Volker Effinger

Die Entwicklung elektronischer Musikinstrumente von 1872 bis heute

Ein Überblick

Volker Effinger

Fachhochschule Stuttgart, Nobelstraße 10, 70569 Stuttgart, Germany
Email: ve003@hdm-stuttgart.de

22. Dezember 2005

Zusammenfassung: Die Entwicklung elektronischer Musikinstrumente begann nicht erst 1964, als Robert Moog den Prototyp des ersten Synthesizers baute.
Sie begann lange vorher, nämlich im Jahre 1874, kurz nachdem Thomas Alva Edison und Emile Berliner mit der Tonaufzeichnung auf Wachszylinder zu experimentieren begannen. [1]
Dieser Artikel kann naturgemäss nicht die ganze Entwicklung, die über einen Zeitraum von fast 100 Jahren stattgefunden hat, abdecken.
Es sollen vielmehr einige "Eckpfeiler" herausgegriffen werden, sodass für den interessierten Leser ein erster Überblick entsteht und ein Einstieg in die Materie möglich wird.

Keywords: elektronische musik, harmonic telegraph, telharmonium ,theremin , hammond, synthesizer, moog

Die Anfänge

	fig01: Das Telharmonium

Das nachweislich erste Elektronische Musikinstrument wurde 1874 von Elisha Gray gebaut. Sein Neffe hatte durch Zufall eine Schaltung gebaut, die einen Ton produzierte. Gray reproduzierte das Experiment und entwickelte daraus ein Musikinstrument, welches er "Harmonic Telegraph" nannte. Er ging damit 1874 auf Tour. Gray gilt damit gleichzeitig als der Erfinder der elektromagnetischen Tonerzeugung. [2]

Trotzdem beruhte das nächste elektronische Musikinstrument, das 1896 von Thaddeus Cahill gebaute "Telharmonium" auf einem völlig anderen Prinzip. [1]
Er benutze Zahnräder mit abgerundeten Zähnen, die er - von Motoren angetrieben - rotieren liess. Genau über die "Zähne" der rotierenden Zahnräder platzierte er Tonabnehmer. Jeder vorbeikommende "Zahn" indizierte nun einen Impuls in den Tonabnehmer, sodass dieser eine Sinusförmige Ausgansspannung abgab.

Auf genau diesem Prinzip beruht übrigens auch die sehr viel später, nämlich 1930 von Laurens Hammond erfundene Orgel, die unter dem Namen "Hammond Orgel" zu Weltruhm gelangte. [3]

Die Technik des Telharmoniums füllte damals eine ganze Fabrikhalle und wog ca. 200 Tonnen. Berichten zufolge konnte man damit bereits Instrumente wie Cello, Oboe und Violine imitieren. Keiner weiss allerdings wie gut, denn Tondokumente sind leider keine erhalten.

Cahills Geschäftsidee beruhte auf der Nutzung des damals im Aufbau befindlichen Telefonnetzes, um seine auf dem Telharmonium gespielte Musik in Gaststätten und Privathaushalte zu transportieren. Die eigentlich vielversprechende Idee scheiterte an dem hohen elektromagnetischen Übersprechen, an dem das Telefonnetz damals litt : Die Signale des Telharmoniums streuten als Sörungen in die "regulären" Telefonleitungen ein. Da mit den damaligen Mitteln das Problem nicht beseitigt werden konnte, musste Cahill sein Vorhaben schliesslich aufgeben.

Die ersten vollelektronischen Instrumente

Eines der ersten vollelektronischen Musikinstrumente war das 1920 von Leon Theremin in Russland gebaute Theremin. Es ist eines der wenigen historischen Instrumente, die bis heute gebaut werden.
Seine bemerkenswerteste Eigenschaft ist wohl, dass es gespielt wird, ohne es zu berühren.

Äusserlich ist das Gerät recht unscheinbar, je nach Ausführung besteht es meist aus einer Holzkiste, aus der zwei Antennen herausragen, eine Vertikal und eine Horizontal. Gespielt wird das Instrument, indem man sich mit den Händen den beiden Antennen nähert, wobei die horizontale Antenne für die Lautstärke zuständig ist, die Vertikale für die Tonhöhe.
Wer einmal versucht hat, ein Theremin zu spielen, weiss, wie schwierig es ist. Minimalste Bewegungen nur eines Fingers führen zu wildesten Schwankungen in der Tonhöhe. Es braucht enorm viel Übung und Geistesgegenwart, um auch nur eine halbwegs erkennbare Melodie auf dem Instrument zustande zu bringen. Trotzdem gibt es bist heute einige sehr gute Theremin-Virtuosen.

