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Workshop
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23.06.2017

Workshop: Vocoder-Effekte im Einsatz

Vocalized #1: Wie funktioniert ein Vocoder?

Software und Hardware richtig einstellen und benutzen

Wie setzt man einen Vocoder richtig ein? Der klassische Vocoder-Effekt ist beliebt wie nie. In unserem Vocoder-Workshop zeigen wir euch, welche Vocoder es gibt, wie sie funktionieren und wie man einen Vocoder benutzt und einstellt. 

Elektronische Stimmen-Verfremdungen sind heutzutage ein fester Bestandteil der Musikwelt, sowohl im populären als auch im experimentellen Bereich. Zeit, mal genauer hinzuschauen: Wie funktionieren eigentlich die verschiedenen Vocal-Effekte? Welche Geräte und Plug-ins verwenden die Profis, und wie setzt man sie effektiv ein? Was sind die aktuellen Tipps und Trends in der Welt der Vocoder und  Harmonizer? Diese und weitere Aspekte will ich mit der Workshop-Reihe „Vocalized“ aufklären.

In diesem Teil soll es um Vocoder gehen, einen der speziellsten Vocal-Effekte überhaupt. Er kann die menschliche Stimme so stark verfremden, dass sie auf einmal wie ein Synthesizer oder auch eine Tierstimme klingt. Und wenn man sich klar macht, dass ein Vocoder nicht auf die Bearbeitung von Stimmen beschränkt ist, sondern im Prinzip mit jedem Signal gefüttert werden kann, dann sind die Möglichkeiten endlos. Wie funktioniert das und wofür kann man es gebrauchen ? 

Geschichte und Funktionsweise des Vocoders

Was ist ein Vocoder?

Fangen wir ganz vorne an. Kaum zu glauben: Die Entwicklung des Vocoders begann in den 1920er Jahren, um im Militärbereich Sprachnachrichten zu verschlüsseln und in ein kodiertes Analogsignal umzuwandeln. Die Empfänger konnten diese Signale dann entschlüsseln und somit beispielsweise geheime militärische Informationen entziffern. Diese Arbeitsweise gab dem Gerät den Namen „Vocoder“, eine Zusammenführung aus „voice“ und „encoder“.

Wie funktioniert ein Vocoder?

Das Grundprinzip der Verfremdung der natürlichen Stimme machten sich Ingenieure ab den 1960er Jahren zunutze und entwickeln mithilfe der aufkommenden Synthesizer-Technik Geräte, deren Klangerzeugung auf Klangquellen wie z.B. der menschlichen Stimme oder auch anderen Audiosignalen basierte. Das Grundprinzip hierbei war und ist bis heute schnell erklärt: Das sogenannte Carrier-Signal trägt und steuert die grundsätzliche Klangfarbe und Tonhöhe. Dieses Signal wird nun von einem Modulator-Signal (eine externe Klangquelle wie beispielsweise eine Stimme) moduliert und beeinflusst. Je nach Art und Lautstärke des Modulators findet eine Modulation in der Dynamik und Frequenzverteilung des Carriers statt. Genauer gesagt wird das Modulator-Signal von Bandpass-Filtern in verschiedene Frequenzbänder aufgeteilt. In den einzelnen Frequenzbändern arbeiten Envelope Follower, die den Lautstärkeverlauf des Signals in diesem Bereich analysieren und auf das entsprechende Frequenzband des Carriers („Träger“) übertragen, wodurch dieser in seiner Klangfarbe moduliert und beispielsweise zum „Singen“ oder „Trommeln“ gebracht wird.

Das Carrier-Signal können viele Vocoder selbst erzeugen. Es basiert meist auf einem Oszillator oder einem Rauschgenerator – also wie bei einem herkömmlichen Synthesizer. Je nach Ausstattung des Vocoders kann das Carrier-Signal manchmal wie eine Synthesizer-Stimme bearbeitet werden. Am häufigsten lassen sich die Formanten verändern (betonte Bereiche im Frequenzspektrum), was die Vocoder-Stimme männlicher oder weiblicher klingen lassen kann. Es gibt aber auch viele Vocoder, bei denen das Carrier-Signal extern eingespeist werden kann.

Wer hat einen Vocoder verwendet? 

In den 70er Jahren war der Vocoder ein wichtiges Werkzeug für die Wegbereiter elektronischer Musik (Kraftwerk, Jean-Michael Jarre). Auch die sich ausbreitende Funk-Szene machte Gebrauch von dem neuen Tool. Außerdem hatte er prominente Auftritte als Roboterstimme in diversen Science-Fiction-Filmen. Mit den endlosen neuen Möglichkeiten der Digitaltechnik in den 80er Jahren geriet der Vocoder dann zwischenzeitlich in den Hintergrund. Ende der 90er war er plötzlich wieder da, als vor allem französische Bands wie AIR oder Daft Punk ihn als tragendes Klangelement in ihre Songs integrierten. Sie setzten den Vocoder auch gern in Kombination mit einer Talk Box ein, dem bizarren Gitarreneffektgerät mit dem Schlauch. Als Korg kurz darauf den richtigen Riecher hatten und einen Vocoder in ihren Dauerbrenner microKORG integrierten, war das Comeback perfekt. Seitdem ist der Vocoder aus zeitgenössischen Elektro-, Dance- und Hip-Hop-Produktionen kaum wegzudenken. 

