Thomas Koppermann präsentiert:

(zuletzt geändert: 09.02.2025)
 

Allgemeine, vereinfachte Erklärung zur Funktion virtueller Orgeln usw.

Für alle diejenigen, die nicht so genau wissen, worum es bei "virtuellen Instrumenten" geht,
möchte ich kurz die schematische Funktionsweise erläutern (soweit ich sie selbst verstanden habe):

Virtuelle Instrumente sind Musikinstrumente (in der Regel Tasteninstrumente aller Art), die "nur" als Software existieren,
deren echte Töne aber in sehr aufwändigen Verfahren einzeln aufgenommen (gesampelt) und dann mit Studiotechnik
zu "Sample-Sets" verarbeit und mit einer grafischen Bedienoberfläche für den Bildschirm (meist Touch-Screen) versehen werden.

Eine genauere Beschreibung dieser Verfahren würde den Rahmen sprengen und ist an anderen Stellen im Internet verfügbar.
Ich möchte hier nur erwähnen, dass beim "Sampling" riesige Datenmengen anfallen,
die sowohl beim Ersteller als auch später beim Nutzer eine sehr gute Hard- und Software-Ausstattung erfordern.

Virtuell verfügbare, gesampelte Instrumente ermöglichen Ihnen also, dass Sie bei sich zuhause oder anderswo (z. B. in einer Kirche ohne Pfeifenorgel)
in sehr nah ans Original angenäherter Klangqualität Pfeifenorgeln, Cembali, Pianos und andere Tasteninstrumente spielen können,
so, als säßen Sie am echten Instrument, denn die Register usw. können Sie i. d. R. sogar "live" am Bildschirm sehen und bedienen.

Im folgenden soll es speziell um Orgeln gehen, da dies die Hauptnutzung für virtuelle Instrumente ist.
(Sogar in manchen Kirchen wurden schon stark reparaturbedürftige Pfeifenorgeln aus Kostengründen durch eine virtuelle Orgel ersetzt.)

Grundvoraussetzung, um virtuelle Instrumente per Tastatur nutzen zu können, ist ein mehr oder weniger komfortabel
ausgestatteter Spieltisch (z. B. eine Orgelkonsole) mit einem bis mehreren Manualen, evtl. Pedal und evtl. Registerschaltern.

Alle Komponenten des Spieltisches müssen "MIDI-fähig" sein oder - bei älteren, analogen Orgelkonsolen -
nachträglich mit MIDI-Elektronik ausgestattet werden, sofern möglich, sinnvoll und wirtschaftlich vertretbar.
("MIDI" ist die Verbindungstechnik zwischen den Geräten - in der Regel per 5-poligem DIN-Kabel.)
Außerdem werden ein leistungsfähiger Computer (z. B. PC mit schnellem Prozessor und genügend Speicher)
sowie ein guter Analog-Digital-Wandler ("ADW" / oft auch "Soundkarte" genannt) benötigt.
 

Hier ist als Beispiel ein Blockschaltbild der MIDI-Elektronik meiner ehemaligen Hausorgel:

Und so sah die komplette MIDI-Elektronik in meiner Orgelkonsole aus:

 

Um ein MIDI-Instrument nutzen zu können, benötigt man einerseits eine Software, die die gesampelten Daten verarbeitet und die Verbindung
zwischen der Konsole mit ihren physischen Bedienelementen und der Audio-Ausgabe (Soundprozessor / Verstärker / Lautsprecher) herstellt.

Beispiele für derartige Software sind z. B. "Hauptwerk®" (MILAN® Audio, USA), "Sweelinq®" (NL), "Grand Orgue®", "MidiTzer®",
wovon einige sogar kostenlos verfügbar sind.
(Die wohl meistverwendete Software "Hauptwerk" aus den USA ist sehr mächtig in ihren Funktionen und bietet viele schöne, zukaufbare
Sample-Instrumente, der Preis ist aber recht hoch, und die Software erfordert vom Nutzer eine intensive Einarbeitung kpl. nur in englischer Sprache!)

Andererseits benötigt man eines oder mehrere "Sample-Sets" der Instrumente, die man spielen möchte.
Solche Sample-Sets gibt es von etlichen Anbietern z. B. für deutsche und internationale Orgeln von ein bis fünf Manualen (und Pedal),
und auch hier kann man zwischen kostenlosen und kostenpflichtigen Angeboten wählen.
(Bei der Software "Sweelinq®" aus den Niederlanden sind bereits viele schöne gesampelte Orgeln im Preis enthalten.)