Die Technik des Theremin beruht auf dem Prinzip des Schwebungssummers. Es enthält 2 Hochfrequenz Oszillatoren : Einen Referenz-Oszillator und einen Oszillator, dessen Frequenz durch Annäherung der Hand an die Antenne beeinflusst wird. Verstimmt sich nun der Zweite gegenüber dem ersten Oszillator, entsteht eine Schwebung. Da die Abweichung der Frequenz normalerweise recht gering ist, liegt diese Schwebung im hörbaren Bereich, und man kann sie hörbar machen, indem man sie Verstärkt und auf einen Lautsprecher gibt. [2] [4]

Leon Theremin war Elektroingenieur und Spezialist für Hochfrequenztechnik und wanderte, nachdem das Theremin sehr populär geworden war, in die USA aus.
Er wurde 1938 von der Vorgängerorganisation des KGB entführt und fortan gezwungen, für den Russischen Geheimdienst Abhöreinrichtungen zu entwickeln.
Erst 1992 konnte Leon Theremin ein letztes Mal in die USA zurückkehren, wo sich sein Instrument eine riesige Fangemeinde erobert hatte.
Leon Theremin starb 1993 im Alter von 97 Jahren. [2]

Es wurden einige Variationen des Theremins entwickelt, so z.B. das ThereminCello, welches wie ein Streichinstrument gespielt werden konnte, oder auch eine Theremin-Version mit Tastatur. Die beliebteste Variante ist - sicher auch der Optik wegen - die Version mit den zwei Antennen.

Auch gab es weitere Instrumente, die auf dem Schwebungssummer-Prinzip basierten, wie z.B. das Ondes Martenot. [6] Sie erreichten allerdings nicht die Beliebtheit und Verbreitung des Theremin.

fig02: Leon Theremin und sein Instrument

Die ersten Synthesizer

Theremins baute auch im Jahre 1963 ein junger Mann namens Robert Moog, um sich finanziell über Wasser zu halten, während er an seiner Doktorarbeit schrieb. Einer seiner Kunden war der Komponist Herbert Deutsch, den er  1963 bei einer Konferenz traf. Die beiden unterhielten sich über elektronische Musik und kamen überein, dass neuartige Instrumente gebraucht wurden.

Moog entwickelte das Prinzip der Spannungssteuerbarkeit von verschiedenen Modulen wie Filter, Verstärker und Oszillatoren und baute daraus das erste Moog Modularsystem. Den Prototypen stellte er im August 1964 fertig.
Der erste Synthesizer war geboren.

Analoge Synthesizer und das damit verbundene Prinzip der Subtraktiven Klangsynthese erfuhren in der Folgezeit zahllose Weiterentwicklungen und Veränderungen. Moog selbst machte den Synthesizer portabel, indem er den legendären "Minimoog" entwickelte, die Firma ARP beseitigte die Verstimmungsprobleme der Oszillatoren und japanische Firmen wie Korg oder Yamaha machten die Geräte auch für weniger betuchte Musiker erschwinglich. [7]

Moog holte mit seiner Spannungssteuerbarkeit die elektronische Musik aus den Klanglabors der Musikhochschulen und "demokratisierte" sie, indem er die Tonerzeugung für normale Musiker bedien- und handhabbar machte. Die Klänge - so normal sie uns heute vorkommen - waren damals so neu und revolutionär, dass sie sämtliche Gemütsregungen zwischen Schockzustand und völliger Verzückung hervorriefen. Entsprechend polarisiert war auch die Akzeptanz bei Musikern und Publikum.

Zunächst als "Gimmickbox" und "Spielzeug" verschrien, wurden Synthesizer erst durch den Synthie-Pop der 80er Jahre auf breiter Front als vollwertiges Musikinstrument akzeptiert.

Synthesizer werden digital

Ab etwa 1970 wurde an Hochschulen (z.B. IRCAM, Paris) mit digitaler Tonerzeugung experimentiert. Man entwickelte Synthesemethoden wie die Frequenzmodulation, welche 1983 in Form des Yamaha DX-7 sehr erfolgreich vermarktet wurde. [1],[7] Auch die Additive Synthese (das Zusammensetzen eines Klanges aus Sinustönen verschiedener Frequenz) war auf digitaler Basis erstmals mit vertretbarem Aufwand umsetzbar.

