Dies und das zur Didgephysik

Diese Seite enthält im Moment leider nur ein paar Messungen eines Schlagwerk-Didges. Vielleicht kommen mal ein paar zusätzliche Messungen und vor allem auch Erläuterungen dazu. Ziel der Messungen war es ursprünglich, den Einfluß des Materials auf den Klang eines Didges herauszufinden, wofür sich quasi-industriell gefertigte Instrumente wie die von Schlagwerk natürlich besonders gut eignen: gleiche Form, aber z.T. unterschiedliches Holz.

Bis jetzt liegen aber nur zwei Aufnahmen des selben Didges, gespielt von zwei verschiedenen Personen (Deti und Klaus) vor. Nachdem es auf der deutschen Didgeridoomailingliste (DDML) einige Verwirrung um den Zusammenhang von Instrumentenform (zylindrisch oder konisch) und den Obertönen gab, habe ich kurzerhand mal eine der beiden Aufnahmen genommen, und mit snd ein paar Analysen der Aufnahme von Klaus gemacht (die erschien mir etwas sauberer als die von Deti).

Der ausgewählte Ausschnitt (2 Sekunden, mono, bei einer Samplefrequenz von 44,1 kHz) ist in der Datei snap.wav zu hören. Er beinhaltet im Wesentlichen den Grundton, einen Übergang zum Vokal "i", und wieder den Grundton, also ein "uiu".

Als erstes eine Frequenzanalyse über einen kleinen Ausschnitt des "i"-Vokals:

Spektrum vom I

Zu sehen ist links der Ausschnitt aus der vollständigen Sounddatei (die wesentlich länger als 2s war), rechts das Spektrum, mit jeweils logarithmischer Darstellung von Amplitude (dB, normalisiert) und Frequenz. Dummerweise beschriftet snd die Frequenzachse bei logarithmischer Darstellung mit 0.0 -- 1.0, wobei die 1.0 für die höchste Frequenz (in diesem Fall also 22.05 kHz) steht, und das auch noch in linearer Skalierung. Die Beschriftung der Frequenzachse sollte also einfach ignoriert werden. Im Zweifelsfall einfach die Harmonischen abzählen.

Abgesehen von der kaputten Beschriftung der Frequenzachse kann man sehr schön sehen, daß jeweils die ungeraden Vielfachen des Grundtons hervorgehoben sind, welcher bei 65.3 Hz liegt (am rechten Rand der Grafik ist eine Liste der Peak-Frequenzen zu sehen). Zwar sind auch die geraden Vielfachen enthalten, aber deutlich schwächer. Der starke Formant um den 34. Oberton herum ist auf den "i"-Vokal zurückzuführen. Den Unterschied sieht man im nächsten Bild:

Spektrum vom U

Die zweite Frequenzanalyse wurde nach dem "i"-Vokal, also auf dem "u" gemacht. Das Spektrum ähnelt dem ersten, allerdings ist im bereich der höheren Frequenzen der "i"-Formant kaum noch vorhanden. Eigentlich müßte man noch mal eine Aufnahme mit verschiedenen Vokalen machen, um die Unterschiede besser sehen zu können.

Die beiden Frequenzanalysen sind leider nur kurze (und per Hand bzw. Maus selektierte) Momentaufnahmen. Um den gesamten klanglichen Verlauf darzustellen, verwendet man besser ein Spektrogramm oder Sonogramm. Zuerst das Spektrogramm:

Spektrogramm

Hier wird das gesamte Signal (2 Sekunden Länge) in Zeitscheiben gehackt, für für jeweils das Frequenzspektrum berechnet wird. Das ganze wird dann dreidimensional dargestellt. Wie schon beim einfachen Spektrum macht snd mit den Achsen hier nur Blödsinn, also bitte ignorieren. Das Diagramm zeigt links die niedrigen, rechts die hohen Frequenzen. Der zeitliche Verlauf ist von "vorne" nach "hinten", die jewilige Amplitude wird durch die "Höhe" dargestellt. Grundton und Obertöne sind sehr gut durch die Wellen sichtbar. Beim Übergang zum "i"-Vokal sieht man sehr schön, wie die 8.-10. "Wellen" (also der 14.--18. Oberton) fast verschwinden, dafür aber die höheren Frequenzen stärker werden.

Noch deutlicher wird die Klangveränderung im Sonogramm:

Sonogramm

Hier ist die Zeit auf der X-Achse und die Frequenz auf der Y-Achse aufgetragen. Die Amplitude wird durch Schwärzung angezeigt, d.h. je dunkler das Bild, desto stärker ist die Amplitude an dieser Stelle. Als erstes sieht man hier sofort den Grundton (den dicken schwarzen Balken unten), sowie die Obertöne (die parallelen grauen und schwarzen Balken in regelmäßigen Abständen). Vor allem ist sehr schöne zu erkennen, daß die Obertöne abwechselnd stark und schwach sind, was auf die zylindrische Form des Didges zurückzuführen ist. Was aber noch besser zu erkenne ist, ist der Vokalwechsel vom "u" zum "i" (zwischen 0,7 und 0,9 auf der Zeitachse) und zurück zum "u" (zwischen 1.5 und 1.65).


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