EP4494131A1 - Musikinstrument, verfahren, computerprogramm, computerprogrammprodukt, datenträger, system und verwendung - Google Patents

Musikinstrument, verfahren, computerprogramm, computerprogrammprodukt, datenträger, system und verwendung

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Publication number
EP4494131A1
EP4494131A1 EP23721271.7A EP23721271A EP4494131A1 EP 4494131 A1 EP4494131 A1 EP 4494131A1 EP 23721271 A EP23721271 A EP 23721271A EP 4494131 A1 EP4494131 A1 EP 4494131A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tone
ratios
musical instrument
prime
space
Prior art date
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Pending
Application number
EP23721271.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thilo HIMSTEDT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anapina Instruments GmbH
Original Assignee
Anapina Instruments GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anapina Instruments GmbH filed Critical Anapina Instruments GmbH
Publication of EP4494131A1 publication Critical patent/EP4494131A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
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    • G10H2210/395—Special musical scales, i.e. other than the 12-interval equally tempered scale; Special input devices therefor
    • G10H2210/415—Equally tempered scale, i.e. note tuning scale in which every pair of adjacent notes has an identical frequency ratio equal to 2 to the power 1/n if the scale has n notes per octave
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    • G10H2210/395—Special musical scales, i.e. other than the 12-interval equally tempered scale; Special input devices therefor
    • G10H2210/471—Natural or just intonation scales, i.e. based on harmonics consonance such that most adjacent pitches are related by harmonically pure ratios of small integers
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    • G10H2210/571—Chords; Chord sequences
    • G10H2210/586—Natural chords, i.e. adjustment of individual note pitches in order to generate just intonation chords

Definitions

  • the invention relates to a musical instrument, a method, a computer program, a computer program product, a data carrier, a system and a use.
  • the musical instrument according to the invention is set up in such a way that chord expansion and modulation with prime tone ratios both smaller and larger than five can be implemented in real time/is implemented in use, this ability of the musical instrument according to the invention being illustrated, for example and in particular, with the aid of the following explanations.
  • the musical instrument according to the invention has an electronic computing unit in which the rules and calculation methods listed below are carried out, so that after the calculation and / or assignment to the individual vocal bodies - whether real or virtual - a correspondingly free game, in particular in pure mood, is possible.
  • the musical instrument according to the invention has at least one control element via which at least one action related to the chord expansion and modulation context is activated and/or deactivated.
  • the at least one chord expansion and modulation context-related action is generated using at least one computing unit.
  • An example of an electromechanical musical instrument is a dynamically tunable organ: This is characterized by the fact that each pipe has a mechanical tuning device. These are positioned by suitable servo drives so that each whistle can be retuned to the calculated pitch. The exact positioning depends on the mood-relevant The musician's input is calculated centrally by a computing unit using special software and then executed dynamically by the servo drives. Control units (touchscreen, switches, MIDI keyboard, pedals, etc.), servo motors and computing unit are digitally connected to each other.
  • a dynamically retunable software sampler is described here as an example: This is characterized by the fact that each sample can be retuned using a variable playback speed. The exact playback speed and thus pitch of each sample is calculated centrally by a computing unit depending on the musician's mood-relevant input and is subsequently executed by the software (audio engine). Control units (touchscreen, switches, MIDI keyboard, pedals, etc.) and computing unit are digitally connected to each other.
  • chord extension and modulation context is one from the following group: a. Basic structure of the tonal space (tonality):
  • Musical instrument has at least one playing unit, in particular if the game unit has at least one game element from the keyboard and pedal group.
  • At least one action related to the chord expansion and modulation context can be assigned to the at least one game unit or to the at least one game element.
  • the musical instrument has at least one amplifier unit and/or at least one loudspeaker, in order to then often dispense with physical vocal bodies and reproduce the tones generated acoustically via the at least one loudspeaker.
  • a method for retuning a musical instrument characterized in that a musical instrument according to the invention is used.
  • a computer program in particular if the program is executed on a computer, set up to carry out the method according to the invention.
  • a computer program product set up to carry out the method according to the invention.
  • a data carrier containing a computergram set up to carry out the method according to the invention.
  • the instrument according to the invention is set up to record all tonal conditions of any tonal range as primary or Integer ratios to the current reference tone can be manually and functionally and dynamically adjusted in all details.
  • the adjustment takes place via seven, interacting functions (claims 6)a) to 6)g)), which enable a maximally differentiated intonational overall result.
  • the aim is, on the one hand, to improve the intonation of existing musical works, if possible, and, on the other hand, to expand the design possibilities of harmony and melody by integrating the higher prime tone ratios in the chord as well as the distance between the reference tones of at least two tone spaces.
