Honeycomb von LDM Design

Um überzeugende metallische Percussion-Klänge zu erzeugen – realistische Hi-Hats, Becken, Glocken oder experimentelle metallische Texturen – sind inharmonische Resonanzen erforderlich, die mit herkömmlichen harmonischen Filtern nicht erzeugt werden können. Herkömmliche Kammfilter erzeugen gleichmäßig verteilte harmonische Spitzen, doch echtes Metall schwingt nicht in perfekten Obertönen mit. Honeycomb löst dieses Problem mit einer einzigartigen Architektur aus verschachtelten Kammfiltern, bestehend aus 16 parallelen inharmonischen Filtern, die in vier Gruppen angeordnet sind. Jede Gruppe ist in der Lage, durch Koeffizienteninterpolation harmonische, ungerade harmonische und inharmonische Spektren zu erzeugen.

Dieser Max for Live-Audioeffekt basiert auf Forschungen von Jae Hyun Ahn und Richard Dudas und implementiert verschachtelte Kammfilter, bei denen ein Kamm innerhalb der Rückkopplungsschleife eines anderen platziert ist. Diese Architektur ermöglicht die unabhängige Abstimmung der äußeren und inneren Kammfrequenzen, wobei zwei Interpolationskoeffizienten die harmonischen Beziehungen steuern. Das Ergebnis ist eine präzise Steuerung inharmonischer Resonanzen – unverzichtbar für metallisches Sounddesign, die Synthese von Becken, die Erzeugung von Hi-Hats, Riser-Effekte und experimentelle Klangfarben, die mit herkömmlichen Filtern nicht zu erreichen sind.

Übersicht & Architektur verschachtelter Kammfilter

Standard-Kammfilter erzeugen gleichmäßig verteilte Resonanzspitzen im Frequenzspektrum, indem sie das Signal verzögern und in sich selbst zurückführen. Diese Spitzen stehen in harmonischer Beziehung zueinander – ideal für gestimmte Resonanzen wie Saiten oder Flöten, jedoch ungeeignet für metallische Klänge, die mit komplexen, inharmonischen Obertönen nachklingen. Die verschachtelte Kammfilterarchitektur von Honeycomb überwindet diese harmonische Einschränkung, indem ein Kammfilter in die Rückkopplungsschleife eines anderen eingebettet wird.

Jeder der 16 Filter von Honeycomb verfügt über zwei unabhängig voneinander abstimmbare Frequenzen: Freq 1 (äußerer Kamm) und Freq 2 (innerer Kamm). Durch die Verschachtelung des inneren Kamms innerhalb des Rückkopplungspfads des äußeren Kamms wirken die beiden Verzögerungszeiten zusammen und erzeugen komplexe Resonanzmuster. Fügt man zwei Interpolationskoeffizienten (C und K) hinzu, erhält man die Kontrolle darüber, ob diese Resonanzen harmonisch, ungeradharmonisch oder inharmonisch sind – und alles dazwischen.

Diese Implementierung basiert auf der Veröffentlichung von Jae Hyun Ahn und Richard Dudas mit dem Titel „Nested Allpass Filters for Inharmonic Audio Effects“. Die mathematischen Beziehungen zwischen den Koeffizienten und Frequenzen erzeugen spektrale Eigenschaften, die mit herkömmlichen Filterkonstruktionen nicht möglich sind, wodurch sich Honeycomb in einzigartiger Weise für die physikalische Modellierung metallischer Objekte eignet.

Sechzehn Filter, vier Gruppen

Honeycomb bietet 16 einzelne, verschachtelte Kammfilter, die in vier Gruppen zu je vier Filtern angeordnet sind. Diese Architektur ermöglicht es Ihnen, komplexe, vielschichtige metallische Klangfarben zu erzeugen, indem Sie mehrere inharmonische Resonanzen übereinanderlegen. Ein einzelner Kammfilter erzeugt vielleicht einen einfachen metallischen Klang, aber 16 Filter mit sorgfältig abgestimmten Frequenzen und Koeffizienten erzeugen die satten, komplexen Obertöne echter Becken, Glocken oder Gongs.

