Knapp acht Jahre ist es her, dass ein Video viral ging, das den Song „U Smile“ von Justin Bieber auf eine so besondere Art verfremdete, dass viele Sounddesigner sich am Kopf kratzen, wie eine derart heftig Time-gestretchte Version noch so gut klingen konnte.

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Die Antwort damals: Paulstretch. Ein von dem Programmierer Paul Nasca 2006 entwickelter Algorithmus, der es erlaubte, Audiomaterial auf das bis 1000-fache zu verlangsamen, ohne die Tonhöhe zu verlieren oder das Material durch zu krasse digitale Artefakte zu stark zu verzerren. Dann passierte lange nichts, man hatte nur die Möglichkeit, Audiomaterial in einem Programm in Windows oder Linux zu laden. Bis in diesem Jahr der Entwickler Xenakios eine Plug-in-Version des als Open-Source-Code verbreiteten Programms unter dem Namen „PaulXStretch“ veröffentlichte.
Time-Stretching ist einer DER Funktionen in DAWs, die es uns leichter macht, Loops an verschiedene Tempi anzupassen, ohne die Tonhöhe zu verändern, und das mittlerweile mit Algorithmen wie Elastic Audio (Pro Tools), Vari Audio (Cubase) oder Warping (Ableton) in oft beeindruckender Qualität.

Mit einer Einschränkung: Geschwindigkeitstechnisch muss alles im Rahmen bleiben. Ändert das Tempo eines Synthesizer-Loops, der im Original 120 bpm schnell war, auf beispielsweise 30 bpm, also ein Viertel der Geschwindigkeit, schafft es keiner der Algorithmen, das noch ohne digitale Artefakte zu berechnen.

Wozu würde man das wollen? Sounddesign. Derart drastische Time-Stretching-Eingriffe dienen nicht zum sanften Korrigieren, sondern um aus einem Sound oder einem Loop etwas völlig Verfremdetes erzeugen
Andere kostenlose Synths und Plug-ins findet ihr in unserem großen Freeware Special.

Details

Installation

PaulXstretch als 64-Bit-VST2-Plug-in für Windows und als VST2- und AU-Plug-in für den Mac vom Entwickler Xenakios auf seiner Webseite zum kostenlosen Download zur Verfügung gestellt worden. Da es in der Open-Source-Tradition programmiert wird, sucht man bei beiden Versionen eine Setup-Routine vergeblich.
Für Windows-Nutzer heißt das, dass ihr die „PaulXStretch.dll“ Datei nach dem Runterladen in den Standard-VST-Ordner eures Systems kopieren müsst. Meistens ist das der Pfad „C:ProgrammeSteinbergVSTPlugIns“. Mac-User kopieren die Datei „PaulXStretch.component“ (das AU-Plug-in) in den Ordner mit dem Pfad „/Library/Audio/Plug-Ins/components“ und die Datei „PaulXStretch.vst“ in den Ordner mit dem Pfad „/Library/Audio/Plug-Ins/vst“.
Für beide Systeme gilt: Erst Datei in den Ordner kopieren, dann die DAW starten. Oft findet der Host das Plug-in sonst nicht. Auch die Standalone-Versionen für Mac und Windows, wo ihr den Algorithmus als eigenes Programm ohne DAW nutzen könnt, hat Xenakios überarbeitet und auf seiner Seite zum Download bereitgestellt. Alle Versionen sind absolut kostenfrei, der Autor bittet jedoch auf seiner Webseite um Spenden für sein Projekt.