  • the prerequisite for mastering this extended harmony and melody is a deeper understanding of the laws of pure tuning (Prof. Martin Vogel 1923 - 2007, The Doctrine of Tonal Relations, Bonn - Bad Godesberg 1975).
  • the aim is not to use automated intonation control to minimize the compromises in terms of the purity of the intervals of any kind of temperament through automatic chord recognition and tuning correction.
  • This approach which can perhaps best be described with the term "dynamic temperature control”, is already being pursued by various projects and is therefore state of the art: Justonic Pitch Palette, Mutabor, Hermode Tuning, TransFormSynth, among others. Even if this approach is a... Although an improvement in intonation in the sense of whole-number tonal ratios can be achieved, it still denies the player active, detailed and therefore comprehensive access to the various parameters of intonation. This has the consequence that no further artistic freedom is created.
  • the musician can neither do the process
  • the mood changes can be controlled independently or consciously, as the algorithm working in the background reflects the player's artistic intention in the concrete harmonious way does not recognize the situation. Since there are usually always several fundamentally different interpretations of the harmonic connections of one and the same piece, the player lacks the opportunity to precisely implement his decisions regarding the exact pitches.
  • the player receives for the first time a reference instrument with high resolution in terms of intonation while at the same time having maximum artistic freedom of design.
  • the instrument according to the invention follows harmonic dualism (Arthur von Oettingen 1836 - 1920, The Dual Harmony System, Leipzig 1913) in the interpretation of the tonal genders: Depending on whether you set the lower or upper tone of an interval or chord as the reference tone, all can Prime or integer tone ratios are always interpreted as both upper and lower intervals. If you set the tone with the lowest frequency as the reference tone, a major chord is created. If you set the tone with the highest frequency as the reference tone, a minor chord is created.
  • This dualistic approach to the major and minor tone genders offers the decisive advantage that not only the major but also the minor chord can be expanded with higher prime tone ratios. These higher prime tone ratios, interpreted as subintervals, always form new pitches that cannot be represented with upper intervals. This opens up new harmonious possibilities for making music in pure tuning.
  • the instrument offers the possibility of choosing between a basic structure of the tonal space in which all tonal locations are predominantly as integer multiples of the reference tone (otonality), i.e. in the area of improper breaks, or predominantly as integer divisors of the Reference tone (utonality) ie in the area of real breaks.
  • limit Limitation of the sound space (limit):
  • the groups of prime numbers are defined as values within the boundaries of the upper octaves (2 A n to 2 A n+l) for otonality or within the boundaries of the lower octaves (l/2 A n to l/2 A n+l) for utonality in relation to the reference tone.
  • Shifting the tone space (modulation) The instrument according to the invention offers the possibility of modulating any reference tone including its defined tone space by selecting simple and higher prime tone ratios. This means that the player not only has access to chord connections that are based on fifth relationships (ratios of threes) and thirds (ratios of fives), but also on the higher prime relationships (ratios of 7, 11, 13, etc.).
  • This function represents a combination of the functions d. and f. and offers advantages if only one keyboard is available. By determining which tonal locations are still present after modulation, it is possible to make harmonically more distant tonal spaces or tonal locations available at the same time within certain limits. f. Distance between main tonal space and secondary tonal spaces (distance):
  • This function offers the possibility of continuously switching between a tone range of any temperature or a tone range based on tone ratios of three (limit 3) to a tone range based on tone ratios greater than three (limit >3) using a continuous controller. All tone locations calculated from this are not integers. Exceptions are the tone locations when the end position of the controller is reached with Limit >3 or Limit 3.
  • the continuous progression towards a pure melodic mood or temperament should occur depending on the tempo of the harmony change and must be decided on a case-by-case basis.
  • the constant change enables, on the one hand, a seamless connection of melodic, virtuoso sections (limit 3) to harmonically rich sections of a piece of music (limit > 3) and, on the other hand, a seamless connection of very fast harmony changes where the player does not have the time to make adjustments (tempered). slower passages with full pitch parameter adjustment (limit >3).

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

Musikinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass dieses derart eingerichtet ist, dass beliebige Tonräume basierend entweder auf primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder auf temperierten Tonverhältnissen in Echtzeit mit primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder mit temperierten Tonverhältnissen sowohl erweiterbar als auch modulierbar sind/im Einsatz sowohl erweitert als auch moduliert werden.

Description

Musikinstrument, Verfahren, Computerprogramm, Computerprogrammprodukt, Datenträger, System und Verwendung
Die Erfindung betrifft ein Musikinstrument, ein Verfahren, ein Computerprogramm, ein Computerprogrammprodukt, einen Datenträger, ein System und eine Verwendung.
