Van der Poel Kerk Orgels

Klank en techniek

Dynamiek en levendigheid van pijporgelklanken

Pijporgelklanken komen in eerste instantie over als stabiele tonen die na een aanblaasverschijnsel ('spuck') een star en onveranderlijk geluid voortbrengen zolang de toets ingedrukt blijft. Dit is geenszins het geval. Na uitgebreide studie van orgelpijp en na uitvoerige analyse van pijptonen is duidelijk geworden dat pijpen een uiterst complexe, allerminst stabiele golfvorm produceren.
De beïnvloeding door winddruk-fluctuaties, onderlinge beïnvloeding en windladewervelingen zijn duidelijk waarneembaar in de pijptonen. De toonhoogte van de pijp is allerminst stabiel. Het aanblaasverschijnsel is complexer dan alleen de zogenaamde 'spuck'. Gebleken is, dat pijpen niet aanspreken op de juiste toonhoogte, een effect dat steeds duidelijker hoorbaar wordt wanneer de pijplengte afneemt. Eenzelfde effect treedt op bij het loslaten van de toets. Veel tongwerken bijvoorbeeld geven zelfs een totaal afwijkend geluid bij het loslaten van de toets. De uiteindelijk enigszins stabiele toonhoogte van een pijp is bij herhaald aanslaan een fractie verschillend. Een gelijkgestemde pijp van een ander register of van een pijp van een octaaf hoger klinkend register dat een octaaf lager wordt gespeeld, is opnieuw een fractie anders van toonhoogte. Voor alle -vaak meer dan duizend- pijpen van een orgel gelden deze fluctuaties en bewegingen. Met andere woorden, orgelpijpen produceren zeer beweeglijke en steeds variërende klanken.

Starheid van elektronische 'sampling'

Uit het voorgaande wordt duidelijk dat deze complexe, van meerdere factoren afhankelijke pijptonen, niet te simuleren zijn door simpele elektronische 'sampling'. Bij 'sampling' worden tonen gezien als korte, slechts snel repeterende golfvormen. Zo wordt slechts één of worden enkele perioden van een golfvorm onveranderlijk opgeslagen in een geheugen. Daar de lengte van deze periode naar menselijke maatstaf zeer kort is (a'=440Hz heeft een periodetijd van 0,0025 seconden bij een 8-voets register) kunnen dynamische veranderingen niet worden mee-'gesampled'.
In onderstaande figuur wordt een en ander verduidelijkt aan de hand van een grafische voorstelling van de pijptoon van een Prestant 8’.

• Weergave-lengte: 0.38 sec.
  Toonbewegingsduur: 0.2 sec.
  Zoomvenster: 0.045 sec.
  Duidelijk zichtbaar de toonbeweging als gevolg van bijv. winddrukfluctuatie.
• Zoomvenster: 0.045 sec.
  Enkelvoudige 'sample' duur: 0.0076 sec
  Meervoudige (4x) 'sample' duur: 0.0304 sec.
• De hier zichtbare toonbeweging is duidelijk vele malen langer dan zowel het enkelvoudige als het meervoudige 'sample'.

Om de grafische voorstelling overzichtelijk te houden is slechts één facet van de levendigheid aangegeven. In werkelijkheid zijn er vele relatief langdurige fluctuaties aanwezig, zoals windlade-wervelingen, beweging ten gevolge van aanspraakverstemming, etc. Al deze bewegingen zijn niet vooraf te voorspellen daar zij niet in eerste instantie tot de pijptoon zelf behoren. Zij worden ondermeer veroorzaakt door andere factoren als windvraag, winddruk, windlade-werveling, etc. Daarom kunnen deze bewegingen nooit met het 'sample' in het geheugen worden opgenomen, zelfs niet wanneer de 'sample'duur toereikend zou zijn. Uit dit grote verschil in tijdsduur blijkt dat de 'sampling'-techniek veel te korte en starre informatie in het geheugen heeft. Dit probleem wordt veelal omzeild door op het totale geluid een beweging te introduceren, bijvoorbeeld een chorus, een effect dat vaak direct herkend wordt als niet orgelpijp-eigen. Bij directe sampling is het resultaat van de uiteindelijke klank altijd voorspelbaar doordat het slechts een aaneenschakeling is van steeds dezelfde klankinformatie en niet beïnvloedbaar. De samples staan immers in het geheugen en zijn daar onveranderbaar. Directe sampling bevalt vaak slechts kort. Het ten gehore gebrachte sample correspondeert met de 'klankfoto' die we in ons hoofd hebben opgeslagen, echter een 'klankvideo' wordt het nooit, beweging is uitgesloten. Vandaar dat directe sampling snel verveelt en onnatuurlijk klinkt wanneer men echt gaat spelen i.p.v. het vergelijken en proberen van enkele tonen van registers. Het enige echte alternatief hiervoor is de door VAN DER POEL -KERKORGELS- gebruikte computersimulatie. Bij computersimulatie is de klank het resultaat van complex en continu voortgaand rekenwerk, gevoedt door toetsinformatie (wat wordt er gespeeld), registerinformatie (welke registers staan open), interactieve onderlinge informatie en andere variabelen die het rekenwerk kunnen beïnvloeden. Computersimulatie komt ook tijdens het spelen echt over omdat de klank zich gedraagt en beweegt als bij een pijporgel. Versmelting en doorzichtigheid zijn daardoor optimaal aanwezig.

