Month: January 2022

Regarding the microcontroller, I intend to opt for a better alternative than the Arduino. A significant upgrade would be the ESP32, manufactured by Espressif Systems, which is a low-cost, low-power system-on-chip with built-in Wi-Fi and Bluetooth. As it is supported by the Arduino IDE, it is also ideal for beginners and intermediate users, making it a suitable element of my project. Unlike the Arduino boards that were designed for educational purposes, the ESP32 was designed for DIY projects where the results can be turned into a commercial product.

In contrast to most Arduino boards, such as the UNO that have 8-bit chips, all ESP boards are based on 32-bit microprocessors. By comparing the features of the ESP32 to more advanced Arduino boards, such as the Zero, further considerable differences appear. While the Arduino has 256kB of flash memory, the Esp32 starts at 4 MB with some modules going as high as 8 or 16 MB of memory. Additionally, the Arduino Zero houses only 20 digital I/O pins, with 6 analog input pins and 1 analog output pin while the Esp32 ranges from 38 to 77 I/O pins depending on the module. Subsequently, the Zero enables internet connectivity only when paired with an Ethernet shield, while the ESP32 has built-in Wi-Fi capabilities, so no add-ons are required.

I think the ESP32 is a far better option than any Arduino board (especially the UNO) and will therefore be the brains of my second prototype that I will develop during the exploration phase of this project. .

Sources:

1. Ghosh, A., 2020. ESP32 vs Arduino : How ESP32 is Different from Arduino. [online] The Customize Windows. Available at: <https://thecustomizewindows.com/2020/05/esp32-vs-arduino-how-esp32-is-different-from-arduino/> [Accessed 2 December 2021].

2. Tan, C., 2021. Esp32 vs Arduino: The Differences. [online] all3dp.com. Available at: <https://all3dp.com/2/esp32-vs-arduino-differences/> [Accessed 2 December 2021].

3. Teja, R., 2021. Getting Started with ESP32 | Introduction to ESP32. [Blog] Electronics Hub, Available at: <https://www.electronicshub.org/getting-started-with-esp32/> [Accessed 2 December 2021].

Inspired by the Scanner Vibrato & Reverb effect by Analog Outfitters, I decided to build one for myself. As the components in the Vibrato Scanner unit are rare to come by, I only managed to purchase the delay line taken out of a Hammond H-100 organ. To substitute the scanner, I began experimenting with various IC analog switches controlled by an Arduino Uno microcontroller.

The switches are set up to do the same job as the scanner and rapidly sample back and forth along the line. As it turns out, even if the switches are programmed to crossfade between each step, they can only turn on and off which causes clicking every time the signal is cut.

To solve this issue, I consider replacing the IC switches with devices that can perform cross-fading. Possible solutions are the so-called digitally controlled variable resistors, which are essentially IC potentiometers capable of fading the signal in and out only in a couple of nanoseconds. By implementing these in my prototype, I could eradicate the clicking and deliver a smooth shift similar to the one produced by the scanner.

For now, I leave you with a short video demonstrating the current state of my prototype.

Analog Outfitters’s Scanner is a stand-alone vibrato and reverb effect, built around a refurbished Hammond vibrato scanner and spring reverb tank and serves as the main reference for my project work. As an upgrade to the original design that had a fixed rate, Analog Outfitters has added a brushless DC motor that allows for the variation of speed either via a knob on the front panel or by attaching an expression pedal.

The interface includes controls for vibrato gain, reverb mix, line out level, vibrato speed, and vibrato level, while the reverb and vibrato effects can be turned on and off individually via an included footswitch. In contrast to Hammond’s original design, Analog Outfitters’s unit doesn’t integrate settings for chorus, but thanks to the variable speed of its motor, it can achieve anything from low-speed gentle modulations to high-speed psychedelic vibrato effects.

If interested, check out this video to experience the unique analog sound of this device.

Sources:

1. Soundonsound.com. 2017. Analog Outfitters Scanner. [online] Available at: https://www.soundonsound.com/reviews/analog-outfitters-scanner [Accessed 7 January 2022].

2. https://www.youtube.com/watch?v=Jcu5cXzIaaA&ab_channel=PremierGuitar

3. https://www.youtube.com/watch?v=LSYDsRDvSnw&ab_channel=ChicagoMusicExchange

4. https://www.youtube.com/watch?v=ol9rbPiUXb0&ab_channel=Reverb

Durch die Verwendung von Kopfhörern eignet sich ein binauralen Ausgabeformats. Mithilfe der beiden Programme Fmod und Resonance Audio lässt sich in Unity vergleichbar einfach eine binaurale Ausgabe ermöglichen. Dazu werden zwei Plugins benötigt: 

-Resonance Audio Source 

• Spatsialisiert Mono-Quellen rund um die HörerInnen 
• Fügt Effekte wie die Dämpfung sich entfernender Schalquellen oder Richtcharakteristiken hinzu 

-Resonance Audio Listener  

• Ermöglicht binaurale Spatsialisierung von Quellen, die mit dem RASource erstellt wurden und verarbeitet die Simulation von Raumeffekten 

(Zwischen diesen beiden Plugins können noch weitere Effekte zwischengeschaltet werden.) 

