Der Begriff "subtraktive Synthese" mag hochtrabend und theoretisch klingen. Wenn Sie sich jedoch schon einmal mit der Musikproduktion mit einem Synthesizer beschäftigt haben, sind die Chancen groß, dass Sie damit bereits vertraut sind.

Die subtraktive Synthese ist seit langem der vorherrschende Synthesetyp, der aus der Ära der analogen Synthesizer stammt, aber in unzähligen digitalen Hardware-Synthesizern und Synth-VSTs weiterlebt. Die Konzepte der subtraktiven Synthese zu verstehen, kann sich als entmutigend erweisen, vor allem, wenn Sie gerade erst in die Welt der Synthesizer einsteigen, aber keine Angst, sie ist nicht so einschüchternd, wie es vielleicht scheint.

In diesem Leitfaden bieten wir eine umfassende Aufschlüsselung der subtraktiven Synthese, damit Sie selbstbewusster mit Synthesizern schreiben, spielen und produzieren können.

Was ist subtraktive Synthese?

Die Kunst der subtraktiven Synthese besteht darin, musikalische Klänge zu erzeugen, indem man mit einer harmonisch dichten Wellenform beginnt und diese anschließend durch Filter und andere Formen der Bearbeitung verfeinert.

Mit "harmonisch dichten" Wellenformen meine ich die üppigen harmonischen Wellenformen, die durch elementare Formen wie Rechteck- oder Sägewellen erzeugt werden. Elektronische Oszillatoren können diese Grundwellen zwar mühelos erzeugen, aber sie fesseln den Hörer nicht von allein.

Wenn Sie mehr musikalische Reize erzeugen wollen, müssen Sie die Texturen, die Frequenzverteilung und die Dynamik dieser Wellenformen manipulieren.

Dazu verwenden wir die subtraktive Synthese.

Was macht die subtraktive Synthese so einzigartig?

Es gibt viele andere Arten der Synthese, von der additiven Synthese über die Wavetable-Synthese bis zur FM-Synthese und darüber hinaus. Sehen wir uns nun einige der beliebtesten Synthesearten an und wie sie sich von der subtraktiven Synthese unterscheiden.

In den letzten Jahren hat sich die Wavetable-Synthese zu einem wichtigen Werkzeug in der Musikproduktion entwickelt. Mit der Fähigkeit, einzigartige Klänge durch das Morphen von Oszillatorwellen zu erzeugen, die aus Audiosamples stammen, wird diese Technik oft als samplebasierte Synthese bezeichnet.

Im Gegensatz zur subtraktiven Synthese, die auf einer grundlegenden Wellenform basiert, verwendet die Wavetable-Synthese eine Sammlung von Wavetable-Frames, die durchlaufen werden können und so ein Gefühl der dynamischen Bewegung vermitteln.

Im Gegensatz dazu wird bei einer anderen beliebten Syntheseart, der Frequenzmodulationssynthese, auch FM-Synthese genannt, die Frequenz der ursprünglichen Wellenform moduliert, um ein neues Frequenzspektrum zu erzeugen.

Die FM-Synthese ist dafür bekannt, dass sie Klänge erzeugt, die als schrill und metallisch bezeichnet werden. Wenn Sie ein auditives Beispiel suchen, denken Sie an die knurrigen Mittenbässe, die in den frühen 2010er Jahren im Bro-Step-Genre weit verbreitet waren.

Die Feinheiten des Signalflusses in subtraktiven Synthesizern

Bevor Sie nun wie ein verrückter Wissenschaftler an den Reglern herumschrauben (was ich auf jeden Fall empfehle), sollten Sie sich mit den einzelnen Komponenten im Signalweg vertraut machen und wissen, wie sie zum Gesamtklang beitragen.

Das Wichtigste zuerst: Sie wissen wahrscheinlich, oder haben zumindest davon gehört, dass der Oszillator das Gehirn hinter dem Betrieb ist. Ohne einen Oszillator hätte Ihr subtraktiver Synthesizer keine Möglichkeit, eine reichhaltige Wellenform zu erzeugen, die die Grundlage für Ihr Patch bildet.

Dann gibt es noch einige andere Parameter, die den oszillierten Sound interessanter machen, darunter der Verstärker, das Filter, der LFO und der Hüllkurvengenerator. Diese Module sind die Bausteine eines typischen subtraktiven Synthesizers, und jedes von ihnen hat eine einzigartige Rolle zu spielen.

