Category: Sound Design

Today we talk about Led Zeppelin, or rather “The Hammer of the Gods“, and their song When the Levee Breaks, included in their fourth masterpiece “Led Zeppelin IV”.

They are certainly one of the most important bands in the history of music, their innovative sounds and their incredible talent have been the key to their incredible success and the impact they have had on the world of music is not quantifiable.

Another hallmark of the (best) band is the visionary mindset of their guitarist Jimmy Page, not only as a musician, but also as a sound engineer.

In December 1970 the recording session of some parts of the album (Black Dog, Four Sticks) and, above all, When The Levee Breaks took place in Headley Grange (Hampshire, England), a poorhouse of 1790 transformed into a residence a la late 1800.

After the first few songs they got a new drum set and told the delivery guys to leave it in the huge hallway.

Then the drummer, John Bonham, came out to test the kit. Jimmy Page’s reaction was amazing, he was so amazed by the sound he had in the hall that he literally said “Let’s not take the drums out of here!”.

The production of the album was done with Andy Johns, he and Page experimented a lot on how to get that huge drum sound in a recording.

The solution? They hung the microphones (Beyerdynamic M160) on the second floor, at the top of a stairwell in Headley Grange, and the drums at the bottom.

Heavy amounts of compression have been added to the microphones to add excitement to the room.

Another curious fact, the drummer has made some changes to the drums, so they didn’t have to mic the kick!

Combined with John Bonham’s powerful and unique sound, the result was amazing. Something no one has ever done before.

This move continued Page’s philosophy of ambient miking for drums, rather than putting mics directly on instruments. According to him, the drums must breathe.

Here you can enjoy this Meisterwerk:

First, I need to register a stream of data in an array. For example, data from the X-axis of a rigid body (in OptiTrack, motion capture system) for 10 seconds.

Then it is necessary to save the data of this array in a text file so that this data can be read out each time the patch is started and rearranged in the array. In this way the specific movement, or better our reference movement, is saved and automatically loaded into the patch every time.

The next step is to create a RingBuffer, a buffer that continuously records the product data. This must be at least as large as the data set that we want to recognize.

The RingBuffer Slider can look into the past so that it can correlate everything with the reference signal.

For example, I set the data resampling to a rate of 8.333 milliseconds, since the data I’m usicing are coming from OptiTrack, and they reach a maximum of 120 fps. This means 1000/120 = 8.333.

This is the interval between one sample and another.

Another index reads both arrays at the same time, which are first multiplied and then their results are added.

The final result indicates the degree of correlation, the higher this number, the higher the correlation.

In this way, we can set a threshold to establish the minimum acceptable level of correlation, so that we can decide how similar the 2 data streams have to be to generate an output.

One problem that could arise is the continuous output trigger when this value is set too low.

This can be solved, however, by setting a delay that defines the time after which this trigger can be shifted, or by triggering a number immediately after starting the loops in order to set the threshold value to a very high value, which with Cross-correlation is unattainable.

It should be noted, however, that comparing more data streams to have a more precise correlation (for example X, Y and Z axes) can cause computational problems for the computer as a large data flow is continuously examined and compared.

Pure Data (Pd) is a data flow programming language, which means that functions (objects) are linked (patched) in a graphical environment. This models the flow of controls and audio.
For example, for a project I use the Motive software from OptiTrack on the computer in the experimental studio and as soon as I open the BatBat application and connect the network cable to my MacBook, I can receive the data in real time so that I can use it on my PureData patch that runs on mine Laptop.

The client application that I use, BatBat, is being made for the communication with a OSX system and I would say It’s pretty funny, because the first time NEVER work, so you have to close it and restart. It’s like that every single session!

After the correct connections have been made, the objects must be added in Pd that can receive this data and make it usable.

The first object in the chain is “netreceive”, which enables the reception of a data stream coming from a specific port, specifying the desired data type, in this case UDP (“datagram”) and the desired encoding type, in this case binary numbers.