Nachfolgend erkläre ich die Funktionsweise anhand der weit verbreiteten Software "Hauptwerk" (kurz: "HW")
(wichtig: die Software und die Anleitungen gibt es nur komplett in englischer Sprache!):

Das Programm wird gestartet, und anschließend wird eine Sample-Orgel geladen.
Das oft sehr realitätsnahe Abbild der Orgel erscheint dann auf dem Bildschirm, und die einzelnen
Elemente wie z. B. Register sind per Computer-Maus oder Fingerdruck (bei Touch Screens) bedienbar.
(Es gibt auch sehr "echt" gestaltete Orgelkonsolen mit richtigen Registerzügen oder -wippen, die mit der Software kommunizieren.)

Jetzt müssen in HW einmalig die grundsätzlichen Einstellungen getätigt werden,
die für alle Orgeln gleichermaßen gültig sind ("Global Settings"),
zum anderen müssen für jede einzelne geladene Orgel einmalig vor der ersten Benutzung
die zu dieser Orgel gehörenden Konfigurationen eingestellt werden ("Organ Settings").

Bei diesen Einstellungen sind insbesondere die Menüpunkte "Audio" und "MIDI" wichtig, da sonst nichts funktioniert.

Wenn immer es möglich ist und von HW im jeweiligen Fenster angeboten wird, sollte man die geniale "Auto-Lern-Funktion" nutzen,
weil es dann schneller geht und mehr Sicherheit gegen Eingabefehler gegeben ist.

Wie entstehen nun Töne, die hörbar werden? Wenn die Zuordnung der Manuale zu den richtigen MIDI-Kanälen stimmt,
wird bei jedem Tastendruck ein MIDI-Befehl an HW gesendet, der auch auf dem Bildschirm die zugehörige Taste bewegt.

Gleichzeitig sendet HW diesen MIDI-Code über USB an die (externe) "Soundkarte" (Digital-Analog-Wandler)
der daraus ein Audio-Signal erzeugt und dieses an den Audio-Verstärker oder Kopfhörer weiterleitet und damit hörbar macht.

(Eine externe "Soundkarte" ist auf jeden Fall zu empfehlen, da die in "normale" PCs eingebauten
Soundkarten oder Sound-Chips nicht leistungsfähig genug und auch klanglich nicht optimal sind.)

HW muss also wissen, woher (z. B. von meiner MIDI-Orgel-Konsole) und auf welchem MIDI-Kanal
die Daten eingehen und wohin die neuen Daten ausgegeben werden sollen.

Und die Audio-Einstellungen im PC bzw. der "Soundkarte" müssen so konfiguriert sein,
dass HW als Quelle erkannt und der gewünschte Ausgang angesprochen wird.

Hier spielt der sogenannte "ASIO"-Treiber eine wichtige Rolle, der dafür sorgt, dass sich die Geräte "verstehen".
Dieser Treiber wird mit dem Gerät geliefert, wird wie ein normales Software-Programm im Computer installiert und
muss bereits geladen sein, bevor HW gestartet wird (das passiert in der Regel automatisch beim Starten des PC);
HW sucht nämlich danach und bietet ihn dann in seinen Konfigurations-Menüs zur Auswahl an.

Im "ASIO"-Treiber könnte man z. B. bei Bedarf auch einstellen, mit welcher Samplerate die Daten
im PC verarbeitet werden sollen und welche Puffergröße dafür im PC zur Verfügung steht,
und hier kann man dann z. B. evtl. auftretende Störungen in der Soundausgabe eliminieren.

Grundsätzlich empfehle ich das Studium der von HW bereit gestellten Anleitungen,
in denen auf alle wichtigen Themen eingegangen wird:

https://www.hauptwerk.com/clientuploads/documentation/CurrentUserGuide/HauptwerkInstallationAndUserGuide.pdf
https://www.hauptwerk.com/support/requirements/

Leider gibt es nur englischsprachige Dokumentationen, im Internet kursieren aber auch von deutschen Nutzern erstellte Anleitungen.

 

(Alle Angaben ohne Gewähr!)

© Thomas Koppermann, 23881 Bälau (Deutschland)