Virtuell-analoger Synthesizer

Virtuell-analoge Synthesizer, kurz VA-Synthesizer, sind Synthesizer, die mit einem komplett digitalen Aufbau die Funktionsweise, den Klang, das Verhalten und die Bedienung von Analogsynthesizern emulieren. Sie entstanden in den 90ern, als klassische Analogsynthesizer, die mittlerweile nicht mehr gebaut wurden, wieder mehr und mehr geschätzt wurden für ihren warmen, druckvollen Klang und ihre direkte und schlüssige Bedienung (one knob, one function).

Ursprung und Verwendung des Begriffs

"Virtuell-analog" wurde erfunden und erstmals 1995 verwendet von Clavia für den damals neuen Nord Lead. Andere Hersteller haben andere Formulierungen für die Nachahmung analoger Synthesizer mit digitalen Mitteln, aber im Synthesizerjargon wird im allgemeinen herstellerübergreifend "virtuell-analog" verwendet.

Aufbau und Funktionsweise

Digitale Emulation analoger Synthesizer

Der virtuell-analoge Synthesizer verzichtet in seiner grundlegenden Bauart auf die Wiedergabe vorher aufgezeichneten Materials. Seine komplette Klangerzeugung basiert auf Rechenmodellen, der Klang wird also in Echtzeit errechnet in einer digitalen Simulation eines Analogsynthesizers. Der dabei betriebene Aufwand kann sehr unterschiedlich sein: Er kann sich kaum von dem der Digital- und Hybridsynthesizer der 80er Jahre unterscheiden, es können aber auch die analogen Schaltungen konkreter Synthesizerklassiker Bauteil für Bauteil physikalisch simuliert werden.

Im Gegensatz zum Rompler, der den Synthesizermarkt dominierte, als die ersten virtuell-analogen Synthesizer erschienen, und der für alle Arten von Klängen gleichermaßen gut geeignet sein soll, ist der virtuell-analoge Synthesizer spezialisiert darauf, wie ein Analogsynthesizer zu klingen und wie ein Analogsynthesizer bedient zu werden. Somit kann im Vergleich zum "Universalgenie" Rompler der ganze Synth kompromißloser auf genau diesen Anspruch ausgelegt werden.

Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf zwei Dingen:

Klangerzeugung, Klang

Das klangliche Ziel des virtuell-analogen Synthesizers ist nicht eine möglichst große klangliche Bandbreite über Genregrenzen hinweg bei passabler Qualität. Er soll primär oder ausschließlich elektronische Klänge erzeugen, wie sie für Analogsynthesizer üblich sind, das aber überzeugend genug, daß er als Ersatz für teure, alternde und reparaturanfällige Analogsynthesizer aus den 70er und frühen 80er Jahren dienen kann.

Somit wendet der virtuell-analoge Synthesizer wie auch der Analogsynthesizer die subtraktive Synthese in klassischer Form an. Das grundlegende Klangmaterial kommt also von mehreren Oszillatoren pro Stimme, die üblicherweise nur zwei bis fünf Grundwellenformen erzeugen, wie sie auch die Oszillatoren von Analogsynthesizern beherrschen. Die Oszillatoren können einander modulieren. Ihre Ausgangssignale werden anschließend von einem oder mehreren Filtern im Obertongehalt verändert. Zusätzliche Modulationen werden ermöglicht durch Hüllkurven und LFOs.

Rompler arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip, setzen allerdings Filter und Modulationen in den meisten Fällen nur verhalten oder bis auf die Verstärkerhüllkurve überhaupt nicht ein und holen ihre Klangvielfalt weitestgehend aus ihrem Vorrat an Samples. Analoge und virtuell-analoge Synthesizer verwenden nur wenige einfache Wellenformen, und ihre Klangvielfalt entsteht ausschließlich durch Filtern und Modulation.