Jeder Filter kann unabhängig ein- oder ausgeschaltet werden, um CPU-Ressourcen zu schonen – nur aktive Filter werden verarbeitet. Dies ist besonders wichtig bei der Arbeit mit 16 rechenintensiven, verschachtelten Kammfiltern. Aktivieren Sie nur wenige Filter für einfache metallische Akzente oder alle 16 für dichte, komplexe Klangfarben.

Die Struktur mit vier Gruppen sorgt für übersichtliche Organisation und zusätzliche Bearbeitungsmöglichkeiten. Jede Gruppe bietet einen Solo-Modus (für gezielte Bearbeitung), Routing-Steuerung (parallel oder seriell), Gruppenfrequenzverschiebung und Frequenzverknüpfung – Funktionen, die die Verwaltung von 16 Filtern praktisch und überschaubar machen.

Koeffizientensteuerung – von harmonisch zu inharmonisch

Die wahre Stärke von Honeycomb liegt in seinem Zwei-Koeffizienten-System, das die harmonischen Beziehungen steuert:

Koeffizient 1 (C) bestimmt den grundlegenden spektralen Charakter. Positive Werte erzeugen harmonische Spektren (gleichmäßig verteilte Spitzen). Negative Werte erzeugen ungeradharmonische Spektren (jede zweite Harmonische) bei halber Frequenz. Dieser Koeffizient legt die grundlegende Resonanzstruktur fest.

Koeffizient 2 (K) fungiert als Interpolator zwischen verschiedenen harmonischen Abständen. Wenn K gleich Null ist, liegen die Spitzen in einem Frequenzabstand, der der Summe der beiden Verzögerungszeiten entspricht. Wenn K sich 1 nähert (unter der Annahme eines positiven C), reihen sich die Spitzen in einem harmonischen Spektrum bei der äußeren Kammfrequenz an. Wenn sich K gegen -1 nähert, bilden die Spitzen ein Spektrum ungerader Obertöne bei der halben Frequenz. Bei Werten zwischen diesen Extremen (wie z. B. 0,75) interpolieren die Resonanzen zwischen den Spektren und erzeugen inharmonische Beziehungen.

Diese Koeffizienteninterpolation macht Honeycomb so besonders. Echte metallische Objekte schwingen nicht in perfekten Obertönen – ihre Obertöne sind leicht (oder stark) inharmonisch. Durch die Anpassung der K-Werte erzeugen Sie diese natürlichen inharmonischen Beziehungen und erzielen so metallische Klangfarben, die eher organisch als synthetisch klingen.

Doppelte Frequenzsteuerung

Jeder Filter verfügt über zwei unabhängig voneinander abstimmbare Frequenzen: Freq 1 (äußerer Kamm) und Freq 2 (innerer Kamm). Diese Frequenzen bestimmen die Verzögerungszeiten der ineinander verschachtelten Kämme, die wiederum die Grundtonbereiche festlegen, in denen Resonanzen auftreten. Das Zusammenspiel dieser beiden Frequenzen, vermittelt durch die Koeffizienten, erzeugt den endgültigen spektralen Charakter.

Die Abstimmung ist entscheidend für das Sounddesign metallischer Klänge. Schon kleine Frequenzänderungen führen zu dramatisch unterschiedlichen Klangfarben. Frequenzen, die einfache harmonische Beziehungen erzeugen (wie Oktaven oder reine Quinten), führen zu eher tonalen Ergebnissen. Frequenzen mit komplexen mathematischen Beziehungen erzeugen chaotischere, glockenartige Klangfarben. Experimentieren ist unerlässlich – das Handbuch empfiehlt ausdrücklich, auf die eigenen Ohren zu hören und mit verschiedenen Frequenzkombinationen zu experimentieren, um nützliche Klangfarben zu entdecken.