Es ist bis zum heutigen Tag nicht möglich, mit einem Musikinstrument in reiner Stimmung in Echtzeit beliebige Akkorde mit höheren primzahligen Tonverhältnissen zu erweitern und diese Akkorde frei in die höheren primzahligen Verhältnisse zu modulieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Musikinstrument nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 11, ein Computerprogramm nach Anspruch 12, ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13, einen Datenträger nach Anspruch 14, ein System nach Anspruch 15 und eine Verwendung nach Anspruch 16.
Das erfindungsgemäße Musikinstrument ist derart eingerichtet, dass eine Akkorderweiterung und ein Modulieren mit primzahligen Tonverhältnissen sowohl kleiner als auch größer Fünf in Echtzeit realisierbar ist/ im Einsatz realisiert wird, wobei diese Fähigkeit des erfindungsgemäßen Musikinstrumentes beispielsweise und insbesondere anhand der nachfolgenden Erläuterungen dargestellt wird.
In diesem Kontext ist es vorteilhaft, da bewährt, dass es sich um ein elektromechanisches Musikinstrument handelt, mit einer Stimmeinrichtung zum dynamischen Umstimmen von Stimmkörpern, so dass eine Akkorderweiterung und Modulieren mit primzahligen Tonverhältnissen sowohl kleiner als auch größer Fünf in Echtzeit realisierbar ist/ im Einsatz realisiert wird.
Bestätigungskopiel Weiterhin ist es in diesem Kontext vorteilhaft, dass es sich um ein elektronisches Musikinstrument handelt, mit einer Stimmeinrichtung zum Stimmen von virtuellen Stimmkörpern, so dass eine Akkorderweiterung und ein Modulieren mit primzahligen Tonverhältnissen sowohl kleiner als auch größer Fünf realisierbar ist/ im Einsatz realisiert wird.
Mit erfindungswesentlich ist, dass das erfindungsgemäße Musikinstrument eine elektronische Recheneinheit aufweist, in der die weiter unten aufgeführten Regeln und Rechenmethoden durchgeführt werden, so dass nach der Berechnung und/oder Zuweisung zu den einzelnen Stimmkörpern - ob real oder virtuell - ein entsprechend freies Spiel, insbesondere in reiner Stimmung, möglich ist.
Zum praktikablen Spielen ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Musikinstrument mindestens ein Bedienelement aufweist, über das mindestens eine Akkorderweiterungs- und Modulierungskontext bezogene Aktion aktiviert und/oder deaktiviert wird.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass die mindestens eine Akkorderweiterungs- und Modulierungskontext bezogene Aktion mittels mindestens einer Recheneinheit generiert wird.
Für ein elektromechanisches Musikinstrument sei hier beispielhaft und insbesondere eine dynamisch umstimmbare Orgel beschrieben: Diese zeichnet sich dadurch aus, dass jede Pfeife über eine mechanische Stimmvorrichtung verfügt. Diese werden durch geeignete Servoantriebe positioniert, so dass jede Pfeife auf die berechnete Tonhöhe umgestimmt werden kann. Die genaue Positionierung wird abhängig von den stimmungsrelevanten Eingaben des Musikers mittels einer speziellen Software zentral von einer Recheneinheit berechnet und in der Folge von den Servoantrieben dynamisch ausgeführt. Bedieneinheiten (Touchscreen, Schalter, MIDI Keyboard, Pedale, usw.), Servomotoren und Recheneinheit sind digital miteinander verbunden.
Für ein elektronisches Musikinstrument sei hier beispielhaft und insbesondere ein dynamisch umstimmbarer Softwaresampler beschrieben: Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Sample mittels veränderbarer Abspielgeschwindigkeit umstimmbar ist. Die genaue Abspielgeschwindigkeit und damit Tonhöhe eines jeden Samples wird abhängig von den stimmungsrelevanten Eingaben des Musikers zentral von einer Recheneinheit berechnet und in der Folge von der Software (Audioengine) ausgeführt. Bedieneinheiten (Touchscreen, Schalter, MIDI Keyboard, Pedale, usw.) und Recheneinheit sind digital miteinander verbunden.