Keine Sorge, wir werden jedes dieser Module im Detail durchgehen. Und damit das Ganze noch mehr Spaß macht, haben wir ein kleines Diagramm erstellt, das visuell veranschaulicht, wie jedes dieser Module nacheinander funktioniert:

Wenn Sie das obige Foto betrachten, fällt Ihnen als erstes die Modulator-Sektion auf. Es ist wichtig zu verstehen, dass Modulatoren entweder LFOs oder Hüllkurvengeneratoren sein können, worauf wir später noch eingehen werden.

Das Wichtigste ist, dass die meisten subtraktiven Synthesizer diesem Layout folgen. Wer sich mit der Geschichte der Synthesizer auskennt, weiß jedoch, dass das nicht immer so war.

Damals bestanden die OG-Synthesizer aus einem Patchwork einzelner Module, die mit Kabeln verbunden waren, die der Benutzer manuell einstecken musste.

Das, meine Freunde, ist es, was wir als modulare Synthese bezeichnen.

Diese wilde Methode ist auch heute noch bei Eurorack-Fans beliebt.

Das Tolle an modernen modularen Synthesizern ist, dass sie immer noch der gleichen subtraktiven Architektur folgen wie ihre Vorgänger.

Natürlich erhalten Sie die größte Flexibilität, wenn Sie einzelne Module zusammenschalten, aber viele Synthesizer-Entwickler haben erkannt, dass die meisten Musiker Gewohnheitstiere sind und ihre Signalflüsse immer wieder auf die gleiche Weise einstellen.

Eine der Folgen dieses Denkprozesses war die Geburt eines der ersten All-in-One-Synthesizer der Branche, des legendären Minimoog. Wenn Sie sich die meisten der heutigen subtraktiven Synthesizer ansehen, werden Sie feststellen, dass sie im Grunde genommen den gleichen Ablauf haben.

Natürlich ist das nur die Spitze des Eisbergs! Gehen wir etwas tiefer in jedes Element der Signalkette, um ein besseres Verständnis dafür zu bekommen, was sie alle tun.

Die verschiedenen Elemente der Synthese

Oszillatoren

Wenn Sie endlich bereit sind, ein paar süße Synthesizer-Sounds einzustellen, werden Sie als erstes mit dem Oszillator beginnen! Wie wir bereits gesagt haben, ist dies das Gehirn des Geräts.

Und obwohl dies nur der Anfang des Signalflusses ist, haben die Einstellungen, die Sie für Ihren Oszillator wählen, einen erheblichen Einfluss auf die Art und Weise, wie Ihr endgültiges Patch klingt.

Die meisten Synthesizer-Oszillatoren auf dem Markt bieten Ihnen eine Auswahl an verschiedenen Wellenformen, die Sie als Ausgangspunkt verwenden können. Diese sind wie die verschiedenen Eissorten - es gibt die Klassiker und die exotischeren Varianten.

Zu den gängigsten Wellenformen, die Sie bei einem Synthesizer erwarten können, gehören die Rechteckwelle, die Sägezahnwelle und die Dreieckswelle.

Beginnen wir mit einer Welle, die einen hohen Anteil an Obertönen aufweist - die Rechteckwelle. Wenn man eine Rechteckwelle auf einem Synthesizer abspielt, klingt sie schon in ihrer Grundform wie eine summende Biene.

Abgesehen von ihrer hellen, summenden Tonalität haben Rechteckwellen noch einige andere interessante Tricks in petto.

Einige Rechteckoszillatoren haben beispielsweise die Möglichkeit, die Form des Rechteckmusters selbst zu verändern, das dann als Pulswelle bezeichnet wird. Durch Einstellen der Pulsweitenmodulation können Sie alle Arten von wilden und verrückten klanglichen Ergebnissen erzielen.

Die Werte von Pulswellen können im Moment etwas verwirrend sein, also lassen Sie uns zurückgehen.

Stattdessen befassen wir uns jetzt mit der nächsthöheren Oberwelle - der Sägewelle, auch bekannt als Sägezahnwelle. Sägezahnwellen zeichnen sich durch scharfe Punkte und plötzliche Änderungen aus, die ihnen den charakteristischen Brummton verleihen.

