Microtiming Deviations und Swing Feeling im Jazz

Microtiming Deviations und Swing Feeling im Jazz

Swingt es?

„It Don’t Mean a Thing, If It Ain’t Got That Swing" meinten Duke Ellington und Irving Mills bereits in ihrem bekannten Jazz Standard aus dem Jahr 1931 um die Rolle des Swing Feels für den Jazz zu betonen. Aber was bringt ein Jazzstück eigentlich zum swingen?
In einer experimentellen Onlinestudie sind wir, eine Forschergruppe des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation und des Georg-Elias-Müller Instituts für Psychologie in Göttingen, dem Phänomen auf den Grund gegangen. Insbesondere sehr kleine zeitliche Fluktuationen im Rhythmus (Microtiming Deviations) und deren Einfluss auf das Swing Feel standen hierbei im Fokus.
In einem ersten Schritt nahmen wir bekannte Jazzstücke gespielt von einem professionellen Jazzmusiker auf. Sodann untersuchten wir die Microtiming Deviations des Pianisten und veränderten diese systematisch. In einem zweiten Schritt präsentierten wir die originalen und veränderten Versionen der Stücke professionellen und Amateur- Musiker*innen (mit Jazz oder klassichem Hintergrund) und ließen die Stücke danach bewerten, inwiefern sie natürlich oder fehlerhaft klängen und wie sehr sie swingen.

Hintergrund und Motivation

Jazzmusik ruft beim Zuhörenden oft ein angenehmes Körpergefühl und den Wunsch hervor, sich zur Musik zu bewegen. Sei es ein Wippen mit dem Fuß oder Nicken mit dem Kopf, man wird von der Musik ein Stück weit mitgerissen. Zusätzlich zu diesem unter dem Begriff "Groove" bekannten Phänomen kennen die Jazzmusiker seit den 1930er Jahren den Begriff des Swing - nicht nur als Stilrichtung, sondern auch als rhythmisches Phänomen. Lange tat man sich schwer, das Phänomen des Swing zu charakterisieren. So schrieb z.B. Bill Treadwell in seiner Einführung "What is Swing": "Du kannst es fühlen, aber du kannst es einfach nicht erklären". Musiker und viele Musikbegeisterte haben intuitiv ein Gespür dafür, was Swing bedeutet. Musikwissenschaftler haben aber zweifelsfrei bisher nur ein eher offensichtliches Merkmal charakterisiert:  Aufeinanderfolgende Achtelnoten werden nicht gleich lang gespielt, sondern die erste etwas länger und die zweite (die Swing Note) etwas kürzer. So ist zum Beispiel bekannt, dass das "Swing-Ratio", das Längenverhältnis dieser Noten, oft einen Wert in der Nähe von 2:1 annimmt und tendenziell bei höherem Tempo kleiner und bei niedrigerem Tempo größer wird.
Zeitliche Mikroabweichungen wichtig für den Swing im Jazz?


Darüber hinaus hat man auch rhythmische Schwankungen diskutiert. So hört man zum Beispiel gelegentlich, wie Solisten für kurze Zeit merklich „nach dem Beat“, bzw. „laid-back“ spielen. Aber ist dies für das Swing Feeling erforderlich, und welche Rolle spielen kleinere Abweichungen (Microtiming Deviations), die nicht bewusst wahrgenommen werden? Schon länger wurde von Musikwissenschaftlern wie Keil und Prögler behauptet, dass kleinste zeitliche Abweichungen zwischen den verschiedenen Instrumenten substantiell seien, um eine Jazz-Darbietung swingen zu lassen. Dies wurde jedoch in jüngerer Zeit kontrovers diskutiert. Wenn es Jazzmusiker fühlen, aber nicht eindeutig erklären können, sollten wir doch in der Lage sein, die Rolle der Mikroabweichungen operational zu charakterisieren, indem wir Aufnahmen mit originalem und systematisch manipuliertem Timing von ausgewiesenen Jazzmusikern bewerten lassen.