Oberfläche und Workflow

Lädt man PaulXStretch als Plug-in auf einer Audio-Spur, ist die Oberfläche etwas erschlagend. Jede Menge Parameter für verschiedenste Soundveränderungen bieten sich an.
Und: ist ein Loop auf der Audiospur und man spielt ihn ab, hört man erst mal nichts. Ähnlich wie beispielsweise die Plug-ins Melodyne oder WaveTune ist PaulXStretch ein Plug-in, das offline arbeitet. Das bedeutet, dass es Audiomaterial erst aufzeichnen oder importieren muss, um die Algorithmen anzuwenden. Ihr setzt also entweder oben bei “Capture” den Haken und spielt die Audiodatei ab oder klickt oben links auf “Import file…”. Standardmäßig ist bei „Capture“ eine Pufferlänge von 10 Sekunden eingestellt, diese könnt ihr oben links in den Einstellungen unter „Settings > Capture buffer length“ aber noch auf eure Bedürfnisse anpassen. Im unteren Bereich seht ihr dann das aufgezeichnete Material.

Im unteren Bereich des Plug-ins seht ihr die Wellenform des aufgezeichneten Materials.

Wichtig: Ist der Bereich voll, müsst ihr den Haken bei “Capture” wieder entfernen, sonst überschreibt das Plug-in das bereits vorhandene Material. Sobald der Haken bei „Capture“ weg ist, legt PaulXStretch los. Falls ihr andere Plug-ins auf dem Kanal habt oder einen Vorher-nachher-Vergleich braucht, setzt einen Haken bei “Pass Input through”, das ist der Bypass-Knopf.

PaulXStretch wird ab dem Moment, wo es Material gecaptured hat, nicht mehr Ruhe geben, außer ihr setzt bei “Pause” einen Haken. Mit “Freeze” könnt ihr, ähnlich zu einigen Reverb-Plug-ins einen kurzen Moment der Wiedergabe “einfrieren”, den das Plug-in dann unendlich lange abspielt. Und “Bypass stretch” spielt euch ab, was das Plug-in an Audiomaterial zwischengespeichert hat ohne Time-Stretching und Effekte.

Der wichtigste Parameter ist oben rechts “Stretch amount”. Unser 10-sekündiger Piano-Loop wird beim Stretch-Faktor 10 beispielsweise 90 Sekunden lang. Ganz oben rechts in der Ecke wird die nach Anwendung des Stretch-Algorithmus neu resultierende Länge des Loops angezeigt. Im unteren Abschnitt der Wellenform könnt ihr mit der Maus den Bereich des Audiomaterials auswählen, den ihr loopen und stretchen möchtet. Alternativ könnt ihr die zwei Regler “Sound start” und “Sound end” zum genauen Einstellen des zu loopenden Bereichs nutzen.

Der andere für das Time-Stretching wichtige Parameter ist oben links der Regler „FFT-Size“. FFT steht für Fast Fourier Transform. Das Verfahren basiert auf der Fourier-Analyse. Der französische Mathematiker Fourier stellte 1822 die Theorie auf, dass sich jeder Ton, jedes Geräusch in der Natur durch eine unendliche Zahl von Sinuswellen darstellen lässt. Software-Synthesizer wie Serum nutzen diese Funktion bei der Analyse von importierten Wellenformen. PaulXStretch nutzt es für das Time-Stretching. Über den FFT-Regler stellt man ein, wie “groß” jede dieser Sinuswellen ist, wie genau also quasi die Auflösung.

Darüber hinaus gibt es noch eine insgesamt neunteilige Effektkette, deren einzelne Komponenten sich direkt über der Wellenform an- und ausschalten und per Drag-and-Drop an beliebige Positionen der Kette ziehen lassen. Damit der Zusammenhang zwischen Effekt unten und den Parametern oben klar wird, leuchten die zugehörigen Parameter gelb auf, sobald man sie aktiviert. Sehr hilfreich.

