Didge(R)Evolution
Computer Aided Didge Sound Design
Frank Geipel, 21.09.2008

Nach 6 Jahren privater theoretischer und experimenteller (low budget) Forschung getrieben durch Neugier und der Sehnsucht nach individuell spielbaren Wunschinstrumenten ist jetzt ein vorläufiger Höhepunkt des gemeinsamen Didge-Forschungs-Projektes (Geipel / Reimer) erreicht.

Zahlreiche Didge-Spieler aus aller Welt möchten wissen, ob es möglich ist, ein Instrument nach ihren individuellen Wunschvorstellungen zu schaffen. Mit unseren Computer-Aided-Dideridoo-Sound-Design-Tools (CADSD) ist das seit einigen Jahren möglich, erforderte aber viel Erfahrung und lange Simulations-Zeiten, da viele Didge-Innenformen von Hand eingestellt und variiert werden mussten, um das gewünschte Klangspektrum zu erreichen.

Es war bisher nicht möglich, ein Ziel-Spektrum vorab einzustellen und automatisch Vorschläge für entsprechende Innenformen zu berechnen. Um dies zu erreichen, startete ich Anfang 2008 das Projekt „Didge(R)Evolution“ - die Anwendung und Weiterentwicklung von der Natur nachempfundenen Evolutionsalgorithmen zur Generierung der gewünschten Formen aus einer praktisch unüberschaubaren, unendlichen großen Vielfalt möglicher Formen.

Das aktuelle Projekt-Highlight ist ein Simulationssystem, das auf Basis eines weiterentwickelten high Performance Simulations-Modells mittels neu entwickelter Didgeridoo-spezifischer Directed-Evolution-Methoden beliebige Wunschinstrumente generieren kann. Es funktioniert wie ein „lebendes“ Evolutions-System, in dem man Instrumente mit vielen spezifischen Ziel-Parametern quasi „züchten“ kann. Die entstehenden Innenformen sehen oft den Querschnittsverläufen guter termitenausgefressener Instrumente ähnlich, mit dem Unterschied, dass die Methode fähig ist, auch Formen zu generieren, die in der Natur wahrscheinlich nicht vorkommen.

   

V i d e o s    a n s c h a u e n

Vereinfachte Beschreibung der CADSD basierten Didge(R)Evolution Software

Da die wenigsten Didgeridoo-Bau-Interessierten sich mit mathematischer Modellierung, Programmierung und physikalischen Theorien auskennen, hier eine vereinfachte Beschreibung der Arbeitsweise der Didge(R)Evolution Software:

Bevor das Programm seine Arbeit aufnehmen kann, muss ein möglichst genaues Ziel-Klang- und Impedanz-Spektrum definiert werden. Das können momentan bis zu 20 verschiedene Eigenschaften sein.

Stellt Euch dann vor, wir erschaffen (programmieren) virtuelle Termitenvölker, deren Einzeltermiten individuelle Fähigkeiten besitzen, Didgeridoos mit speziellen Eigenschaften zu formen. Im nächsten Schritt wird die Größe und Anzahl dieser virtuellen Termitenvölkern festgelegt - in unserem animierten Bespiel ist es lediglich 1 Volk mit 512 Termiten.

Innerhalb der räumlichen Begrenzung des virtuellen Rohlings nimmt beim Start des Programms jede einzelne Termite ihre Arbeit auf und frisst (erstmal völlig zufallsgesteuert) ihr eigenes Didgeridoo aus. Nach einigen Sekunden sind die ersten 512 Instrumente fertig.

Nun wird jedes einzelne Instrument daraufhin überprüft, wie gut es die vorgegebenen Ziel-Eigenschaften erfüllt. Die Termiten, die am erfolgreichsten waren, dürfen sich vermehren und ihre Erbinformationen an eine neue Termitengeneration weitergeben. Die anderen sterben aus. Zusätzlich werden, ähnlich wie in der Natur, zufällige Mutationen erzeugt, die die individuellen Eigenschaften von einzelnen Termiten ändern. Damit ist die erste Generation beendet.

In der zweiten Generation fressen die Sprösslinge zusammen mit ihren relativ erfolgreichen Eltern und den mutierten Geschwistern erneut 512 Didgeridoo-Rohlinge aus – wieder zufallsgesteuert aber mit verbesserten Eigenschaften die Zielvorgaben zu erreichen. Danach werden wieder sämtliche Instrumente überprüft. Die erfolgreichen Termiten des Volkes dürfen sich wiederum vermehren, während der Rest ausstirbt.

Dieser evolutionäre Kreislauf setzt sich so lange fort, bis ein virtuelles Didgeridoo erzeugt wurde, das alle vorgegebenen Ziele bestmöglich erfüllt und es keinen evolutionären Fortschritt mehr gibt – im Beispiel sichtbar als rote Linie. In der Regel ist das nach 150 bis 400 Generationen der Fall.

Um hervorragende und spezielle Instrumente zu erzeugen, ist trotz dieser modernen Evolutions-Methode das Know-How des „Didgeridoo-Züchters“ (der die Ziele vorgibt) besonders wichtig. Von entscheidender Bedeutung sind umfangreiche Erkenntnisse über die Wechselwirkungen verschiedenster Resonanzmuster mit verschiedenen Spieltechniken auf die Auswirkung von Didgeridoo-Klangspektren, aber auch weitgehende Bau- und Spielerfahrungen. Die Ergebnisse hängen von der Qualität der Zielvorgaben ab.


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