Entsprechend umfassender sind nicht nur die Modulationsmöglichkeiten, die bei manchen virtuell-analogen Synthesizern schon an die eines Modularsynthesizers grenzen, sondern auch die Filtermodi. Nicht nur Tiefpaß, Bandpaß und Hochpaß stehen zur Verfügung, sondern auch unterschiedliche Flankensteilheiten. Eine typische Minimalausstattung besteht aus Tiefpaß mit 24 dB/Oktave à la Moog sowie Tief-, Band- und Hochpaß mit jeweils 12 dB/Oktave à la Oberheim. Besser ausgestattete Filter erlauben die separate Auswahl der Filtercharakteristik und einer von zwei bis vier Flankensteilheiten. Wieder andere Modelle haben dieselbe Kombination aus Charakteristik und Flankensteilheit in verschiedenen Varianten, die jeweils einem konkreten Analogfilter nachempfunden sind (z. B. 24-dB-Tiefpaß auf Moog-, ARP- und Jupiter-Art).

Gegenüber anderen Synthesizern sind auch die Modulatoren erweitert. Digitale Hüllkurven, speziell die in Romplern, sind im allgemeinen linear, analoge Hüllkurven eher logarithmisch; einige virtuell-analoge Synthesizer sind dahingehend variabel und beherrschen beides. LFOs können bei einigen Modellen in einen One-Shot-Modus geschaltet und somit als zusätzliche einfache Hüllkurven genutzt werden. Manche Synthesizer bieten sogar die Möglichkeit, Modulationen in ihrer Intensität zu modulieren.

Mehr noch als beim Rompler wird beim virtuell-analogen Synthesizer darauf geachtet, den Klang frei von digitalen Artefakten zu halten, um die Illusion eines analogen Synthesizers nicht zu zerstören. So wird Aliasing bei den Oszillatorwellenformen eliminiert, und die Steuersignale von Hüllkurven und LFOs werden ebenso geglättet wie händische Reglerbewegungen, denn gerade die Regler können nur eine endliche Anzahl somit gestufter Werte ausgeben, und diese Rasterung kann sehr schnell hörbar werden, wenn am gerade erklingenden Synthesizer geschraubt wird.

Ein virtuell-analoger Synthesizer darf auch nicht zu perfekt klingen. Es wäre durchaus möglich, die Oszillatoren ideale Wellenformen ausgeben und die Filter mathematisch ideal funktionieren zu lassen. Ein Analogsynthesizer ist allerdings von dieser Perfektion weit entfernt. Die Oszillatoren schwingen „unsauber“, und der Klang lebt häufig vom eigenständigen Filtercharakter. Der VA-Synthesizer emuliert häufig auch diese Abweichungen vom Ideal.

Bedienung

Die populärsten Analogsynthesizer zeichnen sich aus durch relativ viele Regler auf der Oberfläche. Gerade diese erleichtern die Bedienung enorm, denn jedem Parameter der Klangerzeugung ist jeweils ein eigenes Bedienelement zugeordnet (one knob, one function). Man sieht auf den ersten Blick, was der Synthesizer kann, und man kann jeden Parameter mit einem einzelnen Handgriff verstellen, ohne sich durch Menüs kämpfen zu müssen.

Diese Bedienung wurde auch beim virtuell-analogen Synthesizer zum Standard. Die vielen Regler manipulieren allerdings keine echten analogen Schaltkreise, sondern Software, was ganz neue Möglichkeiten in sich birgt. Speicherbarkeit ist sowieso gegeben, auch Polyphonie ist kein großes Problem.

Ein anderes Problem, nämlich das der Wertesprünge, wenn ein aus dem Speicher geladener Klang manipuliert wird, die Reglerstellungen aber nicht den gespeicherten Einstellungen entsprechen, wurde erstmals beim virtuell-analogen Synthesizer behoben mit zwei neuen Reglermodi: In einem davon wird der Wert erst verändert, wenn der Regler über ihn streicht und ihn "abholt", in dem anderen ändert sich der Wert relativ zur Reglerbewegung statt absolut zur Reglerstellung. Die Digitaltechnik macht sogar den Einsatz von Endlosreglern, also Drehreglern ohne Links- und Rechtsanschlag, möglich, die immer relativ arbeiten; in einigen Fällen sind sie umgeben von LED-Kränzen, die den Wert in Form der entsprechenden Stellung eines herkömmlichen analogen Reglers anzeigen.