Aber jetzt kommt der wirklich coole Teil: Diese scharfen Punkte und Veränderungen erzeugen ein Muster aus harmonischen Frequenzen, die immer leiser werden, je weiter sie gehen. Dadurch erhält die Sägezahnwelle ihren vollen, satten Klang, der sich perfekt für die Gestaltung von Lead-Synthesizer-Melodien eignet.

Schließlich haben wir noch die sanfteste aller harmonischen Wellenformen - die Dreieckswelle.

Wie Rechteckwellen nutzen auch Dreieckswellen die ungeraden Obertöne der Ausgangsfrequenz. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Lautstärke dieser Obertöne schneller abklingt, weshalb Dreieckswellen näher an einer Sinuswelle klingen.

Natürlich gibt es immer noch diesen Hauch von Brummen, der es zu einer guten Wahl für bestimmte Tasten-, Pad- oder Lead-Sounds macht.

Sie sind zwar nicht in allen Synthesizern zu finden, aber einige subtraktive Synthesizer verfügen über kleine, raffinierte Sinus-Oszillatoren.

Stellen Sie sich einen ruhigen und friedlichen See an einem schönen Tag vor, mit sanften Wellen, die sich gleichmäßig in alle Richtungen ausbreiten. Das ist eine Sinuswelle, eine der reinsten und grundlegendsten Wellenformen der Synthese.

Da Sinuswellen keine scharfen Formänderungen aufweisen, erzeugen sie sanfte und weiche Klänge, die sich perfekt für die Nachbildung der warmen und gehauchten Töne von Holzblasinstrumenten wie Orgeln und Flöten eignen. Sinuswellen eignen sich auch hervorragend zur Erzeugung üppiger, sich entwickelnder Flächen, die Klangräume mit beruhigenden Harmonien füllen.

Wenn Ihr Synthesizer nicht über eine Sinuswelle verfügt, können Sie auch eine Dreieckswelle mit einem Tiefpassfilter filtern.

Bleiben Sie einen Moment bei mir, denn jetzt wird es ein bisschen komplizierter. Das liegt daran, dass viele subtraktive Synthesizer mit mehreren Oszillatoren arbeiten.

Das Wunderbare an dieser oft dualen Oszillator-Architektur ist, dass die Möglichkeiten endlos sind. Sie können die Frequenz, die Form und den Verstimmungsgrad jedes Oszillators nach Herzenslust verändern.

Und hier beginnt der eigentliche Spaß, denn durch das Mischen von zwei Oszillatoren, die unterschiedliche Frequenzen und Formen verwenden, können Sie reichere, vollere und komplexere Klänge im subtraktiven Syntheseformat erzeugen.

Ganz am Ende der Oszillatorsektion befindet sich in der Regel eine Mixer-Sektion, mit der Sie Ihre Oszillatorsignale mit anderen Klangquellen in Ihrem Synthesizer mischen können, z. B. mit einer Rauschquelle (die sich hervorragend eignet, um kürzeren Klängen Attack zu verleihen), einem externen Audioeingang oder einem Suboszillator, der eine Oktave tiefer spielt als Ihr Hauptoszillator.

Filter

Kommen wir nun zum Bereich Filter.

Stellen Sie sich den VCF als eine Art Käsereibe für Ihren Gesamtsound vor, bei der Sie Ihr Signal durch einen spannungsgesteuerten Filter (VCF) laufen lassen, um unangenehme Frequenzbrocken wegzureiben.

Zwar gibt es in der Welt der Synthesizer zahlreiche Filtertypen, doch die meisten Synthesizer setzen auf zwei Hauptfilter - einen Hochpassfilter (HPF) und einen Tiefpassfilter (LPF).

Ihr Tiefpassfilter lässt nur tiefe Frequenzen durch, während alle hohen Frequenzen abgeschnitten werden.

Auf diese Weise erzeugt man tieffrequente Bassklänge.

Bei Hochpassfiltern hingegen werden alle tiefen und mittleren Frequenzen ausgeblendet, so dass die höheren Frequenzen durchscheinen.

Wenn Sie den Cutoff-Regler an Ihrem Synthesizer drehen, stellen Sie den Punkt ein, an dem der Filter einsetzt.