Gruppenfunktionen – Routing, Verknüpfung und Bearbeitung

Paralleles und serielles Routing: Standardmäßig laufen die vier Filter innerhalb jeder Gruppe parallel, wobei ihre Ausgänge summiert werden. Wechseln Sie in den seriellen Modus, und die Filter werden kaskadiert – Filter 1 speist Filter 2, dieser speist Filter 3, der wiederum Filter 4 speist. Das serielle Routing erzeugt komplexere Resonanzwechselwirkungen, da jeder Filter den Ausgang des vorherigen Filterns färbt, was zu dichteren, chaotischeren Klangfarben führt.

Frequenzverknüpfung: Aktivieren Sie den Link-Modus innerhalb einer Gruppe, und die Frequenzen der vier Filter werden miteinander synchronisiert. Wenn Sie die Frequenz des ersten Filters anpassen, folgen die anderen mit einem festen Hz-Offset (festgelegt durch den Offset-Parameter). Dies erleichtert das Transponieren ganzer Gruppen oder das Beibehalten bestimmter Frequenzbeziehungen, während Sie verschiedene Tonhöhenbereiche erkunden. Anstatt vier Filter einzeln einzustellen, steuern Sie alle vier über einen einzigen Frequenzregler.

Gruppenfrequenzverschiebung: Jede Gruppe verfügt über einen eigenen Frequenzverschiebungsregler, der das Ausgangssignal der gesamten Gruppe verschiebt. Im Gegensatz zur Tonhöhenverschiebung (bei der die harmonischen Beziehungen erhalten bleiben) verschiebt die Frequenzverschiebung alle Frequenzen um einen festen Hz-Wert, wodurch harmonische Beziehungen unterbrochen und inharmonische Spektren erzeugt werden. Dies ist besonders effektiv bei metallischen Klängen und verleiht ihnen Schimmer, Dissonanz oder einen außerirdischen Charakter.

Solo-Modus: Wenn Sie eine Gruppe auf Solo schalten, werden alle anderen stummgeschaltet, sodass Sie sich ganz einfach auf die Bearbeitung der Filter einer einzelnen Gruppe konzentrieren können, ohne alle 16 gleichzeitig hören zu müssen. Dies ist für detaillierte Sounddesign-Arbeiten unerlässlich.

Filter-spezifische Bearbeitung

Jeder der 16 Filter verfügt über zusätzliche Bearbeitungsmöglichkeiten:

Die Gain-Regelung dämpft den Ausgang des Filters und ist unerlässlich, um die Pegel zwischen Filtern mit unterschiedlichen Resonanzeigenschaften auszugleichen. Manche Frequenz-/Koeffizienten-Kombinationen erzeugen lautere Resonanzen als andere, und mit individuellen Gain-Reglern lassen sich ausgewogene Mischungen erstellen.

Der Tiefpassfilter (2-polig) filtert hohe Frequenzen aus dem Ausgangssignal jedes Filters heraus. Verschachtelte Kammfilter können sehr helle, schrille Hochfrequenzresonanzen erzeugen. Der Tiefpassfilter dämpft diese bei Bedarf oder lässt sie unverändert, wenn Sie einen aggressiven, metallischen Glanz erzielen möchten.

Globale Bearbeitung

„Global Frequency Shift“ verschiebt das gesamte Ausgangssignal aller vier Gruppen und fügt den ohnehin schon komplexen Filterinteraktionen eine weitere Ebene inharmonischer Bearbeitung hinzu. Verwenden Sie subtile Werte für einen sanften Schimmer oder extreme Einstellungen für dramatische Pitch-Bending-Effekte.

