Eine Synthesemethode fürs Doktorstudium ist jetzt ein Gratis-Plugin. Und sie klingt tatsächlich lebendig.

In der Plugin-Welt war Physical-Modeling-Synthese immer die teure Cousine: die Art von Signalverarbeitung, die erst in Forschungspapieren lebt, bevor sie es in eine DAW schafft. Different Instruments hat diese Hürde einfach übersprungen. PartialString, diese Woche veröffentlicht, ist ein kostenloses Plugin, das Zupfsaiten-Klänge erzeugt, indem es eine Wellengleichung in Echtzeit löst, und läuft auf macOS, Windows und Linux ohne jede Lizenzgebühr.

Was unterscheidet FDTD-Synthese von einem normalen Plugin?

Die meisten virtuellen Instrumente spielen entweder aufgenommene Samples ab oder formen eine Wellenform mit Filtern und Hüllkurven. PartialString tut keines von beidem. Es nutzt FDTD-Simulation (finite-difference time-domain), die eine schwingende Saite als Reihe von Auslenkungspunkten im Speicher darstellt und berechnet, wie sich Energie zwischen diesen Punkten ausbreitet, Sample für Sample, genau wie sich eine echte Saite bewegt. Ein virtueller Tonabnehmer liest anschließend die Auslenkung an einem gewählten Punkt der Saite aus, um das Audiosignal zu erzeugen, ähnlich wie ein Gitarren-Pickup oder ein Klavierhammer in der physischen Welt. Das ist dieselbe Methodenkategorie, die Akustikforscher zur Modellierung realer Instrumente nutzen, kein Synthese-Shortcut, der bloß organisch klingen soll.

Genau dieser Ansatz erklärt, warum sich die Klangfarben so bewegen: Anschlagposition, Ausklang und Position des Tonabnehmers interagieren wie bei einer echten Saite und erzeugen sich entwickelnde, leicht instabile Texturen, die subtraktive Synthese nur mit gestapelten LFOs und Rauschen nachahmen kann. PartialString unterstützt bis zu 10 Stimmen, wobei das Plugin die Polyphonie dynamisch reduziert, abhängig von verfügbarer CPU-Leistung und der Länge der simulierten Saite, denn eine längere Saite kostet mehr Rechenleistung pro Sample.

Wer hat es gebaut, und warum ist das wichtig?

PartialString ist ein Ein-Personen-Projekt. Entwickler Christian Baker arbeitet hauptberuflich als Biomedizintechniker im Bereich Ultraschall, Optik und Photoakustik und machte seinen Master 2009 an der University of Edinburgh bei Stefan Bilbao, einem für Finite-Differenzen-Modellierung von Musikinstrumenten bekannten Forscher. Das ist keine Marketing-Biografie: FDTD-Synthese ist genau die Art Technik, die in Akustik-Papieren zirkuliert und selten in ein Consumer-Plugin schafft, weil eine stabile Echtzeitsimulation ohne Artefakte schwer zu erreichen ist. Bakers erstes Projekt unter dem Namen Different Instruments, gostringsynth, erschien 2022; PartialString ist die ausgereiftere Fortsetzung.

"Ich bin erstaunt, dass das gratis ist. Ein wirklich beeindruckender Synth, und vor gar nicht langer Zeit hätte so ein Synth 200 Dollar gekostet.", ein von Synthtopia zitierter Kommentar

Was können Producer damit tatsächlich anfangen?

Für Deep- und Deep-Tech-Producer auf der Suche nach Texturen, die nicht wie das x-te Preset klingen, ist PartialString eine Zupfsaiten-Engine, die sich weniger wie eine Sample-Bibliothek verhält und mehr wie ein echtes Instrument, das darauf reagiert, wie es angeregt und abgenommen wird. Die Oberfläche gliedert die Bedienelemente in String State (Plectrum-Anreger und Pickup-Position), Decay, Pickup LFO und Model Accuracy, mit feiner Kontrolle darüber, an welcher genauen Stelle der modellierten Saite der Klang entsteht und wie die Simulation Genauigkeit gegen CPU-Last abwägt. Der Download ist kostenlos, mit einem optionalen freiwilligen Beitrag an den Entwickler.

Warum das wichtig ist

FDTD-Synthese blieb meist auf universitäre Akustik-Fachbereiche und teure Spezial-Plugins beschränkt. Sie kostenlos zu verschenken, mit einer simplen freiwilligen Spendenoption, gibt Producern eine wirklich andere Klangerzeugungsmethode an die Hand, kein weiteres Preset-Paket, das sich als Innovation ausgibt.

Was wir denken

Die meisten Marketing-Aussagen über "Physical Modeling" beschreiben in Wahrheit einen Filter, der organisch klingen soll. PartialString ist die echte Sache, gebaut von jemandem mit dem akustischen Hintergrund, um die Berechnungen in Echtzeit stabil zu halten, und er verschenkt es. Das verdient in Producer-Kreisen mehr Aufmerksamkeit als ein weiterer Synth mit auffälligerer Oberfläche und 99-Dollar-Preisschild.