RASource encodiert simultan hunderte Mono-Quellen in bis zu third order Ambisonics und spatsialisiert anschließend die Summe, anstatt “kostenaufwändig” jede einzelne Quelle binaural zu rechnen, mit dem RAListener. So kann auch auf mobilen Geräten (–>Tablet) eine hochauflösende Wiedergabe ermöglicht werden  
Um eine realistische Interaktion von Schallwellen mit unseren Ohren und Objekten zu simulieren, verwendet Resonance Audio HRTFs. Die natürliche Bewegung des Kopfes, die uns hilft relative Änderungen der Audioposition wahrzunehmen, kann getrackt werden. Ein weiteres Plugin mit dem Namen Resonance Audio Soundfield reagiert auf die Daten der getrackten Kopfbewegungen und behält die relative Position der Schallquelle im Klangraum bei, indem die Ambisonics-Szene genau in die gegengesetzte Richtung der Kopfbewegung der BesucherInnen gedreht wird. 

Reflexionen und Hall:  

Resonance Audio verfügt über eine eingebaute Reverb-Engine, die den Klang verschiedenster Räume und deren Oberflächenreflexionen genau nachbilden kann.  

Wenn die Größe des Raums oder die Oberflächenmaterialien der Wände geändert werden, reagiert die Reverb-Engine in Echtzeit und passt die Schallwellen an die neuen Bedingungen an. Dies geschieht über ein Feedback Delay Network (FDN). Ein FDN-Reverb bringt im Gegensatz zu einem Faltungshall (mit langen Impulsantworten und higher-order Ambisonics) wieder den klaren Vorteil der Rechenleistungsersparnis.

Verdeckung und Richtung: 

Um die Immersion zu erhöhen, kann Resonance Audio auch simulieren, wie Schallwellen, die sich zwischen Quelle und Hörer ausbreiten, durch dazwischenliegende Objekte blockiert werden. Diese Verdeckungseffekte werden simuliert, indem hohe und tiefe Frequenzkomponenten getrennt verarbeitet werden. Hohe Frequenzen werden stärker verdeckt als tiefe Frequenzen, wodurch die realen Gegebenheiten nachgeahmt werden.  

Die Software kann ebenso die Richtcharakteristik einer Quelle ändern und die natürliche, ungleichmäßige Schallabstrahlung realer Quellen nachahmen. Dies kann beispielsweise bei stationäre virtuellen Quellen in der Game-Engine hilfreich sein. Es können hier zwei Parameter für die Richtwirkung, konfiguriert werden:  

Alpha: Stellt die Form der Patterns dar. Es kann zwischen Kardiod-, Kreis- oder Achterformen gewählt werden.  

Schärfe: Stellt die Breite des Patterns dar.

1 https://www.fmod.com/  

2 https://resonance-audio.github.io/resonance-audio/ 

Ein Sampler war als Preset im der PD-Library vorhanden und war mit ein paar wenigen Änderungen an meine Wünsche angepasst. Die Sampler-Recherche inspirierte mich weniger als sie mich abschreckte davor, wie viele verschiedene Ausführungen und Arten von Samplern seit den 80ern gebaut wurden. Da würde es schwierig werden etwas außergewöhnliches erschaffen zu können, und Workflow-technisch ist man mit einer MPC wahrscheinlich nach wie vor bestens aufgestellt beim Bauen von Beats.

Eine weitere Durststrecke tat sich auf, während der mir Fiebertraum-artig immer wieder nur die Foley App vor dem inneren Auge erschien. Meiner Crew dürstete es bereits nach einem Ziel und es wurde langsam unruhig an Bord, da das Erreichen des Nächsten Semester-Hafens nicht allzu weit in der Zukunft lag.

Es nutzte nichts. Die nächste Idee befand sich nun auf der Planke und ich machte mich so schnell es geht ans Ruder, um es rumzureißen und zurück Richtung Foley-App zu steuern. Dies musste ich nur noch meinem treuen Betreuer erklären, der mir während der Änderung meiner Pläne immer wieder bei stand und mir Feedback zu meinen Entscheidung gab und sehr guten Input brachte.

Betrübt über den Verlust meiner Lieblings-Idee, der Foley App, steuerte ich in Richtung Sound-Installation und begann drüber nachzudenken welches Thema ich in diesem Projekt behandeln könnte.

Ich dachte drüber nach, ein altes Kunstwerk aufzugreifen und zu verändern, bzw. mich davon inspirieren zu lassen. Während dieser Woche beschäftigten wir uns auch mit Pure Data worin ich als Hip-Hop Musikproduzent sofort einen eigenen Sampler zu basteln anfing. Die NIME-Recherche inspirierte mich ebenfalls dazu.

Als ich mitbekam, dass meine unterbewusste Crew, die sehr viel Wert darauflegt, dass Projekte praktische Verwendung finden, die sie mit mir gemeinsam als Captain umsetzen, ohne mein Kommando die Installations-Idee bereits über Board geworfen hatten, blieb mir nichts über als mich dazu zu entscheiden, dass meine neue Projektarbeit ein Sampler sein wird der bestenfalls irgendetwas kann was die andren nicht können.