Theremin - The Art of Body Mass

Die Kunst der Körpermasse

Work in Progress von Doron Goldfarb, Herbert Gnauer, Peter Schüller, Karim Jafarmadar, Roland Stelzer und Karl S.eiringer
in Kooperation mit InnoC.at, dem Happylab sowie Joe Noname

Das bislang letzte Event:

Dancing the Theremin - Next Step 1.2

13. Juli 2010 - 14:00 bis 18:00 Uhr

im Rahmenprogramm des 23rd International Young Physicists' Tournament

TU Wien Freihaus, Wiedner Hauptstraße 8-10, 1040 Wien/AT

Die Ganzkörpertheremins

In Zusammenarbeit mit InnoC.at, dem Happylab und Joe Noname wurden zwei Theremins entwickelt, die mit 100x60cm großen Gitter-Antennen ausgestattet und nicht, wie sonst üblich, bloß mit den Händen, sondern mit dem ganzen Körper gespielt werden können. Personen, die sich innerhalb der elektromagnetischen Spannungsfelder der Antennen bewegen, verändern durch das Masse-Potential ihres Körpers deren Zustand. So werden die Theremins zum Klingen gebracht.

Gleichzeitig werden die solcherart tänzerisch erzeugten Klänge mithilfe einer eigens entwickelten Software in 3D-Projektionen umgesetzt. Bewegungen innerhalb der Spannungsfelder sind daher sowohl akustisch als auch optisch zu erfahren. Die dreidimensionale Projektion kann mithilfe einer klaren Polarisationsbrille gesehen werden. Details zu Klangerzeugung und Visualisierung sind weiter unten zu finden.

Der Fortgang des Projektes wird laufend unter History dokumentiert.

Zur Geschichte des Theremins

Der Physiker und Musiker Lev Sergejewitsch Termen (besser bekannt als Leon Theremin, wie er sich während seiner Jahre in den USA nannte) verfolgte die Absicht, ein Instrument zu bauen, das berührungslos, durch bloße Körper- bzw. Handbewegungen zu spielen war. 1920 stellte er am Physikalisch-Technischen Institut in St. Petersburg ein von ihm entwickeltes und zunächst als 'Ätherophon' bezeichnetes Musikinstrument vor. Von diesem Prototyp ausgehend verfeinerte er seine Schaltung in den folgenden Jahren, modifizierte sie mehrfach und schuf mehrere Varianten für unterschiedliche Anforderungen.

Dieses sehr frühe Beispiel eines elektronischen Musikinstruments wurde zur wohl bekanntesten (wenn auch bei weitem nicht einzigen) Erfindung Termens. Später nach seinem Erbauer zumeist schlicht 'Theremin' genannt, machte es in den folgenden Jahrzehnten weltweit Furore. Obzwar durch Aufkommen der sogenannten Synthesizer ab den 1960er Jahren schon fast in Vergessenheit geraten, erfreut sich der (oft auch 'das') Theremin in den letzten Jahren wieder wachsender Beliebtheit.

Schon Termen selbst hatte bereits die Idee, Ganzkörpertheremins zu entwickeln. Tatsächlich baute er Instrumente mit großem Wirkungsbereich, die 'tänzerisch' mit dem ganzen Körper zu spielen waren. Allerdings war das damalige Musikverständnis noch sehr eng an (meist streng tonale) Melodieführung gebunden. Infolge dieser ästhetischen Vorstellung ergaben sich beim Spielen zwangsläufig kaum zu bewältigende Anforderungen an die Exaktheit der Bewegung. Aus diesem Grund mussten die Ergebnisse damals wohl allgemein als unbefriedigend empfunden werden.

Die Klangerzeugung

Das ursprüngliche Funktionsprinzip wurde auch bei späteren Weiterentwicklungen grundsätzlich beibehalten: Oszillatoren erzeugen elektrostatische Spannungsfelder, die sich durch buchstäblichen Eingriff des Spielers (bzw. der Spielerin) in die Wellen verändern lassen. Auf diese Weise können Klanghöhe und Lautstärke gesteuert werden.

