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StartseiteForschung aktuellHaarscharf aus dem Takt27.06.2013

Haarscharf aus dem Takt

Statistische Analysen lassen elektronische Musik natürlicher klingen

Informatik. - Mit dem Computer berechnete Musik klingt häufig steril und zu perfekt. Echte Menschen spielen ungenauer, doch ihre Abweichungen haben System, wie ein deutscher Physiker herausgefunden hat. Seine Erkenntnisse sollen Musik aus dem Computer künftig natürlicher klingen lassen.

Von Ralf Krauter

Die Rhythmusschwankungen von Musikern zeigen typische Muster. (Stock.XCHNG)
Die Rhythmusschwankungen von Musikern zeigen typische Muster. (Stock.XCHNG)

Selbst die besten Schlagzeuger kommen ständig aus dem Takt. Rund 16 Millisekunden liegen die Schläge talentierter Profis im Mittel daneben. Mal gerät ein Takt etwas länger, mal einer etwas kürzer. Zu diesem Ergebnis kam Dr. Holger Hennig 2011, als er am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen forschte und verschiedene Musiker - darunter auch ein afrikanischer Trommler aus Ghana - im Labor Rhythmen einspielen ließ. Sein Ziel: Herauszufinden, ob die minimalen Rhythmusschwankungen, die Menschen kaum wahrnehmen, einem Muster folgen.

Als der Physiker die Aufnahmen am Computer auswertete, wurde er fündig: Trägt man die Abweichungen über der Zeit auf, zeigt sich eine mathematische Struktur.

"Bestimmte Muster von Abweichungen werden wahrscheinlich zu einer späteren Zeit in ähnlicher Art und Weise wiederholt. Das heißt, wenn man einen kleinen Ausschnitt nimmt, sieht der ein bisschen ähnlich aus, wie die gesamte Kurve. So ein bisschen wie bei einem Farnblatt, wo so ein kleines Blatt, wenn man das vergrößert, wieder aussieht wie der gesamte Farn."

Solche selbstähnlichen Strukturen sind in der Natur häufig zu beobachten. Holger Hennigs Experimente belegten: Nicht nur die Rhythmusschwankungen von Trommlern zeigen solche Muster. Sie finden sich auch bei Sängern, Jazzgitarristen und Saxofonspielern - aber nicht bei Drumcomputern, Synthesizern und anderen elektronischen Instrumenten.

Das Denkmal für den Komponisten Johann Sebastian Bach auf dem Thomaskirchhof in Leipzig. Im Hintergrund sind einige Bäume. (picture alliance / dpa / Jan Woitas)Auch die Musik des Pefektionisten J. S. Bach gewinnt durch imperfekte Interpretation. (picture alliance / dpa / Jan Woitas)Wenn ein Computerprogramm die Klaviernoten einer Bach-Etüde spielt, klingt es beeindruckend präzise, aber irgendwie auch steril und leblos. Um den Höreindruck attraktiver zu machen, nutzen Tonstudios manchmal Softwaretools, die per Zufallsgenerator kleine Fehler in den Rhythmus einbauen: damit das Stück weniger perfekt wirkt und damit menschlicher. Doch das Resultat dieses "Humanizing" klingt oft etwas holprig.

Deutlich gefälliger wirkt das Ganze, wenn die Anschläge nicht zufällig beschleunigt oder verzögert werden, sondern wenn ihre Taktung über längere Zeiträume korreliert ist. Und zwar so, dass die Abweichungen vom präzisen Schlag eines Uhrwerks dieselben Muster zeigen wie die Rhythmusschwankungen menschlicher Interpreten. Holger Hennig hat eine Software geschrieben und patentieren lassen, die genau das leistet.

Wenn man so will, ist es die Perfektion der Imperfektion, die computergenerierte Musik natürlicher klingen lässt. Und was bei einem Instrument oder einer Stimme funktioniert, dachte Holger Hennig, das müsste sich doch auch aufs Zusammenspiel übertragen lassen. Um herauszufinden, welche Rolle langreichweitig korrelierte Rhythmusschwankungen beim gemeinsamen Musizieren spielen, setzte er an der Universität Harvard je zwei Musiker in ein Studio und bat sie, möglichst synchron einen bestimmten Rhythmus zu spielen. Hennig berichtet:

"Dann habe ich das aufgenommen und mir angeguckt, wie stark die voneinander abweichen, um herauszufinden: Was ist eigentlich das Zusammenspiel der Musiker? Wie kommunizieren die? Und natürlich ist es so: Wenn einer der Musiker mal einen bestimmten Schlag etwas zu früh spielt, dann wird der andere darauf eingehen, das heißt, so ein bisschen nachziehen. Das heißt: Eine Abweichung des einen Musikers beeinflusst die nächste des anderen."

Dass sich die Musiker aufeinander eingrooven, hatte Holger Hennig erwartet. Überrascht hat ihn aber, dass sie offenbar eine Art Gedächtnis für Rhythmusschwankungen besitzen.

"Die Abweichung des einen Musikers hängt nicht nur von der letzten oder vorletzten Abweichung des anderen Musikers ab, sondern von der gesamten Vorgeschichte - über einen Zeitraum von drei, vier, fünf Minuten. Das heißt, es gibt eine musikalische Kopplung oder Bindung zwischen den beiden Musikern, die ich in der Statistik über mehrere Minuten nachweisen kann."

Um Musik aus dem Computer noch authentischer klingen zu lassen, müsste Audiosoftware auch diesen Effekt nachahmen, sagt Holger Hennig. Die passenden Algorithmen dafür hat der Physiker bereits geschrieben und will sie demnächst veröffentlichen.

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