Nach inzwischen 3 Jahren Erfahrung mit dem Einsatz der 2008 vorgestellten Didge(R)Evolution Tools zur Generierung beliebiger Wunschinstrumente mittels Directed Evolution steht jetzt eine noch leistungsfähigere Version zur Verfügung, die aus der Menge der möglichen Lösungskonfigurationen immer die "best spielbare" Variante findet.
Extended Didge-Evolution Version
Frank Geipel 21.11.11
After 3 years experience with the use of 2008 featured Didge(R)Evolution tools to generate any desired instruments by application of directed evolution now is a more powerful version avaiable. A version that is able to select always the "best playable" solution variant.
Vor allem für Liebhaber traditioneller Spieltechniken sind die akustischen und spieltechnischen Eigenschaften eines Instrumentes eine wichtige Voraussetzung für die optimale Umsetzung dieser Techniken. In der Regel erfordert jede Spieltechnik ein dazu passendes Instrument. Die Nord-Ost-Arnhemland-Technik (NEAL) erfordert Yidaki-Typ-Instrumente, die West-Arnhemland-Technik (WAL) erfordert Mago-Typ-Instrumente.
Yidaki-Typ-Instrumente sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet
(YE: Yidakityp-Eigenschaft):
- (YE1): Der erste Overblow liegt im Bereich von einer Oktave bis eine Oktave und 3/2 Töne über dem Grundton und ist leicht anspielbar. - (YE2): Die mittleren und höheren Obertöne (4.-7. Oberton bzw. 5.-8. Harmonische des Grundtones) liegen symmetrisch ausbalanciert zu den Eigenresonanzen der Luftsäule in diesem Bereich. Diese Eigenschaft gibt guten Yidakis die erforderliche Elastizität beim Spielen und ist Voraussetzung für das oft gewünschte Obertonläuten (Obertonwobbeln). - (YE3): Der Grundton liegt zwischen C und Fis (meist zwischen E und Fis). - Die integrale Form dieses Instrumententyps ist konischer.
Mago-Typ-Instrumente sind durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet
(ME: Magotyp-Eigenschaft):
- (ME1): Die 2. Eigenresonanz der Luftsäule liegt genau zwischen 1. und 2. Oberton (bzw. 2. und 3. Harmonischen des Grundtones) und die 3. Eigenresonanz der Luftsäule liegt genau zwischen 2. und 3. Oberton (bzw. 3. und 4. Harmonischen des Grundtones). Durch diese Eigenschaft werden die mago-typischen Kombinationstöne aus Grundton und Stimme verstärkt. Diese „gurgelnden“ Töne sind auch als intensives feedback des Instrumentes in den Vokaltrakt des Spielers wahrnehmbar. - (ME2): Die höheren Obertöne (6.-8. Oberton bzw. 7.-9. Harmonische des Grundtones) werden durch Eigenresonanzen der Luftsäule verstärkt und sind als Singtöne wahrnehmbar. - (ME3): Der Grundton liegt zwischen Dis und Gis (meist zwischen F und G). - Die integrale Form dieses Instrumententyps ist zylindrischer.
Möglichkeiten der akustischen Fusion aus Yidaki- und Mago- Eigenschaften:
Über die „directed evolution software“ wurden Innenformenkonfigurationen gesucht, die verschiedene Kombinationen gewünschter akustischen Eigenschaften von Yidaki- und Mago-Typ in einem Instrument vereinigen sollten. Dabei zeigte sich (wie auch erwartet), dass die Vereinigung aller Eigenschaften physikalisch nicht möglich ist. Folgend zwei Beispiele aus der Auswahl physikalisch möglicher Innenformkonfigurationen:
Yidago – Typ (M):
Erster Overblow eine Oktave und 3/2 Töne über dem Grundton (YE1); entspricht Lage der 2. Eigenresonanz der Luftsäule zwischen 1. und 2. Oberton (bzw. 2. und 3. Harmonischen des Grundtones) (ME1)
Lage der 3. Eigenresonanz der Luftsäule genau zwischen 2. und 3. Oberton (bzw. 3. und 4. Harmonischen des Grundtones) (ME1)
Der 6. Oberton bzw. die 7. Harmonische des Grundtones wird durch eine Eigenresonanz der Luftsäule verstärkt und ist als Sington wahrnehmbar (ME2).
Der 7. und 8. Oberton bzw. die 8. und 9. Harmonische des Grundtones liegen symmetrisch ausbalanciert zu den Eigenresonanzen der Luftsäule in diesem Bereich. (YE2)
Der Grundton liegt zwischen Dis und E (gebaut in Dis)
Bei diesem Instrumententyp (M) überwiegen die Mago-Eigenschaften
Hier das spontane feedback von Manfred nach den ersten Spielerfahrungen:
...“ habe etwa 6 Stücke eingespielt und wusste nicht was denn wie denn, weil das Instrument sooovieeel anbietet. Es lässt sich butterweich spielen ist extrem elastisch. Einfach wunderbar. Ob ich es sanft oder hart spiele es ist einfach nur da. Gut möglich, dass die Mischung aus Yidaki und Mago eine neue Welt auftut. Auf alle Fälle bietet es extrem viel zu entdecken und das braucht Zeit. Es braucht Disziplin "einfach nur Mago-Styles" oder "einfach nur Yidaki-Styles" darauf zu spielen, weil es dich einlädt weiter zu gehen.......“...
Erster Overblow eine Oktave und 3/2 Töne über dem Grundton (YE1); entspricht Lage der 2. Eigenresonanz der Luftsäule zwischen 1. und 2. Oberton (bzw. 2. und 3. Harmonischen des Grundtones) (ME1)
Lage der 3. Eigenresonanz der Luftsäule genau zwischen 2. und 3. Oberton (bzw. 3. und 4. Harmonischen des Grundtones) (ME1)
Der 5. und 6. Oberton bzw. die 6. und 7. Harmonische des Grundtones liegen symmetrisch ausbalanciert zu den Eigenresonanzen der Luftsäule in diesem Bereich. (YE2)
Der 9. Oberton bzw. die 10. Harmonische des Grundtones wird durch eine Eigenresonanz der Luftsäule verstärkt und ist als Sington wahrnehmbar (ME2).