Es ist erwähnenswert, dass die Filter der meisten Synthesizer den Klang nicht einfach hart abschneiden. Stattdessen verwenden sie sanfte Flanken, die die Lautstärke der gefilterten Frequenzen allmählich verringern.

Wir messen diese Steigungen in Dezibel pro Oktave (dB/Okt). Je höher die dB-Zahl, desto steiler ist die Flanke und desto stärker ist der Filter. Sie könnten zum Beispiel einen Filter-Cutoff von -12 oder -24 dB/Oktave an Ihrem Synthesizer finden, was in Bezug auf die Flankensteilheit genau in der Mitte liegt.

Neben dem Cutoff-Parameter ist ein weiteres wesentliches Element eines Filters der Resonanzparameter.

Die meisten Filter verfügen über einen Resonanzregler, der auch als "Q"-Regler bezeichnet wird. Eine Rückkopplung wird erzeugt, indem das Audiosignal im gleichen Frequenzbereich wie die Cutoff-Frequenz zurück zum Filter gesendet wird, was zu einem Resonanzeffekt führt.

Wenn der Rückkopplungspegel extrem hohe Werte erreicht, kann er eine Selbstoszillation des Filters hervorrufen, die wiederum eine Sinuswelle erzeugt. Durch Erhöhen der Resonanz werden die Klänge um die Cutoff-Frequenz herum präsenter, was eine Reihe von kreativen Anwendungen wie traditionelle Wah-Wah-Effekte oder Synthesizer-"Squeals" ermöglicht.

Amplifikation

Nach dem Oszillator und dem Filter ist der Verstärker der nächste wichtige Baustein in einem subtraktiven Synthesizer. Er dient dazu, das Audiosignal auf eine Amplitude anzuheben, die effektiv mit anderen Geräten, wie z. B. einem Audio-Interface oder Mixer, verbunden werden kann.

Aus dem Zusammenhang gerissen, mag der Verstärker an sich nicht als das aufregendste Feature erscheinen. Es ist jedoch die Fähigkeit, ihn zu regulieren und zu manipulieren, die ihn zu einem mächtigen Sounddesign-Werkzeug macht.

Hier kommen die Hüllkurvengeneratoren ins Spiel.

Hüllkurvengeneratoren

In der subtraktiven Synthese sind Hüllkurvengeneratoren ein wichtiges Mittel, um zeitbasierte Veränderungen in Ihrem Synth-Patch zu erreichen. Sie sind unverzichtbar für alle, die fesselnde Klänge erzeugen wollen.

Obwohl es in einem Synthesizer mehrere Hüllkurvengeneratoren geben kann, ist die häufigste Anordnung die, dass ein Hüllkurvengenerator das Filter und ein anderer den Verstärker steuert.

Beginnen wir mit dem Hüllkurvengenerator des Verstärkers, der relativ leicht zu verstehen ist.

Der Einfluss des Hüllkurvengenerators auf den Synthesizer-Verstärker führt dazu, dass die Gesamtlautstärke des Klangs je nach Form der Hüllkurve verändert wird.

Jedes Mal, wenn Sie eine Taste Ihres Synthesizers drücken, löst der Hüllkurvengenerator eine Sequenz aus, die vier verschiedene Stufen umfasst:

• Angriff
• Verfall
• Unterstützen
• Freigabe.

Diese Stufen werden oft als ADSR abgekürzt.

Gehen wir jede dieser Phasen durch, um zu sehen, wie sie sich auf Ihren Sound auswirken.

Angriff

Der Attack-Parameter bestimmt die Anfangsphase der Synthesizer-Lautstärke, d. h., ob die Lautstärke allmählich eingeblendet wird oder schnell und plötzlich einsetzt.

Die Einschwingzeit wird in der Regel in Millisekunden gemessen und gibt an, wie schnell ein Ton seine maximale Intensität erreicht.

Für scharfe und perkussive Klänge ist die minimale Attack-Zeit ideal, während für ätherische Flächen und Soundscapes längere Attack-Einstellungen besser geeignet sind.

Verfall

Der Decay-Parameter bestimmt die Zeit, die Ihr Sound benötigt, um sich bis zum Loslassen der Taste auf seinem anhaltenden Pegel zu stabilisieren. Ähnlich wie die Attack-Zeit wird auch die Decay-Zeit oft in Millisekunden gemessen.