The other objects in the chain are used to take the numeric list and interpret them as bytes, producing an output with Pd messages and then set up the route to use the OSC data with certain messages. In other words, to use the data from exactly the desired source.

The last step that is necessary in order to use this data is to unzip this data. The letter “f” post as an argument of the object indicates the production of a FloatNumber as output. There are 3 in which they correspond to the data on the X, Y and Z axes.

Now we are ready to use those data to control our parameters in Pd.

Feigenbaumdiagramm

Das Feigenbaumdiagramm leitet sich aus der logistischen Gleichung ab und bildet eine Periodenverdopplungsbifurkation ab. Bei kleinen Parameterwerten existiert nur ein stabiler Fixpunkt, der am ersten Bifurkationspunkt in einen Orbit aus zwei alternierenden Fixpunkten übergeht. Dieser Orbit verdoppelt dann an weiteren Bifurkationspunkten jedes Mal wieder seine Periode (kommt also erst nach 2, 4, 8, etc. Durchläufen wieder an den gleichen Punkt), bis er bei einem Parameterwert von etwa 3,57 in einen chaotischen Zustand übergeht, wo überhaupt keine Periode mehr erkennbar ist. Die Abbildung ist durch diese Darstellung gut als solche zu untersuchen, nicht jedoch um die Dynamik bei einem bestimmten r darzustellen. Man erhält ein Feigenbaumdiagramm in dem man die Werte für große n (z.B. x₆₀₀ bis x₉₀₀) in Abhängigkeit der r-Werte einträgt. Es stellt dann den Endzustand der Orbits dar, die sich an die Attraktoren angenähert haben.

Abb. 5: Feigenbaum – Diagramm

Deterministisches Chaos

Deterministisches Chaos ist das zufällig erscheinende Verhalten von dynamischen Systemen, welches vorherbestimmten Regeln folgt. Dabei wird das chaotische Verhalten jedoch nicht durch äußere Umstände oder Störungen verursacht, sondern folgt aus dem Verhalten des Systems. Der chaotische Zustand ist nicht reproduzierbar, trotz deterministischer Dynamik. Das heißt für chaotische Systeme führen langfristig ähnliche Startbedingungen nicht zu ähnlichen Wirkungen, obwohl die Folgewerte der Funktion eindeutig berechenbar sind. Das Problem ist, das in Experimenten eigentlich von einem schwachen Kausalitätsprinzip ausgegangen, indem gleiche Ursachen auch die gleiche Wirkung haben. Da aber in einem Experiment unter realen Bedingungen nie alle Ausgangsbedingungen gleich sind, geht man von einem starken Kausalitätsprinzip aus, welches besagt: Ähnliche Ursachen haben ähnlich Wirkung. Das dadurch auch nicht jedes Experiment belegt werden kann, zeigt dieses Beispiel. Daher geht man von verletzter starker Kausalität aus. Bei logistischen Gleichungen spricht man von der sensitiven Abhängigkeit der Anfangsbedingungen und lässt sich auf die Streck- und Falteigenschaften der Gleichung zurückführen. Die Entwicklung eines chaotischen dynamischen Systems ist als Folge der Unvermeidbarkeit von Messfehlern bei der Bestimmung des Anfangszustandes nicht vorhersehbar, nicht aufgrund eines stochastischen Verhaltens.

Strogatz, S. (1994). Nonlinear Dynamics and Chaos: With Applications to Physics, Biology, Chemistry and Engineering. Perseus Books Group

Poser, H. (2012). Wissenschaftstheorie. Eine philosophische Einführung. Stuttgart 2012,5, S. 293–295.