Der Grundton liegt zwischen Dis und E (gebaut in Dis)
Bei diesem Instrumententyp (Y) überwiegen die Yidaki-Eigenschaften
Dieses Instrument zeichnet sich durch eine wunderbar rollende Elastizität beim Spielen aus. Die dabei anklingenden läutenden Obertöne lassen sich mit richtigem Stimmeneinsatz gut mit der Rauhigkeit eines Magos kombinieren. Subjektiv betrachtet lädt dieses Instrument mehr zu NEAL-Spieltechniken ein, da diese akustischen Eigenschaften deutlicher ausgeprägt sind.
Fazit:
Durch die Fusion der physikalisch möglichen akustischen Eigenschaften von Mago- und Yidaki-Typ Eigenschaften entstehen „extrem“ vielseitige Instrumente, die zum Erforschen und Entdecken erweiterter spieltechnischer Möglichkeiten einladen.
Eine Fusion aller typischen akustischen Eigenschaften von Mago- und Yidaki-Typ Instrumenten ist physikalisch nicht möglich. Deshalb ist es für Puristen spezieller Spielstile immer empfehlenswert, für den jeweilig bevorzugten Spielstil ein dafür akustisch optimiertes Instrument zu besitzen bzw. zu wählen.
Aufgrund der ersten praktischen Spielerfahrungen mit derartigen Instrumententypen werden wir die Suche nach interessanteren Y-M Kombinationen fortsetzen.
Gerade nach Fertigstellung dieses Mago-Typ-Instrumentes in G# aus einem 110 cm langen Reststück aus Bongossi-Eisenholz auf Basis einer durch directed Evolution gefundenen Innenform (Soundbeispiele 1 + 2 unter dem Bild links) erhielt ich eine E-Mail von Manfred. Er hatte einen von Termiten ausgehölten Eukalyptus-Stamm (einen Rohling) aus Australien gekauft, um daraus ein Instrument zu bauen. Nach dem Entrinden, Zuschneiden und Aufbohrversuchen wurde leider schnell klar, dass der Fraßgang ungeeignet für ein gut klingendes Didgeridoo war.
(Eine leider oft typische Situation. Ein von außen bearbeiteter von Termiten ausgehölter Eukalyptusstamm wird eben nur in den wenigsten Fällen zu einem wirklich guten spielbaren Didgeridoo. Nicht umsonst treffen die Aborigines im Arnhemland eine auf viele Generationen Erfahrungen beruhende Auswahl an zu fällenden Stämmen. Und selbst von diesen ist die Entstehung von guten Instrumenten nicht so häufig. Wirklich gute Instrumente werden natürlich selbst verwendet. Die dabei anfallenden Durchschnitts-Instrumente finden dann häufig ihren Weg in die Touristen-Shops. Mir sind nur wenige Händler bekannt, die ausgefressene Rohlinge nur dann verkaufen, wenn diese auch zu gut spielbaren Instrumenten führen. Leider sind die Märkte auch von vielen nicht authentischen billigen Touristen-Instrumenten durchdrungen, die oft nur unter die Kategorie „akustischer Schrott“ fallen. Ein Fakt, der diesem tollen unikaten Instrument eher schadet.)
Um die Reste vom Eukalyptusrohling als Brennholz vor dem Feuer zu retten, schlug ich Manfred vor, den noch vorhandenen 117 cm langen Rohling aufzusägen und den Innenformverlauf zu vermessen.
Mit diesen Daten und den von mir definierten Parametern für eine erstklassige Mago-Akustik fütterte ich die directed Evolution Tools, um einen Innenformverlauf zu finden, der in diesen Rohling passt. Nach einer Reihe von Evolutionsläufen stellte ich Manfred die nach meiner Meinung beste Alternative für einen Innenformverlauf zur Verfügung.
Hier ein Auszug aus dem email, das ich einige Tage später von Manfred erhielt:
… „Es ist vollbracht. Geölt und schon spielbar. Faszination pur was aus diesem kleinen Stick für Klänge produzierbar sind. Es ist für mich von der Spielbarkeit irgendwie das erste "richtige Mago". Seine Elastizität und die Mischtöne "erregen meine Lungen und Ohren".“… … „Die Erfahrung der Art und Weise, beim Bau dieses Instruments, war für mich sehr freudig. Ein eigentlich nicht spielbares Stick aus Eukalyptus aufzuschneiden, dann eine Form herauszuarbeiten, dabei bestehendes zu belassen und anschließend ein Produkt der Spitzenklasse spielen und hören zu können.“…
Seit der Auflage der Didge(R)Evolution Tools sind während der letzten beiden Jahre in diversen Projekten mit Instrumentenbauern, Musikern, Klangtherapeuten und Didgeridoo-Enthusiasten eine Reihe interessanter Instrumente entstanden.
Weil für vorgegebene Klangcharakteristiken immer eine gewisse Anzahl alternativer Innenformen gefunden werden, sind jetzt die Directed-Evolution-Suchalgorithmen so weiterentwickelt, dass immer die Innenformen mit der besten möglichen Spielbarkeit gefunden werden.
Größtes (232 cm) und kleinstes (123 cm) Instrument
Beispiel für eine akustische Rekonstruktion eines Instrumentes auf Basis einer bestehenden alten Aufnahme von Adam Plack (1992). Gebaut und künstlerisch gestaltet von Bernd Lötzsch.
