Was ist die Tonhöhe (Pitch)? So änderst du den Klang einer Stimme

Die Tonhöhe ist, wie hoch oder tief ein Klang wirkt, und sie wird von seiner Grundfrequenz bestimmt: wie oft er pro Sekunde schwingt. Bei einer Stimme bestimmen die Stimmlippen die Tonhöhe, und Rachen und Mund formen den Klang. Ein Pitch-Shifter verschiebt beides gemeinsam. Deshalb klingen kleine Verschiebungen natürlich und große nicht. Um die Tonart einer Aufnahme zu ändern, ohne das Tempo zu ändern, verschiebst du sie mit einem Tonhöhen- und Tempo-Changer um ein paar Halbtöne.

Tonhöhe und Frequenz: Was ist der Unterschied?

Die Frequenz ist eine physikalische Messgröße: die Zahl der Schwingungen pro Sekunde, angegeben in Hertz (Hz). Die Tonhöhe ist das, was wir hören: wie hoch oder tief ein Klang wirkt. Beides gehört zusammen, denn eine höhere Frequenz wird als höherer Ton gehört, aber der Zusammenhang ist keine gerade Linie. Wir hören Tonhöhen in Verhältnissen: Jede Verdopplung der Frequenz klingt wie derselbe Schritt, eine Oktave. Von 110 Hz zu 220 Hz ist eine Oktave, und von 440 Hz zu 880 Hz ebenso, obwohl der zweite Schritt in Hertz viermal so groß ist.

Die Musik teilt jede Oktave in zwölf Halbtöne. Im üblichen Stimmungssystem hebt jeder Halbton die Frequenz um etwa 5,9 Prozent, und die Note A4 ist auf 440 Hz festgelegt. Mehr braucht es nicht, um jede Frequenz als Note zu benennen; der Frequenz-zu-Note-Konverter übernimmt die Rechnung, und Von Hz zur Note erklärt sie Schritt für Schritt.

Wie die Stimme die Tonhöhe erzeugt

Wenn du sprichst oder singst, versetzt die Luft aus der Lunge die Stimmlippen im Kehlkopf in Schwingung. Die Rate dieser Schwingung ist die Grundfrequenz der Stimme, oft F0 geschrieben, und sie ist das, was wir als Tonhöhe hören. Längere, schwerere Stimmlippen schwingen langsamer. Deshalb sind Männerstimmen in der Regel tiefer als Frauenstimmen, und Kinderstimmen liegen noch höher. Das Anspannen der Stimmlippen hebt die Tonhöhe, ähnlich wie das Spannen einer Gitarrensaite. Die School of Physics der UNSW Sydney beschreibt den Mechanismus in ihrer Einführung in die Akustik der Stimme.

Klang ist nicht Tonhöhe: die Formanten

Zwei Menschen können dieselbe Note singen und trotzdem völlig unterschiedlich klingen. Die Stimmlippen erzeugen ein Summen, das die Grundfrequenz und darüber eine ganze Reihe von Obertönen enthält. Auf dem Weg nach außen durchläuft dieser Schall Rachen und Mund, die bei bestimmten Frequenzen mitschwingen und die Obertöne verstärken, die dort liegen. Diese Resonanzen heißen Formanten. Sie hängen von Größe und Form des Vokaltrakts ab, und sie machen einen Vokal zu einem „a“ oder einem „i“ und unterscheiden eine Stimme von der anderen.

Entscheidend ist, dass die Formanten weitgehend unabhängig von der Tonhöhe sind. Wenn du eine Tonleiter auf einem Vokal singst, bewegt sich die Grundfrequenz, aber die Resonanzen deines Vokaltrakts bleiben ungefähr, wo sie sind.

Warum eine verschobene Stimme unnatürlich klingt

Ein einfacher Pitch-Shifter verschiebt alles im selben Verhältnis: die Grundfrequenz, die Obertöne und die Formanten. Verschiebst du eine Stimme um eine Oktave nach oben, verdoppeln sich auch die Formanten, als wären Rachen und Mund der Person auf die halbe Größe geschrumpft. Das Ohr deutet das als winziges Wesen: der bekannte Micky-Maus-Effekt. Nach unten verschoben klingt dieselbe Stimme wie jemand mit einem unmöglich großen Kopf.

Bei kleinen Verschiebungen fällt der Effekt kaum auf, weil sich echte Stimmen ohnehin so stark unterscheiden. Bis zu zwei oder drei Halbtönen klingt eine verschobene Stimme noch wie derselbe Mensch. Darüber hinaus ändert sich der Charakter. Professionelle Werkzeuge können die Tonhöhe verschieben und die Formanten dabei festhalten; einfache Pitch-Shifter, auch der auf dieser Seite, verschieben beides gemeinsam.

Tonhöhe ändern, ohne das Tempo zu ändern

Bei einem Plattenspieler oder einer Bandmaschine hängen Tonhöhe und Tempo zusammen: Spielst du schneller ab, wird alles höher. Die digitale Verarbeitung trennt beides. So transponierst du einen Song oder eine Aufnahme:

Häufige Gründe, die Tonhöhe zu ändern

• Ein Playback transponieren, damit ein Song in einer für deine Stimme angenehmen Tonart liegt.
• Ein Sample anpassen an die Tonart eines Projekts. Die Tonart findest du vorher mit dem BPM- & Tonart-Analyzer.
• Üben: eine schnelle Passage verlangsamen, ohne dass sie tiefer wird.
• Kreative Effekte: Eine weit nach oben oder unten verschobene Stimme ist mit Absicht unnatürlich, und genau das wollen manche Stile. Sollen Tonhöhe und Tempo gemeinsam sinken, wie bei einer verlangsamten Schallplatte, nimm den Slowed + Reverb Maker.