Krabs, W. (1998). Dynamische Systeme: Steuerbarkeit und chaotisches Verhalten. B.G.Teubner, Leipzig

In Deutschland ist die Gesellschaft für musikalische Aufführungs- und mechanische Vervielfältigungsrechte (GEMA) für das Inkasso und die gerechte Verteilung von Tantiemen Ansprüchen durch Aufführung musikalischer Werke verantwortlich. Sie ist monopolistisch und jedes Land hat eine eigene Verwertungsgesellschaft. Sie nehmen für die Künstler, Urheber, Verleger, die Mitglied sind, die Durchsetzung ihres Urheberrechts wahr. Für den TV-Werbebereich gibt es bei einer Anmeldung ein extra Anmeldeformular für Auftragskompositionen zu Fernsehproduktionen. Jedes gespielte Stück wird einzeln abgerechnet und ein prozentualer Betrag an den angemeldeten Künstler und den Verlag ausgeschüttet. Die Einnahmen der GEMA setzten sich zum einen durch den Rundfunkbeitrag und außerdem durch die pro Sendeminute abgerechnete Musik, dessen Lizenzen von den Werbe-/ Filmproduktionen getragen werden müssen, zusammen. Es gibt verschiedene Faktoren, wie den Aufführungsmultiplikator, den Minutenwert oder andere Koeffizienten, welche die Tantiemen für die jeweilige Situation errechnen. Zwischen den meisten Urheberrechtsgesellschaften der Welt bestehen bilaterale Verträge, welche die Weitergabe und Verrechnung mit ausländischen Urhebern und den Gesellschaften regeln. So muss z.B. ein amerikanischer Künstler, der von der ASCAP (American Society of Composers, Authors and Publishers) mit seinen Werken Geld bekommt, diese nur einmal versteuern. Da diese aber auch in Deutschland gespielt werden (er bekommt Geld von der GEMA), müssen die Einnahmen nicht mehrmals in verschiedenen Ländern versteuert werden, durch Doppelsteuerabkommen.

Die GVL (Gesellschaft zur Verwertung von Leistungsschutzrechten) wird zur ausübenden Instanz (ähnlich der GEMA) von Künstlern, die an Stücken mitgewirkt haben, ohne eigene geistige Urheberleistung, welche bereits von der GEMA abgedeckt wird. Da der Musiker meist nur für seinen Auftritt vor Ort bezahlt wird, ist es auch als Tätigkeitshonorar bekannt, und unabhängig von dem Verkaufserfolg des Ton- oder Bildträgers. Dies gilt auch für die im Tonstudio vollbrachte Arbeit. Das Werk kann nämlich auch über einen Livestream verbreitet werden, oder im Fernsehen übertragen werden, wobei jeder einzelne Mitwirkende einen Anspruch auf Vergütung erhält, solange er bei der GVL gemeldet ist.

Wehmeier, R. (1995). Handbuch Musik im Fernsehen. Regensburg: ConBrio S. 139ff.

Bei der Wahl von Werbemusik, bleiben den Produzenten nur zwei Möglichkeiten: Entweder das Lied selbst komponieren lassen, genau nach seinen Wünschen, oder ein schon Vorhandenes zu nutzen. Ein selbstkomponiertes Stück hat den Vorteil, dass wenn man genaue Vorstellungen hat, wie das Lied sein soll (Stimmung, Geschwindigkeit, Instrumentierung), es nach den eigenen Wünschen angepasst und verändert werden kann. Nachteile sind jedoch die sehr hohen Kosten und das mangelnde Musikwissen vieler Film- und Werbe-Produzenten. Dadurch gibt es oft nur vage Angaben über den genauen Stil oder das Tempo. Der Vorteil eines bereits existierenden Stückes ist, dass es schon zu vielen Szenen eine passende Musik gibt, sie nur von den richtigen Leuten gefunden werden und passend eingesetzt werden muss. Hier spielt die Erfahrung eine Schlüsselrolle. Bei dieser Wahl müssen Abgaben an die Verwertungsgesellschaften wie die GEMA gezahlt werden, wobei einem jedoch oft sehr große Production Music Archive zur Verfügung stehen, welche mit Verlagen zusammenarbeiten.