Bei Vorliegen guter akustischer Aufnahmen werden immer die dazu passenden Innenformen gefunden, weil ja bereits diese Instrumente existieren bzw. existiert haben und damit die Machbarkeit der zu rekonstruierenden Klangcharakteristik physikalisch möglich ist. Je mehr Klanginformationen in einer Aufnahme enthalten sind, desto treffsicherer können die dazugehörigen Innenformen gefunden werden.
Beispiel für ein Wunsch-Klang-Design eines modernen Instrumentes für Dan Flynn. Für den Spielstil von Dan sollte eine Innenform für ein Instrument mit den definierten ersten 6 spielbaren Eigenresonanzen (Toots) gefunden werden. Dan hat eine der gefundenen Innenformen (C,C,G,C,F,G# evo-4, Anyuta Didge) gebaut und das folgende Soundbeispiel eingespielt.
Durch die spezielle Spieltechnik von Dan und die Verwendung von Flanger- und Delay- Effekten erinnert das Stück teilweise an ein Cello (ca. ab 4 min).
Zusätzlich zu den projektierten anspielbaren Toots (Overblows) ist es für Dan (durch gute Lippenspannungskontrolle) möglich noch weitere Töne als „Pseudo-Toots“ anzuspielen. In diesem Beispiel werden die folgenden Töne angespielt:
Im Rahmen dieser Arbeiten wurden weitere Instrumente projektiert, die zwischen den als Overblows (Toots) anspielbaren Eigenresonanzen zusätzlich anspielbare „Pseudo-Toots“ ermöglichen. Diese „Pseudo-Toots“ sind Fundamental-Frequenzen von denen so viele Obertöne auf höhere Eigenresonanzen fallen, dass diese von Spielern mit guter Kontrolle der Lippenspannung anspielbar sind. Bei Vorliegen derartiger Fundamental-Freuenzen unterhalb des Grundtones sind diese auch als gezogene „Unter“-Töne anspielbar. Instrumente mit derartigen Eigenschaften unterhalb der Grundtonfrequenz werden von einigen Instrumentenbauern auch als Multi Drone Instrumente bezeichnet. Durch die Verwendung der Didge(R)Evolution Tools ist die Lage dieser zusätzlich anspielbaren Untertöne gezielt projektierbar und damit kein Zufallsprodukt mehr.
Durch die symmetrische Ausbalancierung der mittleren und höheren Obertöne zu der Lage der Eigenresonanzen lässt sich dieses Instrument angenehm elastisch spielen und reagiert mit läutenden Obertönen. Der erste Overblow (Toot) einen halben Ton über der Oktave ist leicht und weich anspielbar.
Mago-Typ-Instrument für WAL-Stil (West-Arnhem-Land) gebaut von Manfred Scheffknecht
Durch die Mago-typische Lage der zweiten und dritten Eigenresonanz werden Kombinationstöne aus Grundton und Stimme besonders betont, was zu einem interessanten Kontrast zu den höheren Obertönen führt.
Mago-Typ-Instrument für WAL-Stil (West-Arnhem-Land) gebaut und künstlerisch gestaltet von Frank Geipel
schwarze Peaks: Impedanzspektrum, anspielbare Eigenresonanzen (Toots) graue Peaks: aufsummierte und gewichtete Impedanz der zur jeweiligen Frequenz zugehörigen harmonischen Obertöne rote Peaks: Grundton Klangspektrum blaue Peaks: Klangspektrum erster Overblow
(Die Klangspektren der weiteren Overblows sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.)
Dazugehörige FFT-Analyse des gebauten Instrumentes in Wasserfalldarstellung:
Die Signale (im unteren Drittel) entstehen durch geschlossenes Anschlagen des Instrumentes am Mundstück und entsprechen (in der Lage) dem simulierten schwarzen Impedanzspektrum. Die Signale (im mittleren Drittel) entsprechen dem roten Klangspektrum beim einfachen Anspielen des Grundtones. Die Signale (im oberen Drittel) entstehen bei der typischen mit „passiver“ Stimme-unterstützten Spieltechnik zum erzeugen der Mago-typischen Mischfrequenzen.
Wird die Stimmenfrequenz (f Stimme) eine Quinte über der Grundtonfrequenz (f Grundton) eingesetzt, entstehen die deutlich hörbaren Mischfrequenzen bzw. Kombinationstöne (f Stimme + f Grundton), die bei diesem Instrument Mago-typisch durch die Lage der zweiten Eigenresonanz verstärkt wird und (f Stimme - f Grundton), die dem kleinen Instrument unter dem Grundton ein volleres Bassfundament gibt. Zusätzlich zu den hier dargestellten einfachen Summen- und Differenzfrequenzen entstehen noch weitere Kombinationstöne aus den Obertönen von Didge-Grundton und Stimmen-Grundton.
Frank Geipel präsentierte am 4. September in der Schweiz seine Australien-Reise in Form einer virtuellen Tour durch das Northern Territory. Stationen der Reise: Top End - Arnhemland - Cobourg Peninsula, Red Centre nach Darwin, NE-Arnhemland: Gove Peninsula bis nach Gikal, dem Veranstaltungsort der Yirdaki Masterclass 2009. Eingebettet in vielseitige Informationen und Geschichten rund um die Herkunft, Herstellung und traditionelle Verwendung dieses archaischen Kultinstrumentes bis zu Spieltechniken und Methoden des Sound-Designs wurde die Veranstaltung von spontanen Live-Darbietungen umrahmt. In der angenehmen Atmosphäre der urigen Kellerbühne entstand eine Stimmung, die das Erleben dieser virtuellen Tour real werden lies.
Bau unseres CADSD Didge(R)Evolution Beispiel-Instrumentes von Dan Flynn aus Utah USA
Wir freuen uns, hier einen erstklassigen Bau unseres CADSD Didge-Evolution Beispiel-Instrumentes vorzustellen.
Dan Flynn aus Utah USA ist ein passionierter Didge-Bauer, Experimentator, Musiker und talentierter Spieler.
Er fertigte dieses unikate Instrument aus Berg-Mahagoni und lieferte gleich tolle Soundbeispiele dazu.