Tipp: Mehr zur Geschichte des Vocoders und anderer Sprachsynthesizer findet ihr auch in unserer Serie Die Geschichte der elektronischen Musik!

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Hardware-Vocoder

Welche Hardware-Vocoder gibt es?

Bevor wir dazu kommen, wie ihr einen Vocoder in eurer Musik einsetzen könnt, werfen wir zunächst einen Blick auf die verschiedenen Hardware- und Software-Effekte, die auf dem Markt verfügbar sind. Auf dem Vintage-Gebrauchtmarkt gibt es einige Vocoder zu entdecken, die Musikgeschichte geschrieben haben. Der Sennheiser VSM-201 war beispielsweise Ende der 70er Jahre für Kraftwerks charakteristisch synthetischen Vocal-Sound verantwortlich:

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Andere wichtige Vorreiter der heutigen Vocoder waren der VP-330 und der SVC-350 von Roland und der Moog Vocoder. Wie alles, worauf die Etiketten „vintage“ und „analog“ prangen, sind diese Geräte auf dem aktuellen Gebrauchtmarkt selten und teuer. Vom VP-330 hat Roland kürzlich im Rahmen der Boutique-Serie eine bezahl- und brauchbare Digital-Nachbildung veröffentlicht, den VP-03 (hier geht’s zum Test).

Der sensationell erfolgreiche Korg microKORG ist ein virtuell-analoger Synthesizer mit integriertem Vocoder, der mittlerweile seit über 15 Jahren in verschiedenen Versionen auf dem Markt ist. Andere Hersteller sprangen mit ähnlich konzipierten Mini-Synthesizern inklusive Vocoder auf den Zug auf, beispielsweise Novation mit der Mininova, Roland mit dem JD-Xi oder auch AKAI mit dem inzwischen eingestellten Miniak. Durch die große Verbreitung und Popularität dieser Mini-Synthesizer ist der Vocoder heute so verfügbar wie nie zuvor.

Oft bieten auch Vocal-Multieffekte eine Vocoder-Funktion an, zum Beispiel Rolands VT-3 oder der TC Helicon C1. Bei diesen Kompakt-Geräten fehlen allerdings meist weiterführende Optionen, z.B. der Anschluss externer Klangquellen zur Erzeugung des Carrier-Signals. Das gilt auch für Gitarreneffektpedale, unter denen es ebenfalls einige Geräte mit Vocoder-Etikett gibt (z.B. Boss VO-1): Sie bieten meist nur minimalistische Anschluss- und Einstellmöglichkeiten und einige Preset-Sounds.

Vocoder Software

Welche Software-Vocoder gibt es?

Auch in der Software-Welt ist der Vocoder-Effekt in vielen Ausführungen vertreten. Oft ist er Teil einer vielschichten Vocal Effect Suite, so zum Beispiel beim Eventide H3000 oder beim iZotope Vocal Synth. Allerdings gibt es auch Plug-ins, die sich auf die reine Vocoder-Funktion spezialisiert haben. Programme wie Waldorfs Lector bieten flexible Vocoder mit vielschichtigen Einstell- und Einschleifmöglichkeiten. Wer seinem Geldbeutel etwas Gutes tun und trotzdem nicht auf Qualität verzichten will, dem sei der beliebte TAL-Vocoder empfohlen. Auch einige gängige DAWs wie Logic (EVOC 20) und Ableton Live bieten hauseigene, intuitive Vocoder Plug-ins, die wir uns im Praxisteil dieses Workshops noch genauer ansehen werden. 

Tipp: Eine ziemlich vollständige Übersicht über die verfügbaren Software Vocoder findet ihr hier.

Vocoder in der Praxis

Wie setzt man einen Vocoder ein?

Man kann noch so wild die Keyboard-Tasten drücken: Das Vocoder-Signal erklingt nur, wenn die verschiedenen Frequenzbänder des Carriers vom Modulator angesprochen werden. Deshalb ist eine gewissenhafte Erzeugung des Modulator-Signals hilfreich für einen präzisen Vocoder-Sound – insbesondere dann, wenn Sprache verwendet wird und am Ende verständlich sein soll. Die rhythmischen Details des Modulator-Signals sollten beim Spielen des Vocoders mit einem Keyboard berücksichtigt werden, damit keine Klanginformation verloren geht – wann immer am Ende etwas zu hören sein soll, müssen sowohl das Modulator- als auch das Carrier-Signal vorhanden sein.