Im erfindungsgemäßen Zusammenhang ist es vorteilhaft, da bewährt, dass es sich bei der mindestens einen Akkorderweiterungs- und Modulierungskontext bezogenen Aktion um eine aus der nachfolgenden Gruppe handelt: a. Grundstruktur des Tonraums (Tonalität):
Umschalten zwischen einem Tonraum in dem die Tonverhältnisse im Verhältnis zum Bezugston einerseits überwiegend als ganzzahlige Vielfache und andererseits überwiegend als ganzzahlige Teiler berechnet werden; b. Begrenzung des Tonraums (Limit):
Auswahl einer Ober- bzw. Untergrenze der im Tonraum vorhandenen primzahligen Tonverhältnisse; c. Belegung der Oktavlagen des Tonraums (Full Keyboard Tuning): Umschalten zwischen einer oktavgebundenen und einer nicht oktavgebundenen Ersetzung der durch Auswahl einer Ober- bzw. Untergrenze festgelegten primzahligen Tonverhältnisse durch der Oktavlage entsprechende größere bzw. kleinere primzahlige Tonverhältnisse; d. Verschiebung des Tonraums bzw. der Tonräume (Modulation):
Modulation eines Bezugstons und seines definierten Tonraums oder mehrerer, in prim- bzw. ganzzahligem Tonverhältnis stehender Bezugstöne und deren definierter Tonräume über die Auswahl eines prim- bzw. ganzzahligen Tonverhältnisses; e. Verschränkung zweier bzw. mehrerer Tonräume (Übergang):
Auswahl von nach der Modulation weiterhin vorhandenen Tonorten; f. Entfernung zwischen Haupttonraum und Nebentonräumen (Distanz):
Auswahl der Distanz zwischen mindestens zwei Bezugstönen von mindestens zwei Tonräumen über die Auswahl eines prim- bzw. ganzzahligen Tonverhältnisses oder entsprechend mehrerer prim- bzw. ganzzahliger Tonverhältnisse; g. Stetiger Wechsel zwischen einem temperierten bzw. eindimensionalen und einem mehrdimensionalen Tonraum (Verlauf): Umschalten zwischen einer Auswahl einer Stimmung aus einem stetigen Wechsel zwischen einer beliebigen Temperierung und einer Stimmung basierend auf Tonverhältnissen der Drei (pythagoreische Stimmung) hin zu einer Stimmung basierend auf Tonverhältnissen größer Drei.
Praktischerweise ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße
Musikinstrument mindestens eine Spieleinheit aufweist, insbesondere, wenn die Spieleinheit mindestens ein Spielelement aus der Gruppe Klaviatur, Pedal aufweist.
In diesem Kontext ist es vorteilhaft, da bewährt, wenn der mindestens einen Spieleinheit oder dem mindestens einen Spielelement mindestens eine den Akkorderweiterungs- und Modulierungskontext bezogene Aktion zuweisbar ist/zugewiesen ist.
Praxisbezogen ist es vorteilhaft, wenn das Musikinstrument mindestens eine Verstärkereinheit und/oder mindestens einen Lautsprecher aufweist, um dann häufig auf physische Stimmkörper zu verzichten und über den mindestens einen Lautsprecher die erzeugten Töne akustisch wiederzugeben.
Weiterhin werden erfindungsgemäß beansprucht:
Ein Verfahren zum Umstimmen eines Musikinstrumentes, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfindungsgemäßes Musikinstrument verwendet wird.
Ein Computerprogramm, insbesondere wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird, eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Computerprogrammprodukt, eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Datenträger, enthaltend ein Computergramm, eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein System, eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder des erfindungsgemäßen Computerprogramms und/oder des erfindungsgemäßen Computerprogrammproduktes und/oder des erfindungsgemäßen Datenträgers und/oder des erfindungsgemäßen Musikinstrumentes und/oder des erfindungsgemäßen Systems zum Spielen dahingehend, dass eine Erweiterung sowie Modulieren eines beliebigen Tonraums mit primzahligen Tonverhältnissen sowohl kleiner als auch größer Fünf realisierbar wird und/ oder zum Spielen dahingehend, dass mittels Umstimmens während des Spiels sämtliche Intervalle eines Akkordes und sämtliche Akkorde zueinander in reiner Stimmung wiedergegeben werden können; und/oder zum Spielen in jeder in Bezug auf die temperierte Stimmung definierten Tonart des Quintenzirkels in temperierter und reiner Stimmung und in jeder Abstufung dazwischen mittels Umstimmens während des Spiels realisierbar ist/ im Einsatz realisiert wird.
Die nachfolgenden Ausführungen stellen die allgemeinen Prinzipien des erfindungsgemäßen Musikinstrumentes dar.
Das erfindungsgemäße Instrument ist dafür eingerichtet alle Tonverhältnisse eines beliebigen Tonraums als prim- bzw. ganzzahlige Verhältnisse zum aktuellen Bezugston manuell in allen Details funktional und dynamisch anzupassen. Die Anpassung geschieht über sieben, miteinander interagierende Funktionen (Patentanspruch 6)a) bis 6)g)), die ein maximal differenziertes intonatorisches Gesamtergebnis ermöglichen.