Aufgrund der extravaganten Form nannte er dieses Instrument "Die Krähe".
Building of our example of a CADSD Didge-Evolution instrument by Dan Flynn, Utah USA
We are pleased to present here a first-class building of our CADSD Didge-Evolution example instrument.
Dan Flynn from Utah USA is an enthusiastic didge maker, experimenter, a musician and a talented
player. He manufactured this unique instrument from mountain Mahagoni and supplied special sound examples in
addition. Due to the extraordinary shape he called this instrument " The Crow".
Nach 6 Jahren privater theoretischer und experimenteller (low budget) Forschung getrieben durch Neugier und der Sehnsucht nach individuell spielbaren Wunschinstrumenten ist jetzt ein vorläufiger Höhepunkt des gemeinsamen Didge-Forschungs-Projektes (Geipel / Reimer) erreicht.
Zahlreiche Didge-Spieler aus aller Welt möchten wissen, ob es möglich ist, ein Instrument nach ihren individuellen Wunschvorstellungen zu schaffen. Mit unseren Computer-Aided-Dideridoo-Sound-Design-Tools (CADSD) ist das seit einigen Jahren möglich, erforderte aber viel Erfahrung und lange Simulations-Zeiten, da viele Didge-Innenformen von Hand eingestellt und variiert werden mussten, um das gewünschte Klangspektrum zu erreichen.
Es war bisher nicht möglich, ein Ziel-Spektrum vorab einzustellen und automatisch Vorschläge für entsprechende Innenformen zu berechnen. Um dies zu erreichen, startete ich Anfang 2008 das Projekt „Didge(R)Evolution“ - die Anwendung und Weiterentwicklung von der Natur nachempfundenen Evolutionsalgorithmen zur Generierung der gewünschten Formen aus einer praktisch unüberschaubaren, unendlichen großen Vielfalt möglicher Formen.
Das aktuelle Projekt-Highlight ist ein Simulationssystem, das auf Basis eines weiterentwickelten high Performance Simulations-Modells mittels neu entwickelter Didgeridoo-spezifischer Directed-Evolution-Methoden beliebige Wunschinstrumente generieren kann. Es funktioniert wie ein „lebendes“ Evolutions-System, in dem man Instrumente mit vielen spezifischen Ziel-Parametern quasi „züchten“ kann. Die entstehenden Innenformen sehen oft den Querschnittsverläufen guter termitenausgefressener Instrumente ähnlich, mit dem Unterschied, dass die Methode fähig ist, auch Formen zu generieren, die in der Natur wahrscheinlich nicht vorkommen.
Vereinfachte Beschreibung der CADSD basierten Didge(R)Evolution Software
Da die wenigsten Didgeridoo-Bau-Interessierten sich mit mathematischer Modellierung, Programmierung und physikalischen Theorien auskennen, hier eine vereinfachte Beschreibung der Arbeitsweise der Didge(R)Evolution Software:
Bevor das Programm seine Arbeit aufnehmen kann, muss ein möglichst genaues Ziel-Klang- und Impedanz-Spektrum definiert werden. Das können momentan bis zu 20 verschiedene Eigenschaften sein.
Stellt Euch dann vor, wir erschaffen (programmieren) virtuelle Termitenvölker, deren Einzeltermiten individuelle Fähigkeiten besitzen, Didgeridoos mit speziellen Eigenschaften zu formen. Im nächsten Schritt wird die Größe und Anzahl dieser virtuellen Termitenvölkern festgelegt - in unserem animierten Bespiel ist es lediglich 1 Volk mit 512 Termiten.
Innerhalb der räumlichen Begrenzung des virtuellen Rohlings nimmt beim Start des Programms jede einzelne Termite ihre Arbeit auf und frisst (erstmal völlig zufallsgesteuert) ihr eigenes Didgeridoo aus. Nach einigen Sekunden sind die ersten 512 Instrumente fertig.
Nun wird jedes einzelne Instrument daraufhin überprüft, wie gut es die vorgegebenen Ziel-Eigenschaften erfüllt. Die Termiten, die am erfolgreichsten waren, dürfen sich vermehren und ihre Erbinformationen an eine neue Termitengeneration weitergeben. Die anderen sterben aus. Zusätzlich werden, ähnlich wie in der Natur, zufällige Mutationen erzeugt, die die individuellen Eigenschaften von einzelnen Termiten ändern. Damit ist die erste Generation beendet.
In der zweiten Generation fressen die Sprösslinge zusammen mit ihren relativ erfolgreichen Eltern und den mutierten Geschwistern erneut 512 Didgeridoo-Rohlinge aus – wieder zufallsgesteuert aber mit verbesserten Eigenschaften die Zielvorgaben zu erreichen. Danach werden wieder sämtliche Instrumente überprüft. Die erfolgreichen Termiten des Volkes dürfen sich wiederum vermehren, während der Rest ausstirbt.
Dieser evolutionäre Kreislauf setzt sich so lange fort, bis ein virtuelles Didgeridoo erzeugt wurde, das alle vorgegebenen Ziele bestmöglich erfüllt und es keinen evolutionären Fortschritt mehr gibt – im Beispiel sichtbar als rote Linie. In der Regel ist das nach 150 bis 400 Generationen der Fall.
Um hervorragende und spezielle Instrumente zu erzeugen, ist trotz dieser modernen Evolutions-Methode das Know-How des „Didgeridoo-Züchters“ (der die Ziele vorgibt) besonders wichtig. Von entscheidender Bedeutung sind umfangreiche Erkenntnisse über die Wechselwirkungen verschiedenster Resonanzmuster mit verschiedenen Spieltechniken auf die Auswirkung von Didgeridoo-Klangspektren, aber auch weitgehende Bau- und Spielerfahrungen. Die Ergebnisse hängen von der Qualität der Zielvorgaben ab.
