Die besten Physical Modeling Synthesizer 2026
Die interessantesten Physical Modeling Synthesizer: Hardware, Eurorack und Software
Die besten Physical Modeling Synthesizer · Quelle: Erica Synths, Baby Audio, Expressive E
Physical Modeling Synthesizer erzeugen Klänge durch die Simulation physischer Objekte wie Resonanzkörper, Saiten oder Röhren. Ein spannendes Feld des Sounddesigns, das vor allem im Hardware-Bereich leider immer noch ein Nischendasein fristet. Wir stellen die besten Physical Modeling Synthesizer vor!
Die besten Physical Modeling Synthesizer
Was ist der Unterschied zwischen Physical Modeling und virtuell-analoger Synthese?
Physical Modeling Synthesizer werden manchmal mit virtuell-analogen Synthesizern in einen Topf geworfen. Das liegt wohl auch daran, dass die Technologien etwa zur gleichen Zeit in den frühen 1990er-Jahren entstanden, als die DSP-Chips leistungsfähig genug geworden waren, um derartig komplexe Abläufe in Echtzeit zu berechnen. Und darin liegt auch eine wichtige Gemeinsamkeit: Sowohl beim Physical Modeling als auch bei der virtuell-analogen Synthese wird der Klang in Echtzeit von einem Prozessor errechnet.
Der Unterschied liegt darin, welche Prozesse dabei simuliert werden. Während ein Physical Modeling Synthesizer das akustische Verhalten von Körpern wie Röhren, Zylindern oder Quadern – sogenannten Resonatoren – emuliert, die von sogenannten Excitern wie Schlägeln, Hämmern oder Luftströmen zum Schwingen angeregt werden, bildet ein virtuell-analoger Synthesizer das Verhalten analoger Schaltungen und das Zusammenwirken der dazugehörigen Bauteile wie Kondensatoren und Transistoren nach. Die zugrunde liegende DSP-Technologie ist die gleiche, lediglich die Modelle und damit die simulierten Prozesse unterscheiden sich.
Welche Vorteile bieten Physical Modeling Synthesizer?
Von einem Sounddesign-Standpunkt aus ist der größte Vorteil der Physical-Modeling-Technik, dass sich damit Klänge realisieren lassen, die mit anderen Verfahren nicht oder nur unzureichend zu erzielen sind. Ähnlich realistische Nachbildungen physischer Körper und akustischer Instrumente lassen sich höchstens mittels Sampling erreichen, mit einem entscheidenden Unterschied: Während Samples statisch sind, also immer nur einen momentanen Zustand des gesampelten Instruments bzw. Objekts wiedergeben, können Physical Modeling Synthesizer jederzeit dynamisch reagieren. Die Sounds sind also deutlich expressiver und weniger statisch als Samples. Auch deshalb werden Samples zum Beispiel bei hochwertigen Digitalpianos oder E-Drums oft mit Physical Modeling kombiniert, um komplexe Klangnuancen wie Saitenresonanzen, das Verhalten des Resonanzbodens oder die Beschaffenheit von Trommelfellen und Drumsticks zu simulieren.
Je nachdem, welches Objekt nachgebildet wird und wie der Synthesizer ausgestattet ist, bieten Physical Modeling Synthesizer darüber hinaus kreative Möglichkeiten, die man sonst bei keinem anderen Syntheseverfahren findet. Auch deshalb sind sie so beliebt bei Sounddesignern, die auf der Suche nach neuartigen Klängen sind. Oft lässt sich die Beschaffenheit des simulierten Körpers manipulieren; man kann also einstellen, wie groß und aus welchem Material er sein und von was für einem Gegenstand er zum Klingen gebracht werden soll – bis hin zu fiktiven Kombinationen, die in der Realität gar nicht möglich sind. Wird das dann noch in Echtzeit moduliert oder expressiv über einen MPE-Controller gespielt, entstehen Klänge, die kein anderer Synthesizer liefern kann.
In der Praxis haben Physical Modeling Synthesizer also zwei entscheidende Vorteile. Zum einen liefern sie unvergleichlich realistische und expressive Nachbildungen akustischer Instrumente. Und zum anderen können sie auch Dinge simulieren, die es in der Realität gar nicht gibt, wodurch sich eine breite Palette spannender Sounddesign-Möglichkeiten eröffnet. Werfen wir also einen kurzen Blick auf die Entstehungsgeschichte dieser noch heute vergleichsweise exotischen Syntheseform.
Geschichte der Physical Modeling Synthesizer
Nachdem die 1980er von der FM-Synthese des Yamaha DX7 dominiert worden waren, stellte sich gegen Ende der Dekade die Frage, in welche Richtung sich die digitale Synthese weiterentwickeln würde. Roland setzte mit dem D-50 auf eine Kombination aus Samples und Synthese. KORG präsentierte mit der M1 die erste samplebasierte Synthesizer Workstation, die in der Folge die 90er-Jahre dominieren sollte. Auch Yamaha begann Samples einzusetzen, zunächst in Kombination mit FM im SY77. Aber der Hersteller forschte auch in eine andere Richtung: Nachdem man schon die FM-Synthese von der Universität Stanford lizenziert hatte, tat man sich erneut mit Stanford zusammen, um die sogenannte Waveguide-Synthese zu entwickeln, mit der sich das Verhalten akustischer Körper simulieren lässt. Physical Modeling war geboren.
Der erste kommerziell erhältliche Synthesizer mit der neuen Technik war der duophone, auf Blasinstrumente spezialisierte Yamaha VL1 aus dem Jahr 1993. Ein Jahr später folgte der 16-stimmige VP1, dessen Fokus auf Zupf- und Schlaginstrumenten lag. Die Synthesizer waren wie teure Supersportwagen: voll mit modernster Technologie, aber so teuer, dass sie sich kaum jemand leisten konnte. Schon der VL1 kostete knapp 10.000 DM; für den VP1 musste man knapp 70.000 DM auf den Tisch legen. Unter Berücksichtigung der Inflation entspricht das heute in etwa dem gleichen Betrag in Euro. Kein Wunder, dass die ersten Physical Modeling Synthesizer von Yamaha nicht besonders oft über den Ladentisch gingen. Heute sind sie echte Raritäten.
Deutlich erschwinglicher wurde die Technologie in einem sehr erfolgreichen Instrument eines anderen Herstellers, an dem Yamaha zufälligerweise von 1987 bis 1993 beteiligt gewesen war. 1995 präsentierte KORG den Prophecy. Der monophone Synthesizer wartete mit verschiedenen Syntheseverfahren auf, darunter auch Physical Modeling. Neben anderen Oszillatortypen umfasste die MOSS-Klangerzeugung des Prophecy drei physische Modelle: Brass, Reed und Pluck. So lieferte der Synthesizer für die damalige Zeit beeindruckend authentische Bläser- und Gitarrensounds, die sich in vielen Details anpassen und sehr expressiv spielen ließen. Später erschien mit dem Z1 auch ein polyphoner Synthesizer mit der MOSS-Engine.
Den KORG Prophecy gibt es inzwischen als Plugin* in der KORG Collection – natürlich inklusive der Physical-Modeling-Sounds.
Trotzdem blieb der Physical-Modeling-Synthese damals der große Durchbruch verwehrt. Als kommerziell deutlich erfolgreicher erwiesen sich die verwandten und in der zweiten Hälfte der 90er massenhaft aufkommenden virtuell-analogen Synthesizer, die mit ihren Sounds und Möglichkeiten vor allem bei Dance-Produzenten jener Zeit voll ins Schwarze trafen. Fast schien es, als würde Physical Modeling eine Randnotiz der Synthesizerentwicklung bleiben.
In Hardware-Instrumenten blieb Physical Modeling die Ausnahme – und ist es bis heute. Weitergeführt wurde die Synthese-Technologie in den 2000ern vor allem von Entwicklern von Software-Synthesizern, wo der Entwicklungsaufwand und das wirtschaftliche Risiko überschaubarer waren.
Im September 2004 erschien Apple Logic Pro 7. Neben vielen anderen Neuerungen enthielt die neue Version einen Physical Modeling Synthesizer, der bis heute Bestandteil der DAW geblieben ist. Sculpture simuliert die akustischen Eigenschaften einer vibrierenden Saite, die auf verschiedene Weisen und durch verschiedene Materialien in Schwingung versetzt werden kann. Da sich die Komponenten des Modells in vielen Details anpassen lassen, ist Sculpture zu einer großen Bandbreite einzigartiger Sounds fähig. Der Synthesizer ist ein oft übersehenes Highlight unter den mitgelieferten Plugins von Logic – wenn du Logic besitzt, solltest du unbedingt einmal damit experimentieren!
Auch die kanadische Firma Applied Acoustics Systems (AAS) hatte einen großen Anteil daran, die Synthese-Technologie in die Software-Ära zu überführen. Im Jahr 2002 erschien Lounge Lizard, eine auf Physical Modeling basierende Emulation eines Rhodes. Für die damalige Zeit war das eine Sensation. Später folgten String Studio (2005) und Chromaphone (2012). Noch heute gehören die Plugins von AAS zu den wichtigsten Physical Modeling Synthesizern im Software-Bereich – mehr dazu siehe unten.
Übrigens war AAS auch an der Entwicklung der Synthesizer Tension und Collision beteiligt, die 2007 bzw. 2009 erschienen und bis heute Bestandteil von Ableton Live (Standard und Suite) sind.
Im Hardware-Bereich sah es hingegen lange Zeit eher mau aus. Erst mit dem Eurorack-Boom der 2010er-Jahre, der eine Vielzahl kreativer Entwickler hervorbrachte, rückte Physical Modeling wieder in den Blickpunkt. Im modularen Umfeld konnten Entwickler mit der Technologie experimentieren, ohne gleich einen kompletten Synthesizer bauen zu müssen. Auch für die Nutzer war die Einstiegshürde niedriger. Waren die ersten Physical Modeling Synthesizer der 90er noch für viele unerschwinglich gewesen, konnte man sich jetzt für ein paar Hundert Euro ein entsprechendes Modul ins Rack schrauben. Vor allem Mutable Instruments leistete viel Pionierarbeit in diesem Bereich.
Heute taucht Physical Modeling vermehrt wieder in nicht-modularen Hardware-Synthesizern auf – oft neben anderen Synthese-Techniken wie virtuell-analog, Wavetables oder Granularsynthese. Verschiedene Hersteller bieten heute Synthesizer an, die gleich mehrere Syntheseformen beherrschen, und Physical Modeling ist manchmal eine davon.
Die besten Physical Modeling Synthesizer – Hardware
Erica Synths Steampipe
Erica Synths Steampipe ist ein 8-stimmig polyphoner Physical Modeling Synthesizer, der neben Blas- auch Saiteninstrumente simuliert. Auch Schlaginstrumente wie Glocken und Xylophon zählen zu seinen Stärken. Mit 32 Parametern bietet der in Zusammenarbeit mit dem Software-Hersteller 112 dB entwickelte Hardware-Synthesizer viel Potenzial für kreatives Sounddesign. Erica Synths Steampipe wurde für die Verwendung mit einem MIDI-Blaswandler optimiert, funktioniert aber auch mit einer MIDI-Tastatur sehr gut.
Erica Synths Steampipe ist bei Thomann* erhältlich.
Waldorf Iridium: Hardware-Synthesizer mit mehreren Syntheseformen
Als einer der vielseitigsten Hardware-Synthesizer unserer Zeit bietet der Waldorf Iridium auch eine Form von Physical Modeling, neben verschiedenen anderen Syntheseverfahren. Da jeder der drei Oszillatoren des Iridium in einem beliebigen Modus operieren kann, ergeben sich interessante Kombinationsmöglichkeiten mit den anderen Syntheseverfahren. Die Resonator-Engine des Iridium ist allerdings kein echtes physikalisches Modell, sondern basiert auf einer Form der Karplus-Strong-Synthese, mit der Besonderheit, dass beliebige Samples als Exciter zum Einsatz kommen können.
Den Waldorf Iridium gibt es als Desktop-Synthesizer in der neuen Version MKII sowie als Tastaturversion und als etwas vereinfachten Iridium Core. Alle sind bei Thomann* erhältlich.
EaganMatrix: Die expressive Sound-Engine des Osmose und Continuum
Die meisten Leute kaufen das Expressive E Osmose hauptsächlich wegen der unglaublich expressiven Tastatur und erst danach wegen der integrierten Klangerzeugung. Aber die von Edmund Eagan und Lippold Haken entwickelte EaganMatrix-Engine ist nicht nur perfekt auf die Ausdrucksmöglichkeiten moderner MPE-Controller abgestimmt, sondern bietet auch einzigartige Sounddesign-Möglichkeiten, darunter Physical Modeling. Das geschieht bei EaganMatrix mittels Bänken von BiQuad-Bandpassfiltern. Die komplexe Engine von Grund auf zu programmieren ist etwas für echte Überzeugungstäter; zum Glück gibt es aber zahlreiche Presets.
Neben dem Osmose steckt die EaganMatrix-Engine auch in der Continuum-Serie sowie im Soundmodul EaganMatrix Micro von Haken Audio. Alle sind bei Thomann* erhältlich.
- Produktseite Expressive E Osmose
- Produktseite Haken Audio ContinuuMini
- EaganMatrix-Engine
- Mehr von Expressive E
- Mehr von Haken Audio
Lambda Synthetics PolyPulse: Groovebox mit algorithmischem Sequencer und Physical Modeling
PolyPulse von Lambda Synthetics ist eine ungewöhnliche Groovebox mit fünf Tracks, die hauptsächlich wegen ihres generativen, algorithmischen Sequencers bekannt ist. Doch unter den Sound-Engines befindet sich neben subtraktiver und additiver Synthese, FM und einem Granular-Synthesizer auch eine Physical-Modeling-ähnliche Resonator-Engine, die unter anderem Saiten- und Blasinstrumente simulieren kann. Wie beim Waldorf Iridium können auch Samples als Exciter zum Einsatz kommen, was zusätzliche kreative Möglichkeiten schafft. Schön ist auch die Möglichkeit, mittels der Touch-Pads zwischen verschiedenen Sounds zu morphen.
Lambda Synthetics PolyPulse ist bei Thomann* erhältlich.
Polyend Synth: Physical Modeling à la Mutable Instruments
Der Polyend Synth ist ein weiterer Synthesizer, der gleich mehrere Syntheseverfahren in sich vereint. Neben verschiedenen virtuell-analogen Engines, Wavetables, FM und Phase Distortion gehört dazu auch Physical Modeling. Die PMD-Engine basiert in Teilen auf Open-Source-Code von Mutable Instruments (Rings und Elements), der von Polyend angepasst wurde. Neben Saiten-, Streich- und Blasinstrumenten sowie Percussion kann PMD ein breites Spektrum ungewöhnlicher Sounds liefern, die es in der Realität nicht gibt. Eine Einschränkung gegenüber den anderen Sound-Engines des Synthesizers ist, dass PMD wegen der aufwendigen Rechenprozesse auf lediglich zwei Stimmen Polyphonie limitiert ist.
Den Polyend Synth gibt es bei Thomann*.
Sonicware ELZ_1 play: Physical Modeling Synthesizer fürs Handgepäck
Neben ganzen 17 anderen Synthese-Engines enthält der Mini-Synthesizer Sonicware ELZ_1 play auch eine Physical-Modeling-Klangerzeugung, die den Klang gezupfter Saiten simuliert. Mit etwas Kreativität beim Sounddesign lassen sich damit auch allerhand ungewöhnliche Bässe und Lead-Sounds erzeugen. Physical Modeling spielt sicherlich nicht die Hauptrolle beim ELZ_1 play, ist aber natürlich eine willkommene Erweiterung der Klangpalette.
Der Sonicware ELZ_1 play ist bei Thomann* erhältlich.
Die besten Physical Modeling Synthesizer: Eurorack-Module
Intellijel Plonk: Physical Modeling im Eurorack
Intellijel Plonk ist eines dieser Eurorack-Module, die praktischerweise so heißen, wie sie klingen. Das in Zusammenarbeit mit Applied Acoustics Systems (AAS) entwickelte Plonk ist ein Percussion-Modul auf Physical-Modeling-Basis. Verschiedene Resonatormodelle (Beam, Marimba, Drumhead, Membrane, Plate, String) werden von zwei Excitern (Mallet und Noise) zum Klingen gebracht. So entstehen nicht nur ungewöhnliche Drum-Sounds, sondern auch ein breites Spektrum von Percussion-Klängen, die sich dank der CV-Steuerung kreativ patchen lassen.
Intellijel Plonk bekommst du bei Thomann*.
Behringer Halos: Klon von Mutable Instruments Rings
Die wegweisenden Module von Mutable Instruments gibt es leider nicht mehr. Da der Quellcode jedoch frei verfügbar ist, haben etliche Hersteller Nachbauten herausgebracht, darunter Behringer. Als Kopie des Physical-Modeling-Moduls Rings bietet Halos drei Resonator-Modi: Modal Resonator, Sympathetic Strings und Non-Linear/Dispersion Strings. Damit lassen sich die tonalen Charakteristiken von Saiten, Membranen und Röhren simulieren.
Behringer Halos ist bei Thomann* erhältlich.
Qu-Bit Surface: Polyphones Physical-Modeling-Modul
Surface von Qu-Bit ist ein 8-stimmig polyphones Physical-Modeling-Modul, das unter anderem gezupfte Saiten, präpariertes Piano und verschiedene melodische Percussion-Instrumente simuliert. Interessant sind auch die verschiedenen Spatialization-Modi für den Stereo-Ausgang, mit denen sich den Sounds eine ungewöhnliche Räumlichkeit verleihen lässt.
Qu-Bit Surface bekommst du zum Beispiel bei SchneidersLaden.