One knob, one function wird nicht bei jedem virtuell-analogen Synthesizer gleichermaßen konsequent umgesetzt, denn zum einen nehmen die Regler schon bei einem moderaten Funktionsumfang viel Platz weg und kosten je nach Qualität Geld, und zum anderen würde die überbordende Funktionsvielfalt von so manchem virtuell-analogen Synthesizer gigantische Bedienpaneele erfordern.

Dem wird auf verschiedene Arten und Weisen begegnet.

• Populär sind Mehrfachbelegungen von Bedienelementen, etwa jeweils einem gemeinsamen Satz Bedienelemente für alle Oszillatoren, alle Filter, alle Hüllkurven oder alle LFOs und einem zusätzlichen Taster mit LEDs, um die jeweiligen Module (z. B. die einzelnen Oszillatoren) durchzuschalten. Die Bedienbarkeit leidet hier nur, wenn mehrere Module desselben Typs gleichzeitig in Echtzeit bearbeitet werden müssen.
• Viele Synthesizer verwenden eine Menüsteuerung unter Verwendung eines Display. Diese kann unterschiedlich ausgeprägt sein: Bei einigen Synths sind dorthin nur selten verwendete Parameter ausgelagert, bei manchen Kompaktsynths mehr oder weniger die komplette Klangregelung.
• Die dritte Lösung wurde vorher schon bei einigen Romplern angewandt: eine Bedienmatrix. Mehrere Echtzeitregler sind in einer Reihe angeordnet. Darüber oder darunter befindet sich eine Tabelle, die für jeden Regler eine Spalte hat mit Parametern, die ihm zugeordnet werden können. Die Zuordnung selbst erfolgt nicht für jeden Regler einzeln, sondern immer tabellenzeilenweise für alle Regler zusammen. Um weiter Bedienelemente sparen zu können, hat dabei üblicherweise nicht jede Zeile einen eigenen Taster zur Direktanwahl, sondern meistens werden die Zeilen durchgeschaltet, etwa per Drehschalter oder Auf- und Ab-Taster.
• Ein „Zwischending“ zwischen Menüsteuerung und Bedienmatrix ist die Anbringung eines Display ober- oder unterhalb einer Reihe Regler in der Art des Oberheim Xpander. Es können den Reglern immer noch verschiedene Parameter zugeordnet werden, diese werden aber nicht mehr aufs Paneel aufgedruckt, sondern über oder unter dem jeweiligen Regler auf dem Display angezeigt. Dies ist wieder platzsparender und ermöglicht außerdem, jedem Regler im Normalbetrieb einen Parameter per Klangprogramm zuzuordnen, den dann das Display beim Namen nennt.

Ausstattung virtuell-analoger Synthesizer

Puristisches Nachahmen von Analogsynthesizern

Der virtuell-analoge Synthesizer begann noch relativ puristisch und war in seiner Ausstattung sehr stark angelehnt an populäre Analogsynthesizer. So beschränkten sich die Hersteller gern auf nur zwei Oszillatoren, mitunter gar mit jeweils einer anderen Auswahl an Wellenformen, und ein Filter pro Stimme, weil gängige Echtanaloge auch nicht mehr können. Virtuell-analoge Monosynths gab es nie, dennoch wurde anfangs an Stimmen gespart, wiederum in Anlehnung an klassische Analoge oder gar über deren Verhältnisse hinaus – einige virtuell-analoge Synthesizer, die in den 90ern entwickelt wurden, haben nur vier Stimmen. Effekte besitzen die frühen VA-Synths auch eher wenige oder wie im Falle der meisten Clavia-Synthesizer demonstrativ überhaupt keine.

Zunehmendes Ausreizen der Möglichkeiten im Rahmen des Konzepts

Schon in den 90ern setzte sich allerdings die Erkenntnis durch, daß man sich gar nicht so beschränken muß und die Kunden auch keine Beschränkung erwarten. Access Music und Novation brachten Synthesizer, die nach wie vor die Fähigkeiten von Analogsynthesizern hatten, allerdings in Mengen, die kein realer Analogsynthesizer so jemals mitbrachte.