After 6 years of private theoretical and experimental (low budget) research driven by curiosity and the longing after individually playable desired instruments a highlight of the common Didjeridu research project (Geipel / Reimer) is reached now.
Many Didjeridu players from all over the world want to know whether it is possible to create an instrument after its individual desired conceptions. Since some years that is possible with our Computer-Aided-Didjeridu-Sound-Design-tools (CADSD), but required much experience and simulation time, since many interior forms had to be adjusted and varied by hand, to get the desired relevant impedance and sound spectra.
So far it was not possible to find the interior forms for desired spectra in a more efficient and automatically way. In order to reach this, I started at the beginning of 2008 the project „Didge(R)Evolution“- the application and advancement of nature modelled evolution algorithms for the generation of desired forms from practically immense, infinite large variety of possible forms.
The current project highlight is a simulation system, which is able to generate desired instruments on basis of an advanced high performance simulation model of the Didjeridu acoustics and using new Didjeridu specific directed-evolution-methods. It runs like a “living evolution system” in which special instruments with many specific parameters can quasi “breed”. The so created interior forms often looks similar the cross-sectional contours of good termite-carved instruments, with the difference, that the method is able to generate also forms which do probability not occur in nature.
Simplified description of the CADSD based Didge(R)Evolution software
Since only few Didjeridu building interesting people have experiences with mathematical
modelling, programming and physical theories, here a simplified description of the Didge(R)Evolution
software:
Before the program can take up its work, a goal of a sound- and an impedance spectrum exact as possible must be
defined. That can be momentary up to 20 different characteristics.
Imagine you then, we create (program) virtual termite swarms, whose single termites have individual abilities to form Didjeridus with special
characteristics. In the next step the size and number of this virtual termite swarms have to be fixed - in our animated example is it only 1 swarm with 512
termites.
With the start of the program each individual termite takes up its work and eats
(first times completely randomized) its own Didjeridu within the spatial delimitation of the virtual blank
tree. After some seconds the first 512 instruments are finished.
Now each individual instrument is tested how well it fulfils the given goal
characteristics. The termites, which were most successful, may reproduce and pass their genetic information on to a new termite
generation. The others become extinct. Additionally, similarly as in nature, coincidental mutations are
produced, which change the individual characteristics of individual termites. Thus the first generation is
terminated.
In the second generation the descendants as well as its relatively successful parents and mutated brothers and sisters eats out again 512 Didjeridus from virtual blank trees again randomized however with improved individual characteristics to reach the
goals. Afterwards again all instruments are tested. The successful termites of the swarm may reproduce
again, while the remainder becomes extinct.
This evolutionary cycle is repeated until a virtual Didjeridu was produced with all defined goals in the best possible way fulfilled and no evolutionary progress is reached - in the example visibly as the red
line. Usually after 150 to 400 generations this is the case.
In order to produce outstanding and special instruments with this directed evolution
method, the know-how of the “Didjeridu breeder” to formulate the goals is very
important. Extensive knowledge about the interactions of most diverse intrinsic resonance pattern with different play techniques on the effects of the sound spectra are of crucial
importance, but also extensive building and playing experiences. The results depend on the quality of the defined
goals.
Im Rahmen eines von Manfred Scheffknecht privat organisierten Didge-Events stellte Frank erstmalig die komplexe Materie der Didge-Akustik in multimedialer interaktiver Form vor. Die an diesem speziellen Thema interessierten Gäste kamen aus einem Umkreis von Zürich bis Stuttgart und prägten mit vielen individuellen Fragen diesen Workshop. Die daraus gewonnenen Erfahrungen werden in die Gestaltung weiterer Workshops fließen.
Magos sind ausgesuchte
Didgeridoos aus dem Western- und Zentral-Arnhemland, die sich mit geeigneter
Spieltechnik durch „harte“ Obertöne und typische tiefe „gurgelnde“
Mischtöne aus Stimme und Instrumenteneigenfrequenzen auszeichnen. Eine
interessante Materie für die Instrumentenprojektierung.
Hier
ein von mehreren CADSD projektierten neuen Instrumenten. Ein Mago-Typ in F.
Es wurde von Zoran Ristivojcevic in Österreich nach einem CADSD-Bauplan aus
Robinienholz gefertigt und nur minimal von mir nachgetunt.
Eine CADSD-Wunschklang-Projektierung für Manfred Scheffknecht.
Das nach projektierten Vorgaben von Manfred
gebaute Oktav-Instrument hat den Grundton und ersten Overblow CIS (etwa
Erden-Ton) und als prominenten Sington (5.Oberton) GIS (etwa Mond-Ton).
Hier das erste Klangbeispiel das mir Manfred zur Überprüfung der
simulierten Klangeigenschaften gesendet hatte.Es
ist minimal mit Hall versehen und induziert eine interessante magische
Stimmung.
Das akustisch analysierte Kangspektrum stimmt hervorragend mit den
projektierten CADSD-Daten überein!
Bavaria Power ein besonderes
Didgeridoo aus Bayern cadsd-projektiert und gefertigt von Frank im Frühjahr
2007. Der Bau aus Bongossi war wirklich harte Arbeit. Die rechte Schulter
ist heute noch vom stundenlangen Aufsägen der Eisenholzbohle mit einer
speziell konstruierten Japansäge zu spüren.
Ich bin Remo aus Walenstadt (CH), 18, schliesse diesen
Sommer das Gymnasium ab. Ich freue mich danach ein wenig um die Welt zu
reisen und werde später eine Oberstufenlehrer-Ausbildung in Luzern
beginnen. Fürdie Matura musste (bzw.
durfte) ich meine Arbeit schreiben, in der ich verschiedene
meiner Hobbys/Interessen kombinieren konnte: das Didgeridoo(spiele ich seit ca. 6 Jahren), Handwerken
und Technik - was erstaunlich gut geklappt hat. Leider habe ich im
Moment sehr wenig Zeit zum Didgen,aber plane
doch schon den Bau eines Alphorns in unbestimmter Zukunft.