Ziel ist es zum einen, die Intonation existierender Musikwerke, wenn möglich, zu verbessern und zum anderen über die Integration der höheren primzahligen Tonverhältnisse im Akkord wie auch als Distanz zwischen den Bezugstönen von mindestens zwei Tonräumen die Gestaltungsmöglichkeiten der Harmonik und Melodik zu erweitern. Voraussetzung für die Beherrschung dieser erweiterten Harmonik und Melodik ist ein vertieftes Verständnis der Gesetze der reinen Stimmung (Prof. Martin Vogel 1923 - 2007, Die Lehre von den Tonbeziehungen, Bonn - Bad Godesberg 1975).
Ziel ist es nicht, mittels einer automatisierten Intonationssteuerung, die Kompromisse in Bezug auf die Reinheit der Intervalle einer wie auch immer gearteten Temperierung durch eine selbsttätige Akkorderkennung und Stimmungskorrektur zu minimieren. Dieser Ansatz, der sich vielleicht am besten mit dem Begriff „dynamische Temperierung" umschreiben lässt, wird bereits von verschiedenen Projekten verfolgt und ist damit Stand der Technik: Justonic Pitch Palette, Mutabor, Hermode Tuning, TransFormSynth, u.a.. Auch wenn mit diesem Ansatz eine Verbesserung der Intonation im Sinne ganzzahliger Tonverhältnisse erreicht werden kann, so verwehrt er trotzdem dem Spieler einen aktiven, detaillierten und damit umfänglichen Zugriff auf die verschiedenen Parameter der Intonation. Dies hat zur Folge, dass keine weitere künstlerische Gestaltungsfreiheit entsteht. Der Musiker kann weder den Prozess der Stimmungsveränderungen selbständig steuern noch bewusst gestalten, da der im Hintergrund arbeitende Algorithmus die künstlerische Intention des Spielers in der konkreten harmonischen Situation nicht erkennt. Da es meistens immer mehrere grundverschiedene Interpretationen der harmonischen Zusammenhänge von ein und demselben Stück gibt, fehlt dem Spieler die Möglichkeit, seine Entscheidungen bezüglich der genauen Tonhöhen präzise umzusetzen.
Notgedrungen entsteht ein in gewissen Grenzen verharrendes intonatorisches Standardergebnis, das aber nur selten in musikalisches Neuland vorstößt.
Anhand des folgenden Beispiels sei dieser Sachverhalt verdeutlicht: Eines der ungeschriebenen Gesetze der Musik ist das Bestreben, die Grundstimmung stabil zu halten. Das heißt, dass die Tonhöhe des Bezugstons der Ausgangsharmonie sich über den Verlauf des Musikstücks nicht verändern darf. Alle oben genannten Software Projekte sind bestrebt, dieses Gesetz zu erfüllen. Musiziert man aber mit vollständig reingestimmten Intervallen, so erscheint durch die anfallenden Kommata von selbst das Phänomen des intonatorischen „Vagabundierens", also das wiederholte Steigen und Fallen der Gesamtstimmung.
Verschiedene Renaissancemeister wie z.B. Heinrich Schütz (1585 - 1672) nutzten genau dieses Vagabundieren, um den Inhalt des Gesangstexts mittels der Intonation noch intensiver erfahrbar zu machen. In einigen Werken versah Schütz negativ konnotierte Inhalte mit fallender Gesamtstimmung und positiv konnotierte Inhalte mit steigender Gesamtstimmung. Dies geschah in einer Epoche, in denen die Tasteninstrumente noch nicht intonatorisch dominierten. Die eingesetzten Melodieinstrumente (Sänger, Streicher, Bläser) verfügten alle über einen ausreichenden Ziehbereich, der ihnen gestattete, die kompositorisch gewollten, teils beträchtlichen Intonationsabweichungen darzustellen. Das Continuo-Instrument (Truhenorgel) erfüllte damals eher die Funktion eines Stützinstruments für die Einstudierung der Literatur als die eines exakten Referenzinstruments.
Mit dem erfindungsgemäßen Instrument erhält der Spieler erstmalig ein in Bezug auf die Intonation hochauflösendes Referenzinstrument bei gleichzeitiger maximaler künstlerischer Gestaltungsfreiheit.