Harmonics: Erzeugt über die drei Parameter verschiedene und unterschiedlich laute Obertöne, basierend auf dem Time-Stretching.
Tonal vs. Noise: Hier lassen sich die tonalen Anteile und Geräuschanteile wie auf zwei Fadern verstärken oder abschwächen
Frequency Shift: die gesamte Tonhöhe des Materials lässt sich verschieben. Allerdings frequenz- und nicht tonhöhenbasiert, damit verschiebt sich auch das Verhältnis der Obertöne zueinander.
Pitch Shift: Die Tonhöhe des Materials lässt sich um bis zu 2 Oktaven nach oben oder unten verschieben, das Verhältnis der Obertöne wird beibehalten.
Octaves: Über insgesamt sechs Regler lassen sich verschiedene tiefere und höhere Oktaven dazu mischen.
Frequency spread: Ein Regler, der einstellt, wie stark die berechneten Frequenzen im gesamten Spektrum verteilt sind. Je weiter man ihn aufdreht, desto stärker klingt das Material nach weißem Rauschen.
Filter: Ein Hi-pass und ein Lo-pass-filter. Beide zwischen 20 und 20.000 Hertz einstellbar.
Free Filter: Ein zweites, besonderes Filter, das mehrere Hi-pass- und Lo-pass-Filter zusammen mit weiteren zufällig erzeugten Filter-Bändern kombiniert.
Compress: Stellt ein, wie stark das gestretchte Signal komprimiert wird.
Weiterhin könnt ihr über die Parameter “Loop xfade length” und “Onset detection” noch genauer einstellen, wie der Loop abgespielt wird.

Möchte man nun aber mit dem verfremdeten Material außerhalb des Plug-ins weiterarbeiten, hat man nur die Wahl, das Resultat auf einer neuen Audiospur aufzunehmen und dann entsprechend des Song-Tempos und der gewünschten Länge zu bearbeiten.

Die Einstellungen in PaulXStrech für das Sounddesign-Beispiel des Piano-Loops

In Ableton Live 10 habe ich aus dem Pack „Build and Drop“ den mitgelieferten Piano-Loop „Piano Chords Leaves Cm 128bmp.aif“ in das Plug-in geladen und dreimal verfremdet, einmal einfach halb so schnell, einmal extrem (40-fach (!)) verlangsamt und einmal überhaupt nicht verlangsamt, dafür aber einige der neun Effekte genutzt, um den Sound zu beeinflussen.

So stellt ihr PaulXStretch ein, um den Sound eines Drum-Loops zu verfremden.

Aus dem ebenfalls in Ableton Live 10 mitgelieferten Pack „Chop and Swing“ habe ich den Drum-Loop „Bang Some Loop 82bpm.aif“ geladen. Bei perkussiven Loops zeigt sich schnell, wie wichtig der „FFT-size“-Regler ist. Bei großen Werten ist es nur Gerumpel und Matsch, bei Werten unter 10 ist noch viel von den Drums zu hören.
Bei Soundbeispiel 6 ist nur die Geschwindigkeit (Stretch Amount 2) halbiert und die FFT-Size auf 0 gesetzt. Zusätzlich sind im letzten Beispiel noch einige der Effekte aktiviert und angepasst.

Audio Samples

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01. Pianoloop – Bypass 02. Pianoloop – Halbe Geschwindigkeit 03. Pianoloop – 40fach verlangsamt 04. Pianolopp – Sounddesign 05. Drumloop – Bypass 06. Drumloop – Halbe Geschwindigkeit 07. Drumloop – Sounddesign und halbe Geschwindigkeit

Fazit

PaulXStretch sucht, was die Qualität und die Möglichkeiten des Sounddesgins betrifft, seinesgleichen. Selbst kürzeste Loops werden fast verzerrungsfrei auf extreme Geschwindigkeiten gestretcht. Was Oberfläche und Workflow betrifft, braucht es einige Zeit sich mit dem Interface vertraut zu machen. Die mangelnden Synchronisationsmöglichkeiten, das etwas karge GUI und die teilweise sehr undurchsichtigen Effektparameter (ein Handbuch gibt es nicht) verleiten im Positiven wie Negativen sehr dazu hier viel dem Zufall zu überlassen.

Pro