Wenn ihr das Modulator-Signal mithilfe eines Mikrofons erzeugen wollt, achtet darauf, dass die Schallquelle (z.B. Stimme oder Instrument) recht nah am Mikro ist. So können klangliche Details lückenlos aufgenommen und dadurch im Vocoder gut verarbeitet werden. Vocoder/Synthesizer wie der microKORG kommen meist mit einem Schwanenhals-Mikrofon im Lieferumfang, welches gut für zentrierte Nahfeld-Sprachaufnahmen geeignet ist. Wollt ihr spezielle Klänge aufnehmen oder seid unzufrieden mit dem Schwanenhals-Ergebnis, versucht es mit anderen Mikrofontypen wie etwa dem dynamischen Allround-Klassiker SM58 von Shure.

Der Korg microKORG ist zwar eigentlich ein Synthesizer, gleichzeitig aber auch der derzeit populärste und verbreitetste Hardware-Vocoder auf dem Markt. Der kompakte Synth bietet acht anwählbare Vocoder-Sounds, die wie eine normale Synthesizer-Stimme mit Filter, Hüllkurven und Effekten bearbeitet werden können. Das Carrier-Signal kann intern erzeugt oder von außen eingespeist werden: Am „AUDIO IN2“-Eingang könnt ihr eine externe Klangquelle anschließen, die dann statt der internen Sounds als Carrier verwendet wird. Im Untermenü „Mixer“ könnt ihr am Resonanz-Poti die Lautstärke des angeschlossenen Instrumentes festlegen. Das Carrier-Signal sollte möglichst prägnant und höhenreich sein, damit es gut auf möglichst viele Frequenzen des Modulators anspricht. Ich habe es mal mit einer Gitarre versucht und hatte Spaß dabei.

Via „AUDIO IN 1“ kann ein externes Signal als Modulator genutzt werden. Der klassische Fall ist hierfür die menschliche Stimme, aber auch mit kurzen Percussion-Sounds, Drum Loops oder anderen Instrumenten können interessante Ergebnisse erzielt werden. Ein beliebter Effekt ist es zum Beispiel, ein Synth Pad oder einen anderen flächigen Sound als Carrier zu verwenden und ihn mit einem rhythmischen Modulator wie etwa einem Drum Loop zu „rhythmisieren“. 

Mit der Funktion „Formant Shift“ können die Frequenzen der analysierenden Bandpass-Filter verschoben und so verschiedene Klangcharaktere erzeugt werden. Hinzu kommen in der „MOD FX“-Sektion gängige Effekte wie Chorus/Delay/EQ. Schließlich kann der Carrier dann noch in den internen Arpeggiator eingebunden werden, wodurch sich der Vocoder-Sound beispielsweise als eigenständiger, durchlaufender Klanglieferant in einem Elektro-Setup nutzen lässt. Diese Funktion finden wir auch beim Roland VP-03 wieder:

Wie das historische Vorbild VP-330 enthält der VP-03 nicht nur einen Vocoder, sondern auch die beiden Synthesizer-Sektionen "Strings" und "Human Voice", mit denen der Vocoder-Sound gemischt werden kann. Das ermöglicht diverse speziellere Klänge mit einer deutlichen Vintage-Färbung:

Das größte Manko des VP-03 ist, dass er keinen analogen Eingang für ein externes Carrier-Signal bietet, an den sich beispielsweise ein weiterer Synthesizer direkt anschließen ließe. Dennoch ist es möglich, statt des internen Carriers ein Signal von außen zu verwenden, indem man es vom Rechner über die USB-Verbindung zuführt. Mehr dazu erfahrt ihr in unserem Roland VP-03 Test.

Vocoder Software einsetzen - Ableton Live

Wie setzt man den Vocoder aus Ableton Live ein?

Der hauseigene Vocoder von Ableton Live lässt sich praktisch in eine Projekt-Struktur einbinden und bietet vielseitige Features wie etwa Formant-Shifting oder auch unterschiedliche Carrier-Signale. Möchte man ein externes Signal als Carrier nutzen, kann man auswählen, von welcher internen Audiospur dieses Signal bezogen wird. Je nach Bedarf müssen also weitere Audiospuren zusätzlich zur Vocoder-Spur erstellt werden. Das Modulator-Signal wird aus dem Input bezogen, auf den die Vocoder-Spur geroutet ist. Das können je nach Routing und Anwendung ein externes Mikrofon oder auch interne Audio-Clips sein.

In diesem Video-Tutorial zeige ich euch, wie ihr in Ableton Live auf schnellstem Wege zu verschiedenen Vocoder-Sounds kommt.

Hier noch einmal die grundlegenden Schritte :

  1. Audiospur anlegen
  2. Vocoder-Effekt auf die Audiospur ziehen
  3. Input der Audiospur auswählen
  4. Gewünschtes Carrier-Signal wählen
  5. Spaß haben und Experimentieren

In anderen DAWs funktioniert es im Prinzip genauso. Die Unterschiede liegen hauptsächlich im Routing, also in der Art und Weise, wie die gewünschten Carrier- und Modulator-Signale zum Vocoder geschickt werden. 

In der nächsten Folge des Vocalized-Workshops werden wir uns einem weiteren speziellen Vocal-Effekt widmen: dem Harmonizer. Bis dahin: Viel Spaß mit dem Vocoder!

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