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StartseiteComputer und Kommunikation"Für einen Mathematiker ist das der Himmel"21.07.2018

Musiksoftware FAUST"Für einen Mathematiker ist das der Himmel"

FAUST - die Abkürzung steht für "Funktionalen Audio Stream" und bezeichnet eine von Musikinformatikern entwickelte Programmiersprache für Klänge. Sie ist als Open Source frei verfügbar. An der Universität Mainz fand jetzt eine Konferenz statt, die sich intensiv mit FAUST beschäftigte.

Von Maximilian Schönherr

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Der Berliner Soundkünstler und Musiker Boris Hegenbart improvisiert Klangskulpturen mit Mischpult und Computer. (dpa)
Klangsynthese mit Computer und Mischpult (dpa)
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Die Welt der digitalen Klänge war lange geprägt von Patenten. Die meisten Firmen, die Software zur Klangerzeugung herstellen und damit in den letzten 30 Jahren gut Geld verdienten, halten ihr Wissen geheim. Die Programmierumgebung FAUST mit ihrem offenen Quellcode ist eine Antwort auf dieses proprietäre Wissen.

FAUST vereinfacht die Klangsynthese

Der Gastgeber der Mainzer Konferenz und Leiter des dortigen Instituts für Musikinformatik, Albert Gräf, selbst Mathematiker, nennt drei Gründe für den Erfolg von FAUST: "Das eine ist ein Aspekt, der mehr Historiker irgendwann interessieren wird: FAUST bietet eine mathematisch exakte Beschreibung von Klangsyntheseverfahren, von Effekten. Das wird dafür wichtig sein, Verfahren der Klangsynthese in einer Form zu archivieren, die auch in 100 Jahren noch zugänglich sein soll.

Für den Praktiker, der jetzt Klangsyntheseprogramme entwickeln möchte, vereinfacht FAUST das ganz erheblich. Typischerweise, wenn man ansonsten Verfahren der digitalen Signalverarbeitung entwickelt, programmiert man sehr weit runter. Das ist ziemlich kompliziert, und vieles von dem nimmt FAUST einfach von einem weg, sodass man sich wirklich auf die Klangsyntheseverfahren selber konzentrieren kann. Und der dritte Aspekt ist, dass es dann zusätzliche Programmteile gibt, die schon vorhanden sind, um die muss sich der Programmierer nicht kümmern, die es einem erlauben, dasselbe FAUST-Programm in ganz unterschiedlichen Umgebungen einzusetzen. Also, es gibt Macs, es gibt Linux-Systeme, es gibt Windows-Systeme. Wenn man die alle mit demselben Plug-in versorgen will, erleichtert FAUST das ganz erheblich."

Open Source schafft benutzerfreundliche Umgebung

Wegen der offenen Struktur haben sich viele Musikinteressierte daran gemacht, nicht nur Klanggeneratoren zu schreiben, sondern auch Icons und Schieberegler, also benutzerfreundliche Umgebungen zu schaffen. Von dem französischen Musikinformatiker Pierre Lecomte stammt eines der beliebtesten Module für FAUST: Ambitools.

Es sieht nicht nur gut am Bildschirm aus, es berechnet in Echtzeit die Klangausbreitung in einem Raum mit so genannten Kugelflächen. Ziel: Die Bestückung von ringförmig angelegten Lautsprecheranlagen mit Rundum-Sound, und zwar unabhängig von deren Position und Anzahl. Pierre Lecomte: "Wenn man die Kugelflächen berechnet hat, musst man meinem Plug-In nur noch sagen, was vorn und hinten ist, und dass der Klang aus allen Richtungen kommt."

"FAUST-Programme sind elegant"

Auf der Konferenz in Mainz stellte Pierre Lecomte zudem eine Art Taschenlampeneffekt vor. Sein 360-Grad-Mikrofon stand bei der Aufnahme mitten im Orchester. Bei der Wiedergabe mit zwei Dutzend im Kreis angeordneten Lautsprechern kann er mit Ambitools nun einzelne Instrumente herausfiltern. Die Technik kann auch Menschen helfen, mit dem so genannten Party-Effekt fertig zu werden, indem sie sich auf bestimmte Richtungen konzentrieren. "It’s made with a Matrix operation on a vector of signals. That’s it", erläutert Pierre Lecomte. Eine Matrix-Operation auf Bewegungsvektoren angewandt, fertig, sagt der Musikinformatiker.

Und der Leiter der Musikinformatik und Gastgeber, Albert Gräf: "FAUST-Programme sind elegant, weil es eigentlich pure Mathematik ist, nämlich das Lambda-Kalkül, Zeit wird zum Signalwert, und die werden mit weiteren Funktionen modifiziert; das sind die Signalprozessoren. Und die Signalprozessoren werden mit diesen Blockdiagramm-Algebra-Operationen kombiniert. Das ist dann die dritte Stufe. Sie haben also Funktionen höherer Ordnung. Das hat eine mathematisch exakte Semantik. Für einen Mathematiker ist das der Himmel."

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