Ein spezielles
Instrument zu konstruieren (Grundton, Overblows, spezielle singende Obertöne
oder Obertonwobbel-Resonanzmuster, Gegendruck, Resonanzen zur Verstärkung
von Mischfrequenzen aus Stimme und Grundton, …) ist ein anspruchsvoller Weg.
Mit der CADSD-Methode ist es möglich beliebige Innenformen vorzugeben und
die damit erzeugbaren Klang- und Impedanzspekteren zu berechnen. Der
wichtigste Prozess aber ist die Interpretation dieser Spektren, um gezielte
Änderungen der Innenformen Schritt für Schritt vorzunehmen. Dafür war es
erforderlich viele Instrumente mittels online FFT-Analyse zu spielen, um
eine gute Korrelation der zu den FFT-Spektren gehörenden Sounds zu erlernen.
Auch ein gut geschultes Gehör ist erforderlich, um spezielle Effekte im
Obertonbereich deutlich wahrzunehmen. So ist im laufe der Jahre eine
umfangreiche Know-How Basis
entstanden.
Neben der Entwicklung
von Didgeridoos mit speziellen Klang- und Spielcharakteristiken ist CADSD
auch geeignet, von interessanten
Klangcharakteristiken die auf Tonträgern vorliegen,
Innenformen zu rekonstruieren, die diesen Klangcharakteristiken sehr nahe
kommen können.
Neben den vielen
Projekten für individuelle Wunschinstrumente mit diversen interessierten
Didgeridoobauern liefen auch einige akustische Rekonstruktionsprojekte, von
denen ich hier eines vorstellen möchte.
Nachdem ich das mittels
CADSD akustisch rekonstruierte und von Bernd gebaute Instrument (siehe
Erfahrungsbericht) auf dem Swizzeridoo erleben und testen konnte, beschloß
ich dieses minimal zu modifizieren und in Bongossi-Holz zu bauen.
Vergleich
der FFT-Spektren der drei F-Instrumente.
Von
unten nach oben: F-Yidaki gespielt von Sven (s.
Erfahrungsbericht),
Rekonstruktion in Bongossi gespielt von Bernd (s.u.),
Rekonstruktion in Esche gespielt von Bernd (s.
Erfahrungsbericht)
Je nach
Spieler, Mikro und Aufnahmeort (Lage des Instruments und des Mikros im
Raum) können die Amplituden der Obertöne in einem gewissen Rahmen
variieren.
Erster akustischer
Test der ausgearbeiteten und provisorisch abgedichteten Bongossi-Bohle.
Im Frühjahr 2006 entstand ein weiteres CADSD projektiertes
Instrument mit Yidaki-Charakteristik. Um den Holzeigenschaften von
besonders harten Eukalyptusarten nahe zu kommen, habe ich
westafrikanisches rotes Eisenholz (Bongossi) verwendet. Eine
Herausforderung an Werkzeug und Bauer!
Als Grundton habe ich F gewählt. Um einen runden Bass zu erzielen,
ist der erste Overblow eine Oktave höher gelegt. Die
Klangcharakteristik ist so projektiert, dass durch ausgeprägte
Eigenresonanzen dieObertöne
2 + 4 je nach Spieldruck als Sington
wahrnehmbar sind. Durch
teilweise instabile Eigenresonanzen kann
mit geeigneten
traditionellen Spieltechniken zwischen
dem 6. und dem 7. Obertonein
Obertonwobbeln angeregt werden.
Da mich nach wie vor Didgeridoos reizen, die mit geeigneter Spieltechnik
zum Obertonwobbeln (Obertonläuten) anregbar sind, sind in diesem Winter
zwei weitere Instrumente mit Grundton E und wobbelfähigkeit zwischen dem
5. und 6. Oberton entstanden.
Instrument 1:
Instrument 2:
Material: Pflaume Kernholz
Grundton: E
1. Overblow: F
Der kraftvolle energetische Klang dieses Instrumentes ist
über Mikrofone kaum aufzeichenbar, da diese ständig übersteuern. Man
muß es in der Realität hören.
Neben vielen anderen Aktivitäten in diesem langen Winter durfte ich die
Schreinerwerkstatt meines netten Nachbarn verwenden.
Für das erste neue Instrument hatte ich einen gebogenen Rohling aus
Steineiche zur Verfügung.
Daraus
ist ein schweres Instrument entstanden, das unserem ersten
CADSD-Prototyp aus GFK nachempfunden ist. Es besitzt den Grundton F mit
leicht anspielbaren 1.Overblow G.Der Klang besitzt einen rauen traditionellen Charakter.
Wie immer auf Festivals ergeben sich interessante spontane Treffs von
Gleichgesinnten.
Hier einige Eindrücke beim Testen von Didges:
Das Yidaki von Nayawap Gurruwiwi mit "Brolga und Shark Totem" war eines
der gefragtesten Instrumente.
Andy
Bernd
testet das wobbelfähige Didge aus Merbau.
Cesare;
Wir haben ihn aufgrund seines ausgesprochen energetischen
Powerspielstils den "Didge-TÜV" genannt.
Cesare hat in dem F2 aus meinem F-Twin-Projekt
sein Instrument gefunden. Wenn er es spielt wird die Umgebung mit
seinen Powerklängen hypnotisiert. Schade, leider hatte ich keine
Technik zum Aufnehmen dabei.
Markus
Ein "Fachgespräch" mit Ondrej. Die
Klang- und Rhythmuswelten die er seinen Didgeridoos entlockt sind von
einem anderen Stern.
Entdeckt auf dem Swizzeridoo:
Bernd hatte direkt von uns das Buch "Das Didgeridoo-Phänomen" gekauft
und als Beigabe einen Original-CADSD-Ausdruck mit Baumaßen für ein
Didgeridoo in E Overblow F erhalten. Er hat den Bauvorschag handwerklich
perfekt ungesetzt und dazu noch mit einer tollen Bemalung verschönert.