Produktionsmusik, Urheberrechtsfreie Musik

Auch wenn der Einsatz von speziell komponierter Musik ungebrochen ist und steigt, wird der gewaltige Musikbedarf der Werbeindustrie zu einem großen Teil von Library-Katalogen abgedeckt. Diese Sammlungen von unterschiedlichster Musik sind häufig von Verlagen angelegt und beinhalten Werke zu fast jedem Musikstil. Der Vorteil solcher Kataloge ist zum einen die enorme Auswahl an Musik, die bereitsteht, die Arbeit mit meist erfahrenen Musikexperten und die gleichzeitige Abwicklung der Lizenzen bei der GEMA und GVL durch die häufige Verbindung zu einem Verlag. Auch dort kommt es beim Preis jedoch immer auf die Nutzung der Musik und die Reichweite an.

Die Produktionsmusik beschäftigt sich also nur mit der Musik für den professionellen Einsatz mit meist kurzer Dauer, wie zum Beispiel Werbespots oder Filmsequenzen. Die Werbetreibenden können, bei der Suche nach dem richtigen Musikstück, meist auch selbst durch diese Kataloge stöbern.

Sogenannte Urheberrechtsfreie Musik ist nicht vom Urheberrecht getrennt, gemeint ist damit eher die Musik, die von Komponisten geschrieben wurde, welche nicht bei der GEMA gemeldet sind. Sie bieten Ihre Produkte für einen pauschalen, relativ niedrigen Preis an und verkaufen diese unwiderruflich an einen Erwerber, der damit tun kann, was er will. Interessenten dafür sind vor allem Video- oder YouTube Produzenten, da diese sich die Abgaben bei den Verwertungsgesellschaften sparen wollen. Neue Plattformen/Unternehmen wie Epedemic Sound (Schweden) entstanden vor ein paar Jahren, mit genau diesem Prinzip, und verdrängen die Verlage und Verwertungsgesellschaften in anderen Ländern. Die Künstler bekommen feste Beträge für ihre Lieder, wobei egal ist, wie erfolgreich oder oft aufgerufen es ist. Im deutschen Fernsehen ist dies rechtlich jedoch nicht möglich, weshalb auch hier weiterhin Tantieme für öffentlich Musiknutzung fällig werden. Auf Internetseiten wie Youtube ist es hingegen eine gute Alternative für unbekannte Künstler und Firmen, günstige, gut passende Musik zu nutzen, ohne diese lizenzieren zu müssen.

Mastering ist bei digitalen Produktionen der letzte Schritt, bevor es zur Vermarktung bzw. Veröffentlichung kommt, um den Klang und die Lautstärke an den Industriestandard anzugleichen. Auch das Pressen des Audiomaterials auf Vinylplatten oder das Erstellen von CDs wird Mastering genannt, ist aber in diesem Fall nicht gemeint.

„Mastering is the last creative step in the audio production process, the bridge between mixing and replication – your last chance to enhance sound or repair problems in an acoustically – designed room – an audio microscope. Mastering engineers lend an objective, experienced ear to your work; we are familiar with what can go wrong technically and esthetically.” (Katz, 2003, S. 11)

„Mastering ist keine Anhäufung von Werkzeugen oder ein Gerät, durch das man Musik schickt, sodass sie am Ende „gemastert“ herauskommt. […] Es ist eine Kunstform, die, wenn sie gewissenhaft und in größter Vollendung ausgeführt wird, im überwiegenden Maße von den Fähigkeiten einer einzelnen Person abhängt. Ihrer Erfahrung mit den verschiedenen Musikstilen und ihrem guten Geschmack.“ (Owsinsky, 2009, S. 19)