„Dry/Wet Mix“ mischt das bearbeitete Signal mit dem ursprünglichen Eingangssignal. Bei „Pure Wet“ (100 %) erhalten Sie ausschließlich die gefilterten Resonanzen – ideal, um Honeycomb als metallischen Resonator oder Synthesizer einzusetzen. Mischen Sie das trockene Signal bei, um bestehenden Klängen einen metallischen Charakter zu verleihen, ohne sie vollständig zu ersetzen.

„Output Gain“ dämpft das endgültige Ausgangssignal. Kammfilterresonanzen können eine beträchtliche Amplitude erreichen, insbesondere bei Verwendung mehrerer Filter. Der integrierte Limiter verhindert Lautsprecherschäden, doch mit „Output Gain“ können Sie den Gesamtpegel steuern. Im Handbuch wird empfohlen, nach Honeycomb einen EQ einzusetzen, um hohe Frequenzen für effektive metallische Klänge anzuheben und bestimmte Resonanzspitzen abzuschwächen, die möglicherweise zu ausgeprägt sind.

Workflow und Anwendungen im Sounddesign

Metallische Hi-Hats und Becken: Speise Bursts aus weißem Rauschen oder kurze Impulse in Honeycomb ein. Stimme die Filter so ab, dass inharmonische Resonanzen entstehen, die die spektralen Eigenschaften von Metallperkussion nachahmen. Passe die Koeffizienten an, um das Verhältnis von harmonischen zu inharmonischen Anteilen zu steuern, nutze Frequenzverschiebungen für einen schimmernden Klang und schichte mehrere Gruppen übereinander, um komplexe Klangfarben zu erzeugen.

Glocken- und Gong-Synthese: Verwenden Sie Honeycomb als Resonator für die Synthese. Speisen Sie Impulse oder Rauschen mit langsamen Anschlägen ein, stimmen Sie die Filter ab, um glockenartige inharmonische Obertöne zu erzeugen, und nutzen Sie serielles Routing für komplexe Resonanzwechselwirkungen.

Riser-Effekte: Leiten Sie Rauschen mit allmählichen Anschlägen in Honeycomb ein, automatisieren Sie Frequenzparameter oder die globale Frequenzverschiebung, um sich entwickelnde metallische Riser zu erzeugen, die sich perfekt für Übergänge und Aufbauten eignen.

Sounddesign und Textur: Verarbeiten Sie beliebige Klänge – Schlagzeug, Gesang, Synthesizer, Feldaufnahmen – über Honeycomb, um ihnen einen metallischen Charakter zu verleihen. Verwenden Sie subtile Einstellungen für sanften Schimmer und Resonanz oder extreme Einstellungen für eine vollständige Umwandlung in experimentelle metallische Texturen.

Physikalische Modellierung: Die verschachtelte Kammarchitektur von Honeycomb basiert auf Forschungen zur physikalischen Modellierung. Nutzen Sie sie, um die Resonanzeigenschaften physikalischer Objekte zu modellieren, indem Sie Frequenzen und Koeffizienten sorgfältig abstimmen, um sie an reale inharmonische Beziehungen anzupassen.

Technischer Hintergrund

Honeycomb implementiert verschachtelte Allpass-Kammfilter, wie sie in der Veröffentlichung „Nested Allpass Filters for Inharmonic Audio Effects“ von Jae Hyun Ahn und Richard Dudas beschrieben werden. Diese Forschungsarbeit zeigt, wie durch die Verschachtelung eines Kammfilters in der Rückkopplungsschleife eines anderen die Kontrolle über inharmonische Spektren mittels Koeffizienteninterpolation erreicht wird. Das Gerät wurde zudem von Zion Jaymes’ YouTube-Videos zum Design von Becken unter Verwendung physikalischer Modellierungstechniken inspiriert.

Das Verständnis der zugrunde liegenden Theorie ist für die effektive Nutzung von Honeycomb nicht erforderlich, hilft jedoch zu erklären, warum sich die Koeffizientenregler so verhalten, wie sie es tun. Die komplexen mathematischen Beziehungen zwischen den beiden Verzögerungszeiten und den beiden Koeffizienten erzeugen spektrale Eigenschaften, die mit einfacheren Filterkonstruktionen nicht erreicht werden können.