Vorgehensweise

1. Aufnahme der Jazzstücke

Für die zwölf Musikstücke (alle Jazz Standards) nahmen wir einen professionellen Pianisten auf einem MIDI-Keyboard auf. Während er spielte, hörte er über Kopfhörer einen quantisierten Track (ohne Microtiming Deviations) mit Bass und Schlagzeug als Tempogeber, welcher nicht nur die Begleitung, sondern auch  die Funktion eines Metronoms übernahm.

2. Systematische Manipulation der Aufnahmen

Die Manipulation der Aufnahmen erfolgte in mehreren Schritten. Da das Piano digital aufgenommen wurde, waren Anfang und Dauer einer gespielten Note sowie Intensität (Tastenanschlag) aufgezeichnet und konnten ebenfalls digital verändert werden.
Zunächst aber mussten alle Noten und ihre Zählzeiten klassifiziert werden (also welche Note sich z.B. über die ersten beiden von drei Triolen erstreckt (base note) und welche die letzte Triole (swing note) ausmacht).

What does Swing Ratio mean in detail? (click here)

The swing ratio is the ratio of the performed length of successive eighth notes. In straight feel (as we know it from classical music for example), the eighth notes are played equally long. The swing ratio is then 1:1.

It is important to note that the length is not the actual duration of the sound, but only indicates when the next note begins. So it doesn't matter if the note is played short or long. With a swing ratio of 2:1 (perfect triplet) the first eighth note would last twice as long as the second. The middle note of the triplet is usually not played separately, but connected to the first note or replaced by a pause. This can be written as follows:

swung

In jazz performances, swing ratios are neither perfectly constant throughout a piece, nor are they necessarily exactly 2:1, but they can be softer (<2:1) or harder (>2:1) depending on preference. In addition, the onset of the first eighth note does not have to be perfectly on the beat but can come a little earlier or a little later.

Um die Noten unseres Pianisten zu klassifizieren nahmen wir den quantisierten Track mit Bass und Schlagzeug als Referenz. Da die Swing Ratio des Tracks exakt 2:1 (perfekte Triole) war, wurden alle Noten entsprechend ihrer Nähe zu diesem Raster eingeteilt (siehe Bild unten). Die Noten wurden hierbei noch nicht verschoben sondern nur kategorisiert.

Schematische Darstellung der Notenklassifizierung: Das Raster wurde in drei Bereiche eingeteilt (rot = base note / erste Achtel,  weiß = mittlere Achtel / pause, blau = swing note / letzte Achtel). Wenn der Beginn der gespielten Note (Noten sind hierbei als graue Balken angezeigt) in einen der Bereiche fällt, wird sie dementsprechend klassifiziert. Für die Klassifikation spielt die Länge der Note (Länge des Balkens) keine Rolle sondern nur der Beginn (Anfang des Balkens).

Berechnung der durchschnittlichen Swing Ratio

Für jedes Stück wurde nun auf Basis der zeitlichen Position der swing notes die durchschnittliche Swing Ratio berechnet.
Beispielsweise hatte das Stück "So What" eine durchschnittliche Swing Ratio von 1.57:1, während das Stück "Don’t Get Around Much Anymore" eine durchschnittliche Swing Ratio von 2.11:1 hatte.

Auf Grundlage der berechneten durchschnittlichen Swing Ratio für jedes Stück wurden dann neue Raster (Quantisierungsraster oder quantization grid) für die Manipulationen der Microtiming Deviations gebildet.

Microtiming Deviations sind die Abweichung jeder einzelnen Note von einem definierten Raster, in unserem Fall von dem stückspezifischen Quantisierungsraster.

Manipulation der Microtiming Deviations

Jedes Stück wurde danach auf drei verschiedene Arten manipuliert: Hierbei wurden die Microtiming Deviations...