Ausführliche Beschreibung der sieben Parameter der reinen Stimmung: a. Grundstruktur der Tonraums (Tonalität):
Das erfindungsgemäße Instrument folgt in der Interpretation der Tongeschlechter dem Harmonischen Dualismus (Arthur von Oettingen 1836 - 1920, Das duale Harmoniesystem, Leipzig 1913): Je nachdem, ob man den unteren oder den oberen Ton eines Intervalls bzw. Akkords als Bezugston festlegt, können alle prim- bzw. ganzzahligen Tonverhältnisse immer sowohl als Ober- als auch als Unterintervall interpretiert werden. Legt man den Ton mit der tiefsten Frequenz als Bezugston fest, so entsteht ein Durakkord. Legt man den Ton mit der höchsten Frequenz als Bezugston fest, so entsteht ein Mollakkord. Diese dualistische Betrachtungsweise der Tongeschlechter Dur und Moll bietet den entscheidenden Vorteil, dass man nicht nur den Dur- sondern auch den Mollakkord mit höheren primzahligen Tonverhältnissen erweitern kann. Diese als Unterintervalle gedeuteten höheren primzahligen Tonverhältnisse bilden stets neue Tonhöhen aus, die mit Oberintervallen nicht dargestellt werden können. Hieraus ergeben sich für das Musizieren in reiner Stimmung neue harmonische Möglichkeiten.
Für diesen Zweck bietet das Instrument die Möglichkeit, zwischen einer Grundstruktur des Tonraums, in dem alle Tonorte überwiegend als ganzzahlige Vielfache des Bezugstons (Otonalität) d.h. im Bereich der unechten Brüche, oder überwiegend als ganzzahlige Teiler des Bezugstons (Utonalität) d.h. im Bereich der echten Brüche, umzuschalten. b. Begrenzung des Tonraums (Limit):
Dieser Parameter betrifft die Steuerung der Ober- bzw. Untergrenze der aktuell im Tonraum vorhandenen primzahligen Tonverhältnisse bzw. Dimensionen im Eulerschen Tonnetz. Der heute hierfür übliche Begriff „Limit" wurde von Harry Partch (Instrumentenbauer, Musiker, Komponist, USA, 1901 - 1974) geprägt. Ziel dieser Funktion ist es, die Anzahl der höheren primzahligen Tonverhältnisse für jede aktuelle Harmonie zentral und damit effektiv festzulegen. c. Belegung der Oktavlagen des Tonraums (Full Keyboard Tuning):
Möchte man mit höheren primzahligen Tonverhältnissen musizieren, so ist darauf zu achten, dass diese im Verhältnis zum Bezugston in ihren günstigen Oktavlagen erscheinen gemäß des Ober- bzw. Untertonspektrums. Je größer das primzahlige Tonverhältnis, desto weiter entfernt sollte es vom Bezugston erklingen. Trotzdem ist es möglich, den Abstand zum Bezugston in gewissen Grenzen frei zu wählen, also diese Tonverhältnisse nach „oben" oder „unten" zu oktavieren, so dass sie in ihrem spezifischen Charakter vom Ohr noch erkannt werden. Um die Auswahl der Oktavlagen nicht für jedes einzelne Tonverhältnis manuell vornehmen zu müssen, hat der Spieler über diese Funktion die Möglichkeit, diese Verhältnisse in Abhängigkeit des aktuell eingestellten Limits als Gruppen auf die Oktavräume ober- bzw. unterhalb des Bezugstons anzuordnen. Die Gruppen der Primzahlen sind definiert als Werte innerhalb der Grenzen der Oberoktaven (2An bis 2An+l) für Otonalität bzw. innerhalb der Grenzen der Unteroktaven (l/2An bis l/2An+l) für Utonalität im Verhältnis zum Bezugston. d. Verschiebung des Tonraums (Modulation): Das erfindungsgemäße Instrument bietet die Möglichkeit, jeden beliebigen Bezugston samt seines definierten Tonraums über die Auswahl von einfachen und höheren primzahligen Tonverhältnissen zu modulieren. Somit stehen dem Spieler nicht nur Akkordverbindungen zur Verfügung, die auf Quintverwandtschaften (Verhältnisse der Drei) und Terzverwandtschaften (Verhältnisse der Fünf) basieren, sondern auch auf den höheren primzahligen Verwandtschaften (Verhältnisse der 7, 11, 13, usw.). Diese Modulationen mit höheren primzahligen Verhältnissen erlauben es, z.B. eine blue-note der Bluesskala (Verhältnis der 7) zum neuen Bezugston samt harmonischer Umgebung umzudeuten. Durch die Integration der höheren primzahligen Tonverhältnisse im Akkord und als Grundlage für die Modulation desselben ist es möglich, beliebig enge bzw. weite Halbtöne zu erzeugen, womit man den harmonischen Spannungsverlauf sehr genau steuern kann. e. Verschmelzung zweier bzw. mehrerer Tonräume (Übergang):
