Devlog
Physik statt Samples: ein Flügel und ein Röhrenverstärker aus Formeln
Devlog zur FK Audio Suite. Wie FK Grand und FK Rig ihren Klang berechnen, statt Aufnahmen abzuspielen, und was das mit Geschäftssoftware zu tun hat.
Neben der Arbeit mache ich Musik, und ich arbeite fast ausschließlich unter Linux. Die großen Musikprogramme laufen dort nicht, und für ein Hobby wollte ich auch kein Vermögen ausgeben. Also habe ich angefangen, mir eine eigene Workstation zu bauen: die FK Audio Suite, geschrieben in C++ mit JUCE und der Tracktion Engine. Die Anforderungen, die Architektur und die technischen Entscheidungen sind meine; bei der Umsetzung hilft mir ein KI-Assistent, und nebenbei lerne ich als Java-Entwickler C++. Nach wenigen Tagen liefen Audiospuren, MIDI, Sampler, Synthesizer und Effekte.
Dann wurde ich neugierig. Die meisten virtuellen Instrumente spielen Aufnahmen ab: Für jede Taste eines Flügels liegen Samples in mehreren Lautstärken auf der Festplatte. Das klingt gut, ist aber starr. Was, wenn man den Klang stattdessen berechnet?
FK Grand: ein Flügel aus Physik
FK Grand spielt keine einzige Aufnahme ab. Das Instrument berechnet in Echtzeit, was in einem Flügel passiert: Der Hammer trifft die Saite, die Saite schwingt in bis zu 80 Moden, die Energie geht in den Resonanzboden und von dort in den Raum. Zwei frei positionierbare Mikrofone nehmen das Ergebnis ab, und alle drei Pedale funktionieren, einschließlich Halbpedal.
Das Spannende daran: Ob Klavier, kleiner Flügel oder Konzertflügel, die Engine bleibt dieselbe. Nur die physikalischen Eigenschaften ändern sich: Saitenlängen, Hammerhärte, Größe des Resonanzbodens. Ein neues Instrument ist ein Satz Parameter, keine neue Software.
FK Rig: ein Röhrenverstärker aus Schaltplänen
Beim Gitarrenverstärker bin ich denselben Weg gegangen. Statt aufgenommene Verstärkerprofile zu verwenden, basiert FK Rig auf echten Schaltplänen und Bauteilwerten. Die Software berechnet das Verhalten der einzelnen Stufen:
- Röhrenvorstufen mit ihren nichtlinearen Kennlinien, also dem, was Gitarristen als Verzerrung hören
- Klangregelung aus den tatsächlichen Widerstands- und Kondensatorwerten der Schaltung
- Endstufen mit dynamischem Spannungsabfall, dem Durchsacken der Stromversorgung bei lauten Anschlägen
- Lautsprecherboxen mit berechneten Impulsantworten
- zwei frei positionierbare Mikrofone vor der Box
- Effektpedale wie Overdrive, Distortion, Fuzz, Wah und Delay
Stand Oktober 2026 sind fünf Verstärkermodelle, sechs Boxen und 24 Presets enthalten. Auch hier gilt: Ein neuer Verstärker braucht keine neue Audio-Engine. Seine Eigenschaften werden anhand des Schaltplans in einer Konfigurationsdatei hinterlegt. Das Ganze läuft in meiner Workstation, aber auch als VST3-Plugin oder eigenständige Anwendung in anderen Programmen.
Noch ist einiges zu tun, vor allem der Vergleich mit echten Verstärkern, Ohr an Ohr. Aber mit dem bisherigen Klang bin ich zufrieden, und über Rückmeldungen von Gitarristen und Pianisten freue ich mich.
Was das mit Geschäftssoftware zu tun hat
Echtzeit-Audio verzeiht keine Verzögerung. Wenn die Berechnung für einen Puffer zu lange dauert, knackt es hörbar. Das zwingt zu Disziplin: klare Trennung zwischen dem, was in Echtzeit laufen muss, und dem, was warten kann; Datenstrukturen, die ohne Überraschungen arbeiten; und Modelle, die über Parameter statt über neuen Code erweitert werden.
Genau diese Disziplin nehme ich mit in die Anwendungen, die ich für Betriebe baue. Eine Schnittstelle, die nachts Daten abgleicht, hat andere Anforderungen als ein Flügel, aber dieselben Fragen: Was muss sofort passieren, was darf warten, und wie bleibt das System erweiterbar, ohne dass man es jedes Mal neu baut? Mehr zur Audio Suite, zu den Instrumenten und zum Stand der Entwicklung steht im Portfolio unter FK Audio Suite.