Verwendung rationaler Intervalle gelegentlich als störend in Erscheinung tretende Intonationsänderung (engl. comma-slip) wird durch das 12TET-Konvergenzkonzept abgefangen, das den als störend wahrgenommenen Ton während der Modulation bei Bedarf zeitweilig an seine 12-tönig gleichtemperierte Intonation fesselt.Through musical modulation one and the same tone one after the other different tonal Gain importance (Enharmonics). The use of rational Intervals are sometimes disturbing emerging intonation change (English comma-slip) is based on the 12TET convergence concept intercepted that as the distracting perceived sound during the modulation temporarily to its 12-tone equal tempered if necessary Intonation captivates.
Die Kombination
- – eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren intonierenden Instrumentes mit
- – künstlich angebrachter, nichtlinearer Verzerrung (engl.: Overdrive, Distortion) des Audio-Ausgangssignals
- - An instrument intoning according to the method according to the invention
- - Artificially applied, non-linear distortion (English: Overdrive, Distortion) of the audio output signal
Die technische Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens legt die Verwendung elektronischer Tonerzeuger nahe, jedoch ist im Sinne der Erfindung auch die Verwendung mechanischer und anderer, nichtelektronischer Tonerzeuger in Verbindung mit dem Verfahren erfolgversprechend.The technical implementation of the method according to the invention suggests the use of electronic sound generators, however in the sense of the invention also the use of mechanical and other non-electronic sound generator in connection with the method promising.
Vorzugsweise für experimentelle Zwecke ist
die zusätzlich
mögliche
Nutzung von Intervallen vorgesehen, welche (wie die Intervalle der
vertrauten 12-tönigen
gleichschwebenden Temperatur), auf irrationalen Frequenzverhältnissen
beruhen wie z.B. die 19-tönige
gleichtemperierte Skala, die bei zwei aufeinanderfolgenden Dritteltönen ein
Frequenzverhältnis
r = (19√
Weitere AusführungsformenOther embodiments
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch anderweitig mit Erfolg eingesetzt werden:
- – Ausführung ohne Klaviaturerweiterung bei ausschließlicher Verwendung von Normal- und Intonationsklaviatur. Damit wird die unmittelbare Erreichbarkeit zahlreicher Intervalle beschränkt, jedoch bleiben alle rationalen Intervalle bis zum 22. Partialton durch häufigeren Wechsel der Intonationsskala spielbar.
- – Klaviaturerweiterung auch für die Intonationsklaviatur, so daß auch Frequenzverhältnisse, die der Erweiterungsklaviatur zugewiesen sind, mit Konvergenz zur 12-tönig gleichtemperierten Skala wiedergegeben werden können.
- – Einsatz eines chromatischen Fußpedals (Orgelpedal) zur Unterstützung des Musikers bei der Intonationssteuerung
- – Weitere, zunächst unbelegte Intonationsskalen können dem Anwender für eigene Definitionen von Frequenzverhältnissen zur Verfügung gestellt werden (z.B. für die Wiedergabe mitteltöniger Stimmungen in allen Tonarten).
- - Version without keyboard expansion when exclusively using normal and intonation class Viatur. This limits the immediate accessibility of numerous intervals, but all rational intervals up to the 22nd partial tone remain playable by changing the intonation scale more frequently.
- - Keyboard expansion also for the intonation keyboard, so that frequency ratios that are assigned to the expansion keyboard can also be reproduced with convergence to the 12-note equal tempered scale.
- - Use of a chromatic foot pedal (organ pedal) to support the musician in intonation control
- - Additional, initially unoccupied intonation scales can be made available to the user for his own definition of frequency relationships (eg for the reproduction of mid-range moods in all keys).
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