Zunächst waren die meisten virtuell-analogen Synthesizer eher in gehobeneren Preisklassen angesiedelt. Kurz nach der Jahrtausendwende kamen dann nicht nur kostengünstigere „Mittelklasse“-Synthesizer auf, sondern auch die Kompaktsynthesizer, die mitunter alles andere an Synthesizern auf dem Markt preislich unterboten und nicht nur dadurch, sondern auch durch ihre kompakte Größe und ihr geringes Gewicht, was sie sehr mobil machte.

Neue Features der Klangerzeugung

Mit der Zeit bekamen virtuell-analoge Synthesizer auch Features, die bei klassischen Analogsynthesizern nicht zu finden sind. Ein Vocoder gehört mittlerweile zur Ausstattung der meisten Modelle, und Kompaktsynthesizer bringen dafür meistens gleich ein Mikrofon mit. Die Anordnung des Vocoders im Signalweg ist allerdings von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Einige Synthesizer können mit ihren Oszillatoren Digitalwellen, Wavetables oder gar Samples wiedergeben.

Sequenzer

Die meisten virtuell-analogen Synthesizer verfügen über einen Arpeggiator, einige besitzen zusätzlich oder statt dessen Sequenzer. Diese sind allerdings nicht als aufwendige Songsequenzer ausgeführt wie bei Workstations, auch wenn frühe, eingeschränkte Ausprägungen dieser Funktionalität schon in großen analogen Polysynths zu finden sind.

Statt dessen setzen virtuell-analoge Synthesizer auf Stepsequenzer nach dem Vorbild zum einen der vollanalogen Sequenzer, die in Modularsynthesizern zu finden sind, und zum anderen der Lauflichtsequenzer, wie sie, von der Roland TB-303 inspiriert, häufig in Groovegear verwendet werden.

Die Möglichkeiten dieser Sequenzer fallen unterschiedlich aus. Nicht alle sind beispielsweise in Echtzeit transponierbar und spielen daher ihre Tonfolge immer in derselben Tonlage ab, andere können über die Tastatur oder über MIDI transponiert werden. Die Rasterung kann variabel sein oder starr auf Sechzehntel festgelegt, auch die maximale Anzahl an Schritten überschreitet nicht immer die 16. In Anlehnung an Analogsequenzer können manche Sequenzer in VA-Synths zusätzlich zur Tonhöhensteuerung auch andere Parameter der Klangerzeugung modulieren. Allen gemein ist, daß sie ihre Sequenzen nicht selbsttätig wechseln können; dies geschieht entweder händisch oder per MIDI Program Change.

Virtuell-analoge Synthese in anderen Geräten

Vollwertige virtuell-analoge Klangerzeugungen sind auch in anderen elektronischen Instrumenten zu finden, besonders in Workstations, die hauptsächlich eher Rompler sind. Schon die Kurzweil K2000 hat mit V.A.S.T. eine Syntheseengine, die einem virtuell-modularen Synthesizer ähnelt, aber keine Ambitionen, analog zu klingen. Spätere Workstations haben nachrüstbare oder ab Werk integrierte virtuell-analoge Engines, KORG KRONOS hat derer gleich drei. Die Alesis Fusion basiert gar komplett auf einer virtuell-analogen Engine, und die vier verschiedenen Klangerzeugungsverfahren werden auf Oszillatorebene gewechselt.

Auch grooveorientiertes Equipment bedient sich gelegentlich virtuell-analoger Klangerzeugungen, auch wenn echtanaloge Klangerzeugungen und die Wiedergabe von (Drum-) Samples dominieren. KORG Electribe EA-1, Yamaha AN200 und Roland SH-32 sind beispielsweise hauptsächlich oder vollständig virtuell-analog, und auch im AKAI MPC5000, das in erster Linie als Drumsampler und MIDI-Sequenzer fungiert, ist zusätzlich eine virtuell-analoge Klangerzeugung vorhanden.

Virtuell-modularer Synthesizer

Virtuell-modulare Synthesizer kombinieren den virtuell-analogen Synthesizer mit den Eigenschaften eines Modularsynthesizers, insbesondere der freien Verknüpfbarkeit der einzelnen Module. Dies kann je nach Modell auf unterschiedliche Arten und Weisen erfolgen.