Erkennbar wird bei den Beschreibungen dieser beiden Zitate, wie viel Erfahrung und Equipment bei dem Mastering-Vorgang benötigt wird. Beide dieser Quellen stammen aus den Jahren vor 2010 und bis dahin war ein Mastering Ingenieur fast die einzige Möglichkeit diesen Prozess durchzuführen. Da es sich beim Mastering um ähnliche Vorgehensweisen handelt, die auf unterschiedliche Stücke angewendet werden, wurde in den letzten Jahren auch vermehrt Software entwickelt, die diesen Schritt automatisch vollzieht. Dazu gehören einerseits die Analyseprogramme des kostenintensiven und bei Mastering-Ingenieuren beliebten Programms „Izotope Ozone“, andererseits gibt es auch viele aufkommende Websites, wie landr.com, cloudbounce.com, emastered.com, usw., deren Dienste schon für monatliches Abonnement genutzt werden können und ähnlich gute Ergebnisse liefern. Dabei geht zwar das Sammeln persönlicher Erfahrungswerte des Audioingenieurs verloren, bei anfänglich guten Mixdowns liefern diese Websites jedoch zum Teil ausreichend gute Ergebnisse für einen Bruchteil des Preises (etwa 7€ monatlich für Mastering-Flatrate (bspw. Landr: 6,99€) im Gegensatz zu etwa 30€+ pro Song beim Mastering-Ingenieur). Vielen Amateurproduzenten wird dadurch das Mastern von Liedern und das Erreichen von professionellen Standards erleichtert.

Quellen:

Katz, B. (2003). Mastering audio: The art and the science. Oxford: Focal. S. 11

Owsinsky, B. (2009). Mastern wie die Profis: das Handbuch für Toningenieure. München. S. 19

Unter dem Mixdown (dt.: Mischen) einer Aufnahme, versteht man das endgültige Abstimmen der einzelnen Spuren aufeinander, um Überlagerung von Frequenzen oder Spuren zu vermeiden (obwohl manche Künstler darauf bewusst abzielen). Man versucht alle Elemente noch einmal ohne kreative Beeinflussung nur anhand des Klanges zu betrachten und auf richtiges Timing und Phasenverschiebungen zu achten. Owsinski (2007) hat dafür eine Richtlinie von sechs Elementen aufgestellt, die wichtig für einen guten Mix sind.

• “Ausgewogenheit und Balance: die Pegelrelation der Einzelnen musikalischen Elemente zueinander
• Frequenzbereich: alle Frequenzen müssen adäquat repräsentiert sein.
• Panorama: das Platzieren der musikalischen Elemente im Stereofeld
• Dimensionen: das Hinzufügen von Räumlichkeit zu einem musikalischen Element
• Dynamik: die Kontrolle des Lautstärkeverlaufs einer Spur oder eines Instruments
• Interesse: das gewisse Etwas einer Mischung“

(Owsinski, 2007, S. 34)

Ausgewogenheit und das Verständnis der richtigen Pegelrelationen benötigen viel Erfahrung und die richtige Abhöranlage. Es geht dabei laut Conrad (2012) um einen ständigen Vergleich mit existierenden Produktionen, sowie gute Lautsprecher, einen geeigneten Raum ohne störende Reflektionen und gelegentliche Ruhe und Abwechslung für das Gehör (Conrad, 2012, S. 210). Bei diesem Prozess können die Automationsfunktionen der DAW’s im digitalen Mischpult helfen. Das Endprodukt der abgemischten Produktion sollte dabei nach Conrad (2012) eine maximale Lautstärke von -6 dB aufweisen, um genügend Spielraum für das Mastering zu lassen. Oft ist die genaue Laustärke der einzelnen Spuren jedoch persönliche Präferenz.
Auch der Frequenzbereich der Spuren muss beachtet werden. Es gibt bereits Plug-Ins, wie z. B. Isotope Ozone, die eine Anzeige für die optimale Tonale Balance anbieten. Der Effekt, der laut Conrad (2012) dafür genutzt wird, ist der Equalizer, welcher durch das Einsetzen von z.B. Hoch-/ Tiefpass Filtern unerwünschte Frequenzen herausfiltert und somit Überlagerungen und Phasenverschiebungen vorsorgt. Er gleicht Verzerrungen des Frequenzgangs aus und trägt somit zu einer ausgewogenen Verteilung bei (Conrad, 2012, S. 170).