Anwendung

Füge Honeycomb als Audioeffekt auf eine beliebige Spur in Ableton Live ein. Leite Audio in das Gerät ein – kurze Impulse mit weißem Rauschen eignen sich gut für Hi-Hat-Sounds, Rauschen mit langsamen Anschlägen erzeugt Riser, oder bearbeite einen beliebigen vorhandenen Sound, um ihm einen metallischen Charakter zu verleihen. Aktiviere einen oder mehrere Filter und stelle Frequenzen und Koeffizientenwerte ein. Das Handbuch legt Wert auf Experimentieren – nutze deine Ohren, um interessante Kombinationen zu finden.

Nutze die Solo-Funktion, um dich jeweils auf die Bearbeitung einer Gruppe zu konzentrieren. Aktiviere die Frequenzverknüpfung, wenn du mehrere Filter gemeinsam steuern möchtest. Wechsle zwischen parallelem und seriellen Routing, um verschiedene Resonanzwechselwirkungen zu erkunden. Füge Frequenzverschiebungen hinzu, um Schimmer und inharmonische Charakteristika zu erzeugen. Nutze die Tiefpassfilter, um scharfe hohe Frequenzen zu zähmen.

Das Handbuch empfiehlt dringend, einen EQ hinter Honeycomb zu platzieren, um hohe Frequenzen für effektvolle metallische Klänge anzuheben und bestimmte Frequenzspitzen zu dämpfen, bei denen Resonanzen möglicherweise zu stark hervortreten. Alle Parameter sind vollständig automatisierbar, um sich im Laufe Ihres Tracks entwickelnde metallische Texturen zu erzeugen.

Ideal für

Sounddesigner, die metallische Percussion und experimentelle Texturen erstellen. Produzenten elektronischer Musik, die Hi-Hats, Becken und metallische Percussion-Elemente synthetisieren. Experimentelle Musiker, die sich mit inharmonischen Klangfarben und Physical Modeling beschäftigen. Alle, die mit Physical-Modeling-Synthese arbeiten und eine präzise Kontrolle über inharmonische Resonanzen benötigen. Produzenten, die nach einzigartigen, komplexen Klangfarben suchen, die mit herkömmlichen harmonischen Filtern nicht erzielbar sind. Künstler, die sich für die Schnittstelle zwischen akademischer DSP-Forschung und praktischen Musikproduktionswerkzeugen interessieren.

Lieferumfang

• Honeycomb Max for Live-Audioeffekt-Gerät mit 16 verschachtelten Kammfiltern
• Umfassendes Referenzhandbuch mit detaillierten technischen Erläuterungen
• 4 Gruppen mit Solo-, Routing-, Frequenzverknüpfungs- und Frequenzverschiebungsfunktionen
• Verstärkung und Tiefpassfilterung pro Filter
• Globale Frequenzverschiebung, Dry/Wet-Mix und Ausgangsverstärkung
• Integrierter Limiter zum Schutz der Lautsprecher
• Kompatibel mit Ableton Live 11 und 12 (Standard mit MaxforLive oder Suite)

Systemvoraussetzungen

• Ableton Live 11 Standard mit installiertem MaxforLive oder Ableton Live 11/12 Suite
• Mac- oder Windows-Betriebssystem

„Honeycomb“ von LDM Design überträgt akademische DSP-Forschung in die praktische Musikproduktion. Basierend auf der Architektur verschachtelter Kammfilter von Jae Hyun Ahn und Richard Dudas bietet dieses Gerät präzise Kontrolle über inharmonische Resonanzen durch 16 Filter, Koeffizienteninterpolation und umfassende Gruppenbearbeitung – unverzichtbare Werkzeuge für metallisches Sounddesign, Becken-Synthese und experimentelle Klangfarben.

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