Geschichte und Evolution

1995

• Während im Fernen Osten ein Wettrüsten der Workstations läuft, hört man im hohen Norden auf die Wünsche der Synthesizerfreaks. Clavia erfindet mit dem Nord Lead sowohl das Konzept des virtuell-analogen Synthesizers, der mit Digitaltechnik den Analogsynthesizer nachahmt, als auch den Begriff "virtuell-analoger Synthesizer".
• Der KORG Prophecy verfügt zwar über die Funktionalität, mit rein digitalen Mitteln das Funktionsprinzip eines Analogsynthesizers nachzuahmen, wird aber nicht als virtuell-analoger Synthesizer wahrgenommen, auch weil das nur eine seiner diversen Fähigkeiten ist.

1997

• Die japanischen Hersteller brauchten einiges an Entwicklungszeit, um auf den virtuell-analogen Zug aufspringen zu können, denn in VA-Synthesizern konnten sie kaum Technik aus ihren gewohnten Romplern und Workstations übernehmen. Als erster japanischer Hersteller reagiert Roland mit dem JP-8000, dessen Name auf den Jupiter-8 anspielt, den der JP-8000 allerdings nicht zu emulieren versucht. Mit diesem Synthesizer wird SuperSaw eingeführt, eine Wellenform, die sieben leicht gegeneinander verstimmte Sägezahnwellen erzeugt.
• Noch im selben Frühjahr zeigt Clavia erstmals Prototypen des Nord Lead 2, der später im Jahr den Nord Lead beerben wird. Zusammen mit dem überarbeiteten Nord Lead 2X wird er auf eine Bauzeit von 17 Jahren kommen.
• Als zweiter japanischer Hersteller präsentiert Yamaha den AN1x. Ursprünglich sollte er CS3x heißen in Anlehnung besonders an den CS80, aber der CS-Präfix wird nun reserviert für kleinere Rompler in ähnlichem Gehäuse wie den zeitgleich erscheinenden CS1x. Der AN1x bleibt Yamahas einziger VA-Synth mit Tasten und wird nur bis zum Folgejahr produziert.
• Der Software-Entwickler Christoph Kemper tut sich zusammen mit dem Hardware-Programmer Hersteller Access Music und entwickelt um ein selbsterfundenes Digitalfilter einen kompletten virtuell-analogen Synthesizer, den Access Virus. Dieser bleibt bis zum folgenden Jahr der mächtigste VA-Synth, auch dank seiner Multitimbralität, und ist der erste seiner Art in einem Pultgehäuse.

1998

• Der KORG MS2000 ist der dritte japanische VA-Synthesizer. Er setzt weniger auf beeindruckende Features als auf eine schlüssige Bedienung, einen schmaleren Formfaktor und einen etwas günstigeren Preis. Der Markt bietet inzwischen eine ganze Auswahl an VA-Synths, so daß KORG keine eierlegende Wollmilchsau mehr bauen muß. Sein Alleinstellungsmerkmal sind Digitalwellen wie im DW-8000.
• Der britische Hersteller Novation, der drei Jahre zuvor einen neuen Analogsynthesizer auf den Markt gebracht hatte, steigt in die VA-Sparte ein und entthront mit seiner Supernova den Access Virus. Die Supernova hat 16 Stimmen, die aufrüstbar sind auf bis zu 32, mehr als jeder VA vor ihr, und einen achtfachen Multimode, in dem jeder Part sieben eigene Effekte hat.
• Letzterer wird daraufhin beerbt durch den Access Virus b, der es auf 24 Stimmen und 16 Multimode-Parts mit jeweils eigenem Effektstrang bringt. Als erster Virus wird er auch in zwei Tastaturversionen gebaut: Virus kb mit 61 Tasten und Indigo mit 37 Tasten. Supernova und Virus bilden die Spitzenklasse der virtuell-analogen Synthesizer.
• Nach dem virtuell-analogen Synthesizer debütiert bei Clavia mit dem Nord Modular auch der virtuell-modulare Synthesizer.
• Auch wenn es schon einige Workstations gibt, die digital-subtraktive Synthese ohne Samples beherrschen – Kurzweil K2000 und K2500 mit V.A.S.T., Yamaha SY77, TG77 und SY99 mit AFM sowie mit MOSS ausgestattete KORG Trinitys, ist die Yamaha EX5 die erste, die ausdrücklich eine rein virtuell-analoge Syntheseengine enthält.