Im gegenwärtigen Stadium des Projekts 'The Art of Body Mass' wird ausschließlich die Klanghöhe behandelt. Zwei über Gitter-Antennen aufgebaute elektrostatische Felder werden von der physischen Distanz anwesender Personen beeinflußt.

Während man üblicherweise bemüht ist, elektronische Schaltkreise gegen Umwelteinflüsse abzuschirmen, ist hier exakt das Gegenteil der Fall. Denn die bloße Anwesenheit einer Person sorgt bereits dafür, dass sie quasi ein Teil der Schaltung wird: ihr Körper, sowie die zwischen Antenne und ihm befindliche Luft bilden einen wesentlichen Bauteil der Schaltung, genauer gesagt einen Kondensator. Dies ist allerdings völlig ungefährlich, auf einem ähnlichen (kapazitiven) Verfahren basieren viele Touchscreens oder Touchpads von Laptops. Der Unterschied zum Theremin ist, dass er nicht digital funktioniert (Finger berührt den Touchscreen oder eben nicht), sondern die minimalen Veränderungen der Schaltung durch den Menschen analog gemessen und hörbar gemacht werden.

Die Visualisierung

Was wird dargestellt?

Die Visualisierung greift mehrere Ebenen der Klangerzeugung auf. Jedes der Theremins (bzw. der jeweils damit verbundene Lautsprecher) wird als akustische Punktquelle in einem virtuellen, dreidimensionalen Raum aufgefasst und die Ausbreitung des davon ausgehenden Schallfeldes visuell dargestellt. Abhängig von der jeweiligen Position, Frequenz und Lautstärke interferieren die von den einzelnen Quellen ausgehenden Felder miteinander, können einander auslöschen oder verstärken.

Die Position der einzelnen Quellen entspricht hier jedoch nicht der wahren räumlichen Anordnung der einzelnen Lautsprecher, sondern der Position der Personen innerhalb des jeweiligen elektrostatischen Feldes: Jedes Theremin stellt einen 'elektrostatischen Raum' her, innerhalb dessen jegliche physische Präsenz eines Menschen einen Klang erzeugt. Die in der Realität von einander getrennten 'Räume' der einzelnen Instrumente werden in der Visualisierung so überlagert, dass die Bewegung der Personen in den einzelnen Thermins hier in einem einzigen, gemeinsamen Raum stattfindet. Dadurch entsteht ein 'visuelles Instrument', dessen Bild sich, abhängig von den Aktionen der jeweiligen Akteure, ständig neu konfiguriert und somit eine zusätzliche Kommunikationsebene ermöglicht.

Das Resultat wird in Form einer immersiven 3D-Projektion sowohl für die AkteurInnen als auch für das Publikum sichtbar gemacht.

Technischer Hintergrund:

Die eigens entwickelte Visualisierungs-Software bedient sich der Konzepte der medizinisch-bildgebenden Verfahren, wie sie beispielsweise in der Radiodiagnostik eingesetzt werden (CT/MRI - 3D Imaging). Anstelle einer, wie in den medizinischen Anwendungen bereits vorhandenen, dreidimensionalen Bildstruktur, werden die dargestellten Bilder hier jedoch in Echtzeit erzeugt. Die für die flüssige Bildfolge erforderliche, hohe Rechenleistung wird durch den Einsatz eines modernen Grafikprozessors (GPU) erzielt, der den Großteil der benötigten Berechnungen durchführt.

Eine passive Stereo-Projektionseinrichtung sorgt schließlich dafür, dass die für jedes Auge getrennt erzeugten Bilder mithilfe von Polarisationsbrillen zu einem dreidimensionalen Abbild verschmelzen. Hier sind die beiden Beamer mit vorgesteckten Polarisationsfiltern sowie ein Abbild ihrer Projektion zu sehen (das am linken unteren Bildrand sichtbare Keyboard dient lediglich zur Parametereingabe für die Software über MIDI-Schnittstelle, im Hintergrund Joe Noname's fabelhafte, gleichfalls mit Polarisationsfiltern bestückte Stereo-Cam).

Die gesamte Applikation wird ständig weiterentwickelt. Bei den abstrakt anmutenden Abbildungen auf dieser Seite handelt es sich durchwegs um Screenshots, die aus dem Ablauf genommen wurden.