Wenn die Abklingzeit auf ein Minimum eingestellt ist, erhalten Sie einen Sound mit einer abrupten Verringerung der Lautstärke von seinem Spitzenpegel. Dies ist eine gängige Technik zur Erzeugung hochdynamischer Klänge, wie z. B. Snares oder Zupfgeräusche, bei denen ein schnelles Abfallen der Lautstärke für den gewünschten Effekt erforderlich ist.

Unterstützen

Der Sustain-Parameter bestimmt den allgemeinen Pegel, mit dem der Sound nach Abschluss der Attack- und Decay-Phasen abgespielt wird. Dieser Parameter wird in Dezibel (dB) gemessen.

Niedrigere Sustain-Werte sorgen für einen stärkeren Kontrast zwischen dem anfänglichen Attack und dem anhaltenden "Körper" des Klangs, was zu einer ausgeprägteren Artikulation führt.

Freigabe

Der Release-Parameter legt fest, wie lange es dauert, bis der Ton nach dem Loslassen der Taste von seinem Dauerpegel auf Stille abfällt.

Längere Release-Zeiten führen zu einem nachlaufenden, atmosphärischen Ausklang der Noten, während kürzere Release-Zeiten einen abrupten Lautstärkeabfall unmittelbar nach dem Loslassen der Tasten bewirken.

Filter-Hüllkurven

Neben Verstärkern können Hüllkurven auch jeden anderen Parameter verändern, ähnlich wie bei Niederfrequenz-Oszillatoren (LFOs). Filter verfügen häufig über Hüllkurven, die die Modulation der Cutoff-Frequenz im Zeitverlauf steuern.

Obwohl die ADSR-Parameter in diesem Zusammenhang ähnlich funktionieren, ist ihr Einfluss auf den Klang unterschiedlich. Wenn Sie mit den Hüllkurvenreglern Ihres Filters experimentieren, können Sie herausfinden, wie sich unterschiedliche Einstellungen auf den Charakter des Synthesizer-Sounds auswirken.

LFOs

Die letzte wichtige Komponente des subtraktiven Synthese-Signalflusses ist der Niederfrequenz-Oszillator (LFO). Obwohl er einem traditionellen Oszillator ähnelt, hat ein Niederfrequenz-Oszillator eine einzigartige Eigenschaft.

Wie die Oszillatoren in Ihren primären Signalgeneratoren haben auch LFOs Wellenformen. Sie arbeiten jedoch mit viel niedrigeren Frequenzen, so dass ihr Ausgang keinen erkennbaren Musikton erzeugen würde, wenn Sie ihn direkt abhören würden.

Anstatt einen hörbaren Ton zu erzeugen, erzeugen LFOs zyklische Modulationen in Ihrem Synthesizer-Sound, die sich wiederholende Muster erzeugen.

Stellen Sie sich das so vor, als hätten Sie eine zusätzliche Hand, die einen Regler an Ihrem Synthesizer jedes Mal in gleichmäßigem Tempo vor und zurück dreht.

Es gibt zahlreiche Parameter in Ihrem Synthesizer, die durch LFOs moduliert werden können. Um Ihnen eine Vorstellung von den Möglichkeiten zu geben, finden Sie hier einige beliebte Routing-Optionen, die für interessante Effekte bekannt sind:

Erforschung der kreativen Möglichkeiten der subtraktiven Synthese

Trotz der Vielzahl der beteiligten Komponenten kann die Klangerzeugung mit subtraktiver Synthese ein angenehmer und instinktiver Prozess sein.

Rekapitulieren wir die grundlegenden Schritte zur Erstellung eines subtraktiven Synthesizersounds:

Wählen Sie zunächst den Oszillator aus, um den Anfangston zu erzeugen, und stellen Sie dann die Frequenzbalance mit dem Filter ein.

Zweitens können Sie den Klang mit LFOs modulieren, um Bewegung hinzuzufügen.

Schließlich können Sie die Hüllkurve des Klangs mit ADSR formen.

Das ist der Kern der Sache! Sobald Sie sich mit diesem Arbeitsablauf vertraut gemacht haben, wird das Erstellen erstaunlicher Synthesizer-Sounds zum Kinderspiel.

Nachdem Sie nun die Grundlagen der subtraktiven Synthese kennen, können Sie sich wieder in Ihre DAW setzen und mit der Entwicklung eigener Patches beginnen!