Nach einigen Wochen Simulationsarbeiten am Computer und
Klanganalysen von gebauten Prototypen aus GFK hatte ich entschieden, das
erste obertonwobbelfähige CADSD Didge aus Holz zu bauen.
Ich habe es für den Grundton F mit Wobbelfähigkeit zwischen dem 4. und
5. Oberton (5 und 6 fache der Grundtonfrequenz) projektiert.
Der Overblow ist so gewählt, dass er wenige Cent über der Oktave liegt
und leicht anspielbar ist.
Da ich schon immer mal mit einem besonders harten und schweren
exotischen Holz arbeiten wollte, hatte mir Peter Weiss vom Augsburger
Didge-Stammtisch einen Laden Merbau-Holz besorgt, ein interessantes
Holz, das von Malaysia bis Neuguinea heimisch ist.
(Wie wir gerade erfahren haben, kann
man sich bei Merbau-Holz nicht sicher sein, ob es wirklich Plantagenholz
ist. Also deshalb doch lieber die Finger davon lassen.)
Länge: 143 cm
Innendurchmesser Mundstück: 29 mm
Innendurchmesser Bell: 86 mm
Dieses Instrument ist bestens für die traditionellen Spieltechniken aus
dem NE-Arnhemland geeignet. Beim normalen Anspielen ist ein Sington bei
der 5-fachen Grundtonfrequenz wahrnehmbar. Beim Übergang zu
traditionellen Techniken sind die Obertonwobbels anregbar, wobei ein
interessanter feedback-Effekt auf der Zunge spürbar ist.
Die nächste Spielergeneration wächst heran! Am 10.
Geburtstag meines Sohnes Adrian haben wir das Baumarkt-Didge von
Johannes gebaut, bemalt und gespielt - erstaunlich, wie schnell Kinder
die Zirkuläratmung kapieren!! Ich hab die quirlige Bande selten so
konzentriert erlebt... Fazit: Empfehlenswert!
Diese Website lebt von der engen Zusammenarbeit nicht kommerziell
ausgerichteter Didgeridoo-Bauer. Allen gemeinsam ist die Suche nach
tieferen Erkenntnissen, die mehr Licht in die komplexen Zusammenhänge
der Klangentstehung im Didgeridoo bringen, und die Bereitschaft einen
großen Teil dieser Erkenntnisse mit der Öffentlichkeit zu teilen. Dazu
gehört seit langem Johannes
Schildkamp, den, Dank der von ihm entwickelten Bohrtechnik, wohl jeder
in der Szene kennt. Vor kurzem haben wir beschlossen, unsere Websites
enger zu verzahnen (s. Bohrtechnik), d.h. Teile des Angebotes von www.yedaki.de
sind nun auch direkt über www.testadoo.de /
www.didgeridoo-physik.de zu erreichen und demnächst auch
umgekehrt. Wir können uns schon mal auf Didgeridoo-Röntgenbilder
freuen, die er im Moment herstellt.
Jetzt können Didgeridoo-Innenformen noch genauer vermessen werden. Meine
recht simple Apparatur funktioniert nach dem Prinzip kommunizierender Röhren und ermöglicht auch die Vermessung krummer Instrumente. Dabei wird das zu vermessende Didge nach und nach mit Wasser gefüllt und die Füllstandhöhe außen abgelesen.
Die Füllmengen werden mittels einer Pumpe und einer
Schaltzeituhr genau dosiert.
Zum Ermitteln der Innenform werden Füllmengen, Füllstandhöhen und Winkel der Messabschnitte erfasst.
Auf den Bildern ist die Vermessung eines neuen CADSD-Prototypen zu sehen.Der Sinn war, eventuelle Abweichungen von der geplanten Innenform zu
erkennen. Wichtig, um sicher zu sein, dass der
Prototyp der vorher simulierten Form entspricht.
Wenn mir beim Probespielen neben dem Klang auch noch die
Spieleigenschaften gefallen, kann ich die Innenform getrost auf einen
edlen Holzrohling übertragen, um gezielt mein Wunschdidge zu
realisieren.
Ein weiteres Kapitel wäre dazu dann allerdings noch das
Tuning des Rohlings, mit dem die Resonanzen des Holzes beeinflusst
werden - dazu später mehr ...
Bei einigen wenigen Didgeridoos ist beim Spielen, vor allem mit speziellen dynamischen traditionellen Techniken ein deutliches Wobbeln (Vibrato) zwischen bestimmten Obertönen wahrnehmbar. Diese Instrumente sind oft eine Rarität und selten zu finden. (z.B. das E von Sven Molder aus der Galerie oder das F-F# Datjirri von Frank aus der Galerie).
Was ist die physikalische Ursache für diesen Effekt?
Die Luftsäule eines Didgeridoos weist abhängig von der Innenform bestimmte Eigenresonanzen auf(weiße Peaks), die auch als Overblows anspielbar sind. Bei diesen Eigenresonanzfrequenzen „will“ das Didgeridoo schwingen. Fällt z.B. ein Oberton des gespielten Grundtones genau auf eine Eigenresonanzfrequenz, wird dieser Oberton verstärkt und ist deutlich als Sington wahrnehmbar.
(Falls jemand weitergehendes Interesse an dieser Thematik hat, empfehle
ich den Kauf des Buches
„Das Didgeridoo-Phänomen“.)
Was ist aber die Voraussetzung für ein Didgeridoo, das z.B. zwischen dem 5. und 6. Oberton (6- und 7-fache der Grundtonfrequenz) wobbelfähig ist?