In ein kommerzielles Produkt packte all dies aber die kleine australische Firma "Fairlight", die sich bis dahin eher mit EDV-Produkten einen Namen gemacht hatte.
Das "Fairlight CMI" (Computer Musical Instrument) wurde 1979 vorgestellt. Er beherrschte alle vorgenannten Syntheseformen, verfügte über eine Tastatur, einen Bildschirm mit Lichtgriffel und zwei Diskettenlaufwerke. Kostenpunkt : In etwa 50000 Euro für die Grundausführung.
Der eigentliche Knaller des Fairlight war aber ein anderer : Er konnte "Samplen".
Erstmals war es möglich, ein beliebiges Schallereignis (beispielsweise das Bellen eines Hundes) digital aufzunehmen und über eine Klaviertastatur melodisch zu spielen -  Eine Möglichkeit, die experimentierfreudigen Musikern die Tränen in die Augen trieb.
In den folgenden Jahren gab es auch kaum eine Pop-Platte, auf der nicht ein Fairlight zu hören gewesen wäre. Klänge wie die berühmt-berüchtigten Orchesterabschläge, die in den Achtziger Jahren allgegenwärtig waren, gingen auf den Fairlight zurück. [7]

Die Sampling Technologie wurde von Firmen wie E-mu Systems (Emulator), PPG (Wave 2.2 ; Waveterm) und später Akai (S-Serie) adaptiert und in bezahlbare Regionen gebracht. Digitales Sampling hat die Audioproduktion von Grund auf revolutioniert (Schlagzeuger, Streichorchester und Filmgeräuschemacher verloren reihenweise ihre Jobs) und ist bis heute aus dem Audioproduktionsalltag nicht mehr wegzudenken.

Die Gegenwart : Software Synthesizer

Die Mitte der Neunziger Jahre von der Firma Steinberg entwickelte VST-Technologie (Virtual Studio Technology) machte es erstmals möglich, Synthesizer, die nur als Software existierten, in eine Studio-Produktionsumgebung zu integrieren. Die Instrumente liegen als "Plug-Ins" vor, die innnerhalb einer "Host"-Software wie Steinberg Cubase oder Apple Logic gestartet und genutzt werden können.[8]

Seither verlieren klassische Hardware Synthesizer an Bedeutung. Kein Wunder, denn wo vorher Bandmaschinen, Mischpulte und etliche Keyboards benötigt wurden, genügt jetzt ein handelsüblicher Laptop mit angeschlossener Midi-Tastatur.

Dies führte dazu, dass mehr und mehr analoge Klassiker in Software-Versionen auf den Markt kommen, so gibt es z.B. vom Minimoog etliche Inkarnationen unterschiedlicher Qualität.
Aber nicht nur etablierte Klassiker werden als Software emuliert, auch neue Syntheseformen werden von kleinen, unabhängigen Firmen als Softwaresynthesizer realisiert.
Man könnte dies als einen neuen Vorgang der "Demokratisierung" sehen, denn Firmen dieser Grösse hätten nicht die finanziellen Möglichkeiten gehabt, ihre Ideen als Hardware-Produkt auf den Markt zu bringen. So können auch wieder Synthesizermodelle entwickelt werden, die einen eher kleinen, spezifischen Kundenkreis ansprechen.

Auch Analoge Synthesizer feiern fröhliche Urständ : Mitte der achtziger Jahre schon totgesagt, gibt es mittlerweile wieder einige Firmen die Analoge Synthesizer nach dem klassischen, spannungsgesteuerten Prinzip bauen.
Ihre Kunden sind (grösstenteils junge) Musiker, denen digitale Synthesizer "zu clean" klingen und die die kleinen Ungenauigkeiten und den rauhen, kräftigen Klang der analogen Geräte zu schätzen wissen.

Fazit

Wie geht's weiter ? Nun, sicherlich werden Hardware Synthesizer im Studio weiter an Bedeutung verlieren und grösstenteils durch Software-Pendants ersetzt werden.
Allerdings ist im Bühnenbereich ein Instrument, das nach dem Prinzip "Einschalten-Losspielen" funktioniert einfach unentbehrlich. So werden auch Hardware Instrumente weiterhin ihre Berechtigung behalten.

Eine Zwischenlösung stellen Geräte wie der "Noah" von der deutschen Firma Creamware dar. Diese Gerätegattung stellt spezialisierte, bühnentaugliche Hardware zur Verfügung, in denen Software-Instrumente in speziellen, abgesicherten Umgebungen laufen und durch am Gerät angebrachte Knöpfe bedient werden können. [9]
Noch sind diese Lösungen proprietär und erfordern speziell angepasste Versionen der Software. Entsprechende Akzeptanz und Nachfrage vorrausgesetzt könnte sich hier aber ein gangbarer Weg abzeichnen, die Vorteile von Soft- und Hardware zu verbinden.

Was haben nun ein Creamware Noah (2004) und ein Harmonic Telegraph (1874) gemeinsam ? Ausser der Stromversorgung : Nicht viel, sollte man meinen.
Den einfachen elektromagnetischen Oszillator und selbst den primitivsten Softsynth, der nur aus ein paar Zeilen Programmcode besteht, trennen technisch Welten.
Doch in beiden Fällen (und in allen Anderen) haben Menschen die Technologie der Zeit benutzt, um Musik zu erschaffen.
Und dies wird sicherlich, auf die die eine oder andere Weise, auch in Zukunft so bleiben.

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