1999

• Waldorf, bereits bekannt für Wavetable-Synthesizer und den analogen Pulse, steigt in die VA-Oberklasse ein mit dem Q.

2000

• Der italienische Sakralorgelhersteller Viscount nutzt die Oberheim-Namensrechte für den virtuell-analogen Oberheim OB-12.

2002

• Auf der technischen Basis des MS2000B baut KORG den microKORG. Dieser ist der bisher kleinste, leichteste und preisgünstigste virtuell-analoge Synthesizer und somit der erste Kompakt-VA. Auch ist er der erste VA-Synth mit Batteriefach, und obwohl er nicht der erste mit Vocoder ist, ist er der erste, der dafür ein Schwanenhalsmikrofon gleich mitbringt. Besonders der niedrige Preis und das Retro-Design machen ihn zum Kultsynthesizer, der als erster und bislang einziger digitaler Synthesizer ohne Veränderungen länger gebaut wird als der Minimoog.

2004

• Alesis beweist, daß ein Kompakt-VA-Synthesizer trotz geringer Größe nicht unbedingt eine geringe Ausstattung haben muß: Der Micron ist nicht nur ein geschrumpfter Ion, sondern gegenüber diesem auf theoretisch 26fache Multitimbralität sowie um einen Drummode und mehrere verschiedene Stepsequenzer erweitert. Die Menge an Features in Verbindung mit der geringen Größe des Synthesizers, der zu drei Vierteln aus der Drei-Oktaven-Tastatur besteht, erschwert allerdings die Bedienung.

2005

• Die Alesis Fusion ist eine Multisynthese-Workstation, deren einheitlicher Synthesestrang auf dem des Ion basiert mit einigen wenigen Vereinfachungen (beispielsweise fehlt das zweite Filter), und die dafür auf Oszillatorebene, also vor dem immer, aber eben nur einmal vorhandenen vielseitigen Modeling-Filter des Ion, zwischen vier Klangerzeugungsverfahren wählen kann: Modeling, also rein virtuell-analog, Samplewiedergabe, Phasenmodulationssynthese mit Kompatibilität zum Yamaha DX7 und Physical Modeling.

2008

• Nach langer Abwesenheit vom Markt kehrt Waldorf zurück mit dem Desktopsynthesizer Blofeld, dem später eine Tastaturversion folgen soll. Der Blofeld vereint Wavetable-Oszillatoren, eine virtuell-analoge Klangerzeugung und – bei der Desktopversion gegen Aufpreis freischaltbar – als erster grundsätzlich virtuell-analoger Synthesizer das Laden und Abspielen von Samples. Dennoch kann der obendrein in Deutschland gefertigte Synthesizer für knapp 400 € angeboten werden, was angesichts der Vorschußlorbeeren für die Featureliste für monatelange Wartezeiten nach der Markteinführung sorgt.

2014

• Roland präsentiert mit der AIRA-Serie eine ganz neue Art des virtuell-analogen Synthesizers: Der kompakte Keyboard-Synthesizer System-1 und die Baßmaschine TB-3 können mittels "Plug-out" komplette Synthesizermodelle laden und emulieren, deren Schaltungen analysiert wurden und nachmodelliert werden.
• KORG feiert mit dem RK-100S die Rückkehr des klangerzeugerlosen RK-100 als erste virtuell-analoge Keytar.
• Der Waldorf Streichfett virtualisiert als erster Hardwaresynthesizer die Oktavteilertechnik und wird angepriesen als die erste virtuell-analoge Stringmachine, hat aber zusätzlich eine Klangauswahl im Stil eines Multikeyboard.

Siehe auch

Virtuell-analoge Synthesizer (Kategorie)