Bei diesem Instrument liegt ca. 10 Hz unter der 5.Obertonfrequenz und ca. 10 Hz über der 6.Obertonfrequenz eine ausgeprägte Eigenresonanz der Luftsäule vor. Spielt man dieses Didgeridoo dynamisch an, entsteht ein instabiler Wobbelzustand. D.h., einmal fällt durch kurzzeitiges Anstoßen/Anheben des Grundtones der 6.Oberton ca. 10 Hz höher in die dort vorhandene Resonanz und wird kurzzeitig verstärkt. Da dieser Zustand instabil ist, fällt beim Rückfallen der Grundtonfrequenz der 5.Oberton ca. 10 Hz niedriger in die auch dort vorhandene Resonanz und wird kurzzeitig verstärkt. Da dieser Effekt ca. 5-10 mal pro Sekunde abläuft, ist ein deutliches Obertonwobbeln (Obertonvibrato oder Obertonläuten) wahrnehmbar.
Nach weiterer Verfeinerung der CADSD-Methode ist es uns
jetzt möglich, derartige Oberton-wobbelfähige Didgeridoos zu projektieren und zu
bauen.
FFT von unserem GFK E (Wasserfalldarstellung)
obere Achse: Frequenz in [Hz] - von oben nach unten Zeit
rot: laut (deutlich) wahrnehmbare Teiltöne gelb: mittel wahrnehmbare
Teiltöne grün: leise wahrnehmbare
Teiltöne
obere Achse: Frequenz in [Hz] - von oben nach unten Zeit
rot: laut (deutlich) wahrnehmbare Teiltöne gelb: mittel wahrnehmbare
Teiltöne grün: leise wahrnehmbare
Teiltöne
So einfach es ist, mit dem ersten
Testadoo Basisformen schnell durchzutesten, so schwierig ist es, damit komplexeInnenformen einzustellen.
Um auch Testinstrumente für CADSD-Berechnungsergebnisse zu
bekommen, verwende ich die Baumethode, die erstmals vom Schöpfer der Hanfdidgeridoos
beschrieben wurde.
Die Methode ist so simpel wie genial - ein Sack, der der gewünschten Innenform entspricht, wird mit Sand gefüllt und mit einem härtenden Hanffaserbrei besprüht. Nach der Aushärtung wird der Sack entfernt - und fertig ist das Didge. Toll!!
Ansgar Stein
hat diese Methode bereits mit Glasfaserkunststoff (GFK) erfolgreich übernommen.
Von ihm habe ich die ersten Tipps bekommen, die ich dann den speziellen Anforderungen der CADSD-Prototypenfertigung
(besonders maßhaltig) entsprechend modifiziert habe.
Die neue CADSD-Version berechnet automatisch zu jeder Simulation die exakten Schnittmaße des entsprechenden Innenform-Sackes. Diese wird in eine Grafiksoftware 1:1 übernommen und ausgedruckt.
Die Schablonenform wird auf 2 Lagen dehnungsarmen Stoffes übertragen, der dann präzise abgenäht und
zugeschnitten wird.
Um das Material nicht zu stark zu belasten und Dehnungsungenauigkeiten vorzubeugen, verwende ich leichten Reis statt schwerem Sand als Füllmaterial. Eine 2-Punkt-Aufhängung verhindert Längsdehnungen.
Dann wird der gefüllte Sack nach und nach mit Trenn- mitteln, Epoxidharz und Glasfaserband beschichtet, bis die Wandstärke zwischen 6und 20 mm beträgt.
Nach dem Durchhärten wird der Sack entfernt und der neue CADSD-Prototyp auf die endgültige Länge gekürzt.
Die Klang- und Spieleigen- schaften können jetzt ausgiebig getestet und per FFT mit dem geplanten
Oberton- und Eigenresonanzspektrum verglichen werden.
Mit meiner verbesserten
Innenform-Vermessungsmethode kann leicht
die Fertigungs- genauigkeit überprüft werden.
Obwohl die Instrumente sehr gut klingen, baue ich sie hauptsächlich zur
Vorbereitung des wesentlich zeitaufwendigeren CADSD- Holzinstrumentenbaues
(z.B. für Franks neues Obertonwobbel- Projekt).
(Wie man bei Ansgar Steins GFK-Instrumenten sieht, sind solche Didges auch ideal für Reisen und Auftritte. Er hat jüngst eine
leichte GFK-Version seines Lieblings-Didges hergestellt - die
Innenform hat er mit der
Vermessungsmethode ermittelt)
Die Computer-Aided-Sound- designten F/F-Twins sind fertig. Obwohl ich
durch meine Projektierungsmethode weiß, wie die Spiel- und
Klangcharakteristik werden soll, ist es trotzdem immer wieder ein
Erlebnis, die fertigen Instrumente real zu hören.
Beide Instrumente sind aus schwerer harter Hopfenbuche. Beide haben
den Grundton F und den ersten Overblow genau eine Oktave darüber.
Aber die Spiel- und Klangcharakteristik ist verschieden. Das zu
beschreiben ist umständlich. Am besten man spielt selbst.
1) Länge: 157 cm, Masse: 4,6 kg, Material: Hopfenbuche,
Mundstück-Innen-Durch-messer: 28-29 mm,
Innendurchmesser Bellend: 80-100 mm oval,
Außendurchmesser Bellend: 110-130 mm,
Klang: offen resonant mit betonten/singenden 2.Oberton,
Ansprechverhalten: excellent, Gegendruck: mittel
Grundton: F, 1.Overblow: F, 2.Overblow: C Soundbeispiel (gespielt
von Frank) Soundbeispiel (gespielt
von Sven Molder)
2) Länge: 152 cm, Masse: 5,0 kg, Material: Hopfenbuche,
Mundstück-Innen-Durchmesser: 28-29 mm,
Innendurchmesser Bellend: 85-125 mm herzförmig,
Außendurchmesser Bellend: 110-150 mm,
Klang: direkt trocken mit deutlichen 2.Oberton und singenden
5.Oberton
Ansprechverhalten: exzellent, Gegendruck: hoch
Grundton: F, 1.Overblow: F