Computersimulatie

Om eerder beschreven complexe orgelklanken te kunnen reproduceren is alleen computersimulatie een reële mogelijkheid. Op deze wijze kunnen klanken toon voor toon, register voor register, vulstemdeel voor vulstemdeel onafhankelijk worden berekend. Computersimulatie maakt het mogelijk elke pijp afzonderlijk, ook van vulstemmen, geheel onafhankelijk te simuleren, ook wat het dynamisch gedrag betreft. Elke gesimuleerde pijp heeft zo zijn eigen klank, aanspraak, beweging, stemming, windgevoeligheid, etc.
Levendigheid kan worden bereikt door toevoeging van allerlei bewegingseigenschappen (=parameters) aan de toon, zoals amplitudefluctuaties, frekwentieverande-ringen al dan niet veroorzaakt door windvraag, toonhoogte fluctuaties, frekwentieveranderingen tijdens de aanspraak, windvraag beïnvloeding, eventueel verschillende blaasbalgen, etc. Doordat bij een ingedrukte toets de computer, in tegenstelling tot het bij 'sampling' steeds repeteren van dezelfde informatie, steeds aan de toon blijft rekenen, kunnen veranderingen aan de toon door eerder genoemde invloeden meegenomen worden.
In het VAN DER POEL orgel zitten dan ook geen 'sample'-geheugens vol met alleen uit te lezen kleine stukjes geluid zonder levendigheid, maar complexe krachtige computersystemen die klanksimulaties kunnen berekenen. Een dergelijk orgel bevat daarvoor een programma waarin alle variabelen worden beschreven. Door dit programma worden de dispositie, de stemming, het aantal klavieren en alle eerder genoemde klankfacetten bepaald. Met andere woorden, dit programma bepaalt de totale klank van het orgel. Wanneer de rekencapaciteit van de computer voor een bepaalde dispositie niet meer toereikend is, volstaat slechts het toevoegen van een extra computermodule waardoor de benodigde rekencapaciteit wordt vergroot. Grotere orgels vragen meer individuele pijpsimulaties en niet om meer verdubbelingen of knoppen.
Het programma bepaalt welk registerdeel naar welk uitgangskanaal (met bijbehorende versterker en luidspreker) wordt gestuurd. Op deze manier zijn niet alleen C/C# lade verdelingen mogelijk, maar kunnen bij uitbreiding van het aantal stemmen, klanken ook daar afgestraald worden, alwaar in het pijporgel het pijpwerk zou zijn geplaatst. Dit is van essentieel belang voor een optimale geluids-spreiding.

Intonatie in 'real-time'

De diversiteit en het gedegen vakmanschap van de verschillende pijporgelbouwers komt duidelijk tot uitdrukking bij het intoneren (voor- en eindintonatie). Intoneren is echt een vak op zich.
Voor wat betreft de intonatie van digitale klassieke orgels is VAN DER POEL -KERKORGELS- uniek. De intonatie staat bij ons dan ook hoog in het vaandel. In het technisch ontwerp is vanaf het begin de noodzaak tot uitvoerige en uiterst gedetailleerde intonatie opgenomen. Reeds vele malen heeft onze intonateur een orgel in verschillende omstandigheden "naar zijn hand gezet" door het orgel tot in de kleinste finesses te "kleuren". Het leveren van maatwerk komt ook hierin optimaal naar voren. Intonatie bij elektronische orgels wordt door gebrek aan mogelijkheden en vakkennis vaak afgedaan met "een beetje meer hoog of laag, spuck, chorus etc". Dat dit geen gedetailleerde intonatie is behoeft geen nadere uitleg. Intonatie omvat o.a. het kunnen beïnvloeden van aanspreeksnelheid, mensuur-verloop, draagkracht, levendigheid, stemming, beweging door winddrukinstabiliteit, versmelting, zangerigheid, helderheid en volume. Deze facetten kunnen in grote lijnen, per register, per octaven of individueel per toets worden veranderd.
Intoneren is de kunst van het optimaal kleuren van de pijptoon. Daartoe beschikt de (pijp)orgel-intonateur over vaardigheden en eigenschappen zoals een uitstekend gehoor, aangepast gereedschap en een ruime ervaring, waarbij hij of zij de orgelklank vormt naar akoestiek, toepassing, versmelting met andere registers en smaak. Hieruit blijkt dat goed intoneren alleen dan mogelijk is, als er in 'real time' geïntoneerd wordt, d.w.z. veranderingen worden direct hoorbaar. Daartoe moet de intonateur de mogelijkheid hebben alle typische effecten van pijptonen te kunnen vormen. Bij het computersimulatiesysteem van VAN DER POEL -KERKORGELS- is het mogelijk elke pijpeigenheid (=parameter) tijdens de intonatie - in 'real time' - te wijzigen waaronder ook alle eerder beschreven levendigheidsparameters.

Hieronder volgen enkele voorbeelden van het computergereedschap van de intonateur.

Harmonische informatie (van één toon!)	Stemming (per toon)
Register balans	Enkele levendigheids parameters

De intonateur gebruikt hiervoor een speciale intonatiecomputer en kan per toon de harmonische amplitude, stemming en klankkleur veranderen. Ook kan hij de aanspraak, afval, verandering van toonhoogte en golfvorm tijdens de volledige duur aanpassen. Windgeruis en 'spuck', mixtuurrepetities en individuele mixtuurdelen kunnen in 'real time' worden geïntoneerd.
Geïnspireerd door de traditionele pijporgelbouw vindt de vóórintonatie plaats in het atelier. Na de definitieve installatie wordt het orgel geïntoneerd naar de akoestische omstandigheden van het gebouw, de smaak van de organist(en) en de toepassing en stijl van het instrument. Zonodig kan de intonatie ook later opnieuw worden aangepast.