Ein weiteres wichtiges Element, das in fast jeder Musikproduktion enthalten ist, sind Raumsimulationen (Dimensionen). Zu den dabei genutzten Effekten gehören z. B. der Hall (Reverberation) oder das Delay/ Echo. Da unsere Umgebung und Orientierung akustisch durch Hall und Reflektionen von Flächen charakterisiert ist, gibt dies einem Instrument einen natürlich besseren Klang, als würde es trocken, ohne diese Effekte, wahrgenommen werden. Bei der Aufnahme bemüht man sich laut Conrad (2012) jedoch um ein möglichst reflektionsarmes Signal, um es im Nachhinein flexibler zu bearbeiten. Mathematisch können durch die Faltung eines Signals, auch von echten Räumen, die Raumcharakteristika nachgebildet werden, in der Praxis wird dies jedoch meist von Plug-Ins simuliert. Die Ausklingzeit und Dichte des Halls lässt sich dabei kontrollieren. Unter Echo oder Delay versteht man unterscheidbare Wiederholungen des Signals, die in der Natur an den Reflektionen glatter Flächen erkennbar und durch die Verzögerung des Schalls bedingt sind. Die Delayzeiten können beliebig gesetzt werden, oder an die Noten-Zählzeit und Tempo angepasst werden. Durch eine lange Delayzeit kann z. B. mehr Tiefe und Räumlichkeit erzeugt werden (Conrad, 2012, S. 141f.). Die Räumlichkeit und Verteilung der Spuren im Mix wird nach Owsinksy (2007) auch Panorama genannt. Dafür werden vor allem die höherfrequentierten Spuren wie Drums auf die seitlichen Lautsprecher verteilt (paning), oder durch ein Tremolo- oder Spread-Effekt die Weite im Mix simuliert (Conrad, 2012, S. 141f.). Um die Amplitude eines Signals zu regeln, werden laut Conrad (2012, S. 156) Dynamikprozessoren verwendet, ein Beispiel dafür ist ein Kompressor. Laute Passagen eines Signals werden durch ihn ab einem bestimmten Schwellenwert (Threshold) zurückgenommen, leisere angehoben, um das Signal gleichmäßiger zu machen (Conrad, 2012, S. 156f.). Es kann sich demnach bei der Abschwächung um das Signal selbst handeln, oder um ein anderes (Side Chain). Andere Dynamikprozessoren sind z. B. Limiter, Gates, De-Esser oder Expander, und diese Effekte tragen, nach Conrad (2012), zwar zu einem lauteren, klareren Mix bei, machen ihn jedoch auch weniger dynamisch. Dies führt zu einer feinen Linie zwischen laut genug, aber dadurch undynamisch, und etwas leiser, dafür dynamischer und natürlicher. Diese Entwicklung wird in der Musikindustrie auch als Lautheitskrieg (Loudness war) bezeichnet (Conrad, 2012, S. 156f.).

Insgesamt führen all diese Effekte und Herangehensweisen zu einem besseren Sound, welcher jedoch schwer zu definieren ist, und auf Erfahrung und im Sinne des Bearbeitenden liegt. Jedes Genre und jeder Toningenieur nutzt andere Arbeitsweisen und Detailfokussierung.

Quellen:

Owsinski, B. (2007). Mischen wie die Profis: das Handbuch für Toningenieure. München. S. 34

Conrad, J. (2012). Recording: Einführung in die Technik der Musikproduktion (7. grundlegend neu überarbeitete Auflage.). Bergkirchen: PPVMedien.