Diese Funktion stellt eine Kombination aus den Funktionen d. und f. dar und bietet Vorteile, wenn nur eine Klaviatur vorhanden ist. Indem man festlegt, welche Tonorte nach der Modulation weiterhin vorhanden sind, ist es möglich, harmonisch entferntere Tonräume bzw. Tonorte innerhalb gewisser Grenzen gleichzeitig verfügbar zu machen. f. Entfernung zwischen Haupttonraum und Nebentonräumen (Distanz):
Um die Anzahl der Umstimmungen während des Spielens zu reduzieren, empfiehlt es sich, mit mindestens 2 Klaviaturen zu arbeiten, denen jeweils ein eigener Tonraum zugeordnet ist. Mit der hier vorliegenden Funktion lässt sich die Distanz zwischen dem Hauptbezugston samt Tonraum und dem Nebenbezugston samt Tonraum bzw. den Nebenbezugstönen samt Tonräumen über die Auswahl prim- bzw. ganzzahliger Tonverhältnisse eindeutig festlegen. Diese Funktion ist für die volle Integration der höheren primzahligen Tonverhältnisse in den harmonischen Satz unverzichtbar. g. Stetiger Wechsel zwischen einem temperierten bzw. einem eindimensionalen und einem mehrdimensionalen Tonraum (Verlauf):
Diese Funktion bietet die Möglichkeit, mittels eines kontinuierlichen Reglers stufenlos zwischen einem beliebig temperierten Tonraum bzw. einem Tonraum basierend auf Tonverhältnissen der Drei (Limit 3) hin zu einem Tonraum basierend auf Tonverhältnissen größer Drei (Limit >3) stetig zu wechseln. Alle hieraus berechneten Tonorte sind nicht ganzzahlig. Ausnahmen bilden die Tonorte, wenn die Endposition des Reglers mit Limit >3 bzw. Limit 3 erreicht wird.
Progression Melodiestimmung Harmoniestimmung
1. temperiert Limit >3
2. Limit 3 Limit >3
Damit der Hörer eine Harmoniefolge erfassen kann, ist eine bestimmte Zeitspanne erforderlich, in der das Ohr die beteiligten Frequenzen aufnimmt und das Gehirn diese analysiert und zueinander in Beziehung setzt. Überschreitet der harmonische Wechsel ein bestimmtes Tempo, ist der Hörer nicht mehr in Lage, verschiedene Frequenzen eindeutig in Beziehung zu setzen. Je ganzzahliger die beteiligten Tonverhältnisse sind, desto kürzer ist die dafür benötigte Zeit.
Ab einem bestimmten Tempo des harmonischen Fortschreitens macht es keinen Sinn mehr, alle Tonverhältnisse reinzustimmen, da die für die reine Stimmung notwendigen und zum Teil umfangreichen Tonhöhenkorrekturen vom Hörer als solche nicht mehr wahrgenommen werden. Für diese Situation steht es dem Spieler frei, stufenlos entweder in eine reine Melodiestimmung (pythagoreische Stimmung) oder in eine wie auch immer geartete Temperierung hinüberzugleiten.
Der kontinuierliche Verlauf hin zu einer reinen Melodiestimmung bzw. Temperierung sollte in Abhängigkeit vom Tempo des Harmoniewechsels geschehen und ist von Fall zu Fall neu zu entscheiden. Der stetige Wechsel ermöglicht einerseits eine nahtlose Anbindung melodiebetonter, virtuoser Abschnitte (Limit 3) an harmonisch reichhaltige Abschnitte eines Musikstücks (Limit >3) und andererseits eine nahtlose Anbindung sehr schneller Harmoniewechsel, wo dem Spieler die Zeit fehlt, Einstellungen vorzunehmen (temperiert), an langsamere Passagen mit vollständiger Einstellung der Tonhöhenparameter (Limit >3).
Im Zusammenspiel von redundanten, auf schnelle Bedienung optimierten Steuerelementen mit den hier beschrieben 7 Subparametern der Intonation entsteht die Möglichkeit, mit allen Details in reiner Stimmung und voller künstlerischer Freiheit, flüssig zu musizieren.

Claims

Patentansprüche
1) Musikinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass dieses derart eingerichtet ist, dass beliebige Tonräume basierend entweder auf primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder auf temperierten Tonverhältnissen in Echtzeit mit primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder mit temperierten Tonverhältnissen sowohl erweiterbar als auch modulierbar sind/im Einsatz sowohl erweitert als auch moduliert werden.
2) Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein elektromechanisches Musikinstrument handelt, mit einer Stimmeinrichtung zum dynamischen Umstimmen von Stimmkörpern, so dass beliebige Tonräume basierend entweder auf primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder auf temperierten Tonverhältnissen in Echtzeit mit primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder mit temperierten Tonverhältnissen sowohl erweiterbar als auch modulierbar/ im Einsatz sowohl erweitert als auch moduliert werden.
3) Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein elektronisches Musikinstrument handelt, mit einer Stimmeinrichtung zum Stimmen von virtuellen Stimmkörpern, so dass beliebige Tonräume basierend entweder auf primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder auf temperierten Tonverhältnissen in Echtzeit mit primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf oder mit temperierten Tonverhältnissen sowohl erweiterbar als auch modulierbar/ im Einsatz sowohl erweitert als auch moduliert werden.
4) Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens ein Bedienelement aufweist, über das mindestens eine Tonraumerweiterungs- und Modulierungskontext bezogene Aktion aktiviert und/oder deaktiviert wird.
5) Musikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Tonraumerweiterungs- und Modulierungskontext bezogene Aktion mittels mindestens einer Recheneinheit generiert wird. 6) Musikinstrument nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Tonraumerweiterungs- und Modulierungskontext bezogenen Aktion um eine aus der nachfolgenden Gruppe handelt: a) Grundstruktur des Tonraums:
Umschalten zwischen einem Tonraum in dem die Tonfrequenzen im Verhältnis zum Bezugston einerseits überwiegend als ganzzahlige Vielfache und andererseits überwiegend als ganzzahlige Teiler berechnet werden; b) Begrenzung des Tonraums:
Auswahl einer Ober- bzw. Untergrenze der im Tonraum vorhandenen primzahligen Tonverhältnisse; c) Belegung der Oktavlagen des Tonraums:
Umschalten zwischen einer oktavgebundenen und einer nicht oktavgebundenen Ersetzung der durch Auswahl einer Ober- bzw. Untergrenze festgelegten primzahligen Tonverhältnisse durch der Oktavlage entsprechende größere bzw. kleinere primzahlige Tonverhältnisse; d) Verschiebung des Tonraums bzw. der Tonräume:
Modulation eines Bezugstons und seines definierten Tonraums oder mehrerer, in prim- bzw- ganzzahligen Tonverhältnis stehender Bezugstöne und deren definierter Tonräume über die Auswahl eines prim- bzw. ganzzahligen
Tonverhältnisses; e) Verschränkung zweier bzw. mehrerer Tonräume:
Auswahl von nach der Modulation weiter vorhandenen Tonorten; f) Entfernung zwischen Haupttonraum und Nebentonräumen: Auswahl der Distanz zwischen mindestens zwei Bezugstönen von mindestens zwei
Tonräumen über die Auswahl eines prim- bzw. ganzzahligen Tonverhältnisses oder entsprechend mehrerer prim- bzw. ganzzahliger Tonverhältnisse; g) Stetiger Wechsel zwischen einem temperierten bzw. eindimensionalen und einem mehrdimensionalen Tonraum: Umschalten zwischen einer Auswahl einer Stimmung aus einem stetigen Wechsel zwischen einer beliebigen Temperierung und einer Stimmung basierend auf Tonverhältnissen der Drei (pythagoreische Stimmung) hin zu einer Stimmung basierend auf Tonverhältnissen größer Drei.
7) Musikinstrument nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens eine Spieleinheit aufweist.
8) Musikinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spieleinheit mindestens ein Spielelement aus der Gruppe Klaviatur, Pedal aufweist.
9) Musikinstrument nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Spieleinheit oder dem mindestens einen Spielelement mindestens eine den Tonraumerweiterungs- und Modulierungskontext bezogene Aktion zuweisbar ist/zugewiesen ist.
10) Musikinstrument nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens eine Verstärkereinheit und/oder mindestens einen Lautsprecher aufweist.
11) Verfahren zum Umstimmen eines Musikinstrumentes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
12) Computerprogramm, insbesondere wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11.
13) Computerprogrammprodukt, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11.
14) Datenträger, enthaltend ein Computergramm, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11.
15) System, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11.
16) Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 11 und/oder des Computerprogramms nach Anspruch 12 und/oder des Computerprogrammproduktes nach Anspruch 13 und/oder des Datenträgers nach Anspruch 14 und/oder des Musikinstrumentes nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder des Systems nach Anspruch 15 zum Spielen dahingehend, dass eine Erweiterung sowie Modulieren eines beliebigen Tonraums mit primzahligen Tonverhältnissen auch größer Fünf realisierbar wird/im Einsatz realisiert wird; und/ oder zum Spielen dahingehend, dass mittels Umstimmens während des Spiels sämtliche Intervalle eines Akkordes und sämtliche Akkorde zueinander in reiner Stimmung wiedergebbar sind/im Einsatz wiedergegeben werden; und/ oder zum Spielen in jeder in Bezug auf die temperierte Stimmung definierten Tonart des Quintenzirkels in temperierter und reiner Stimmung und in jeder beliebigen, linearen Abstufung dazwischen mittels Umstimmens während des Spiels realisierbar ist/ im Einsatz realisiert wird.
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