  • quantisiert, d.h. alle Variation der Notenanfänge wurde herausgenommen und die Noten wurden auf ein fixes Raster (quantization grid) verschoben. (siehe Bild unten)
  • verdoppelt, d.h. die zeitlichen Abstände zu dem fixen Raster wurden verdoppelt (d.h. die Microtiming Deviations wurden doppelt so groß gemacht). Bsp.: Wenn in Takt 1 auf Zählzeit 1 in der originalen Version die swing note 3 Millisekunden vor der durchschnittlichen swing note des Stücks kam, so kam sie in der manipulierten Version 6 Millisekunden vor der durchschnittlichen swing note.
  • invertiert, d.h. die Microtiming Deviations haben das Vorzeichen gewechselt, sind aber in ihrem zeitlichen Abstand gleich weit vom fixen Raster entfernt wie im Original. Bsp.: Wenn in Takt 1 auf Zählzeit 1 in der originalen Version die swing note 3 Millisekunden vor der durchschnittlichen swing note für dieses Stück gespielt wurde, wurde sie in der invertierten Version um den gleichen Betrag also auch 3 Millisekunden nach der durchschnittlichen swing note gespielt.


Schematische Darstellung der Quantisierung:

Das neue Quantisierungsraster zeigt als neue Swing Ratio (dunkelblau gestrichelte Linie) die durchschnittliche Swing Ratio für das jeweilige Stück an. In diesem Beispiel wäre die Swing Ratio kleiner (d.h. < 2:1) als für die Klassifizierung (hellblau gestrichelte Linie).
Da Musiker*innen, so geübt und professionell sie spielen können, selten konstant die exakt gleiche Swing Ratio zeigen (unabhängig davon, ob sie das überhaupt wollen), gibt es immer auch kleine Abweichungen von der durchschnittlichen Swing Ratio.
Bei der Quantisierung werden alle Notenanfänge auf das neue Quantisierungsraster verschoben. Damit ist für jeden Takt und jede Zählzeit festgelegt, wann der Beginn jeder Note ist und die Swing Ratio ist konstant von Beginn bis Ende des Stücks. Die Länge und Intensität (der Anschlag) wurden nicht verändert.

Für jedes Stück und für jede Manipulation wurden dann verschiedene Maße und Aspekte des Rhythmus untersucht. z.B. die durchschnittliche Swing Ratio, die mittlere Abweichung von der durchschnittlichen Swing Ratio (wie stark einzelne Noten variieren), das Tempo etc..

3. Experimentelle Onlinestudie

Die drei Manipulationen und die originalen Aufnahme ergaben zusammen vier Versionen für jedes Jazzstück, die wir testen wollten. Dazu erstellten wir eine Online-Hör-Studie und luden Musiker*innen mit unterschiedlichem Hintergrund und Expertise ein (siehe Graphik).
Die Teilnehmer*innen hörten dabei alle zwölf Stücke aber es wurde zugelost, welche Version des Stücks sie jeweils hören konnten.
Nach jedem Stück sollten sie bewerten, inwiefern es natürlich klang, ob es technisch korrekt gespielt wurde und wie sehr es swingt.

Ergebnisse der Onlinestudie

Über alle Stücke hinweg swingten für die Teilnehmer*innen die quantisierten Versionen ein wenig mehr als die originalen Aufnahmen. Fast gleich wie die originalen Versionen wurden die invertierten Versionen bewertet. Nur bei zwei Stücken wurden invertierte Versionen als signifikant weniger swingend eingestuft. Die Microtiming Deviations zu verdoppeln führte hingegen immer zu deutlich niedrigeren swing ratings.

(Hinweis: die gestrichelten Linien in der Graphik haben keine Bedeutung und dienen nur der besseren Lesbarkeit)

Wenn man sich die einzelnen Stücke anschaut, so wurden diese als unterschiedlich swingend eingestuft (unabhängig von der präsentierten Version). Es scheint daher noch mehr Einflussfaktoren zu geben als nur Microtiming Deviations. Mögliche Interaktionen mit anderen Einflussfaktoren sind ebenfalls denkbar.
Auch die Befragten unterschieden sich in ihrer Bewertung. Professionelle Jazzmusiker*innen vergaben generell etwas niedrigere swing ratings - unabhängig von Stück und Version- , waren also strenger. Aber alle Musikergruppen vergaben Ratings in der folgenden Reihenfolge:

quantisiert > original & invertiert > verdoppelt

Was bringt ein Stück zum swingen? Die Antworten unserer Teilnehmer*innen

Am Ende unserer Studie fragten wir unsere Teilnehmer*innen, was ihrer Meinung nach ein Stück zum swingen bringt.
Wir fassten ihre Schlagworte so zusammen, dass häufig genannte