WMD Crucible und Kraken: Physical-Modeling-Drums im Eurorack
Crucible und Kraken von WMD sind zwei Drum-Module auf Physical-Modeling-Basis, die ohne Samples auskommen. Crucible ist auf metallische Sounds wie Becken, Clocken, Gongs und Cowbells spezialisiert, während Kraken Snaredrums erzeugt. Beide Module bieten etliche Parameter und CV-Eingänge zur Klangformung. Dank separater Trigger-Eingänge für Edge und Mid (Crucible) bzw. Head und Rim (Kraken) kannst du die virtuellen Becken oder Trommeln wie ein Drummer an verschiedenen Stellen „anschlagen“.
Beide Module bekommst du zum Beispiel bei SchneidersLaden: Crucible / Kraken.
Haken Audio EaganMatrix Eurorack: Mächtige Synthese-Engine für Modularsysteme
Die oben bereits beschriebene EaganMatrix-Engine von Haken Audio gibt es auch als Eurorack-Modul. Dank acht CV-Eingängen und MIDI In/Out lässt sich das Modul umfassend extern steuern und in Patches einbinden. Ein Audioeingang ermöglicht die Verarbeitung externer Audiosignale. Programmiert wird das Modul über einen Software-Editor.
Das EaganMatrix-Modul bekommst du beispielsweise bei SchneidersLaden.
Die besten Physical Modeling Synthesizer: Software
Besonders viele Physical Modeling Synthesizer gibt es im Software-Bereich, weshalb wir hier unmöglich alle vorstellen können. An einem kleinen Überblick der wichtigsten Vertreter möchte ich mich dennoch versuchen.
Wenn du Apple Logic Pro besitzt, hast du mit Sculpture (siehe oben) bereits einen vielseitigen Physical Modeling Synthesizer. Auch in Ableton Live Standard und Suite (Tension, Collision) und der Abo-Version von Reason (Objekt, Friktion) gehören solche Instrumente zur Standardausstattung.
Applied Acoustics Systems (AAS)
Neben dem Klassiker Lounge Lizard (E-Pianos) bietet Applied Acoustics Systems (AAS) noch mehrere weitere sehr gut klingende Physical Modeling Synthesizer. String Studio VS-3 emuliert Saiteninstrumente aller Art, darunter gestrichene, gezupfte und gehämmerte. Strum GS-2 ist auf akustische und elektrische Gitarren mitsamt Effekten spezialisiert und enthält eine große Library von MIDI-Loops. Die interessantesten Möglichkeiten für kreatives Sounddesign bietet wohl der „Acoustic Object Synthesizer“ Chromaphone 3, der diverse Objekte wie Röhren, Platten, Membranen und Trommelfelle simuliert.
Die Physical Modeling Synthesizer von AAS sind einzeln oder als komplette Modeling Collection bei Thomann* erhältlich.
Arturia Pigments 7: Multi Engine Synthesizer mit Physical Modeling
Arturia Pigments 7 kann so ungefähr alles – natürlich auch Physical Modeling. Die Modal-Engine lässt dich verschiedene Modelle (String, Beam) mit diversen Excitern (Collision, Transient, Friction, Noise, Granular, Audio Input) kombinieren. Das alles ist natürlich umfassend modulierbar und mit den anderen Syntheseverfahren des Synthesizers kombinierbar.
Arturia Pigments 7 ist bei Thomann* erhältlich.
Expressive E Noisy 2: Resonatoren und Rauschen
Noisy 2 vom Osmose-Hersteller Expressive E ist ein Software-Synthesizer, in dem verschiedene Resonatoren von Noise-Excitern angeregt werden. So entsteht ein breites Spektrum von Timbres, das von pseudo-akustischen Klängen bis hin zu neuartigen Texturen reicht. Darüber hinaus enthält Noisy 2 auch einen virtuell-analogen PWM-Resonator. Über MPE lässt sich alles expressiv steuern.
Expressive E Noisy 2 ist bei Thomann* erhältlich.
Baby Audio Atoms: Federn und Massen
Atoms von Baby Audio ist ein ungewöhnlicher Physical Modeling Synthesizer, der ein Netzwerk von Massen simuliert, die mittels Federn miteinander verbunden sind. Angeregt wird das Modell durch einen virtuellen Bogen. Damit brilliert Atoms bei neuartigen, organischen Sounds, die nicht unbedingt ein Gegenstück in der realen Welt haben, aber umso inspirierender sind.
Baby Audio Atoms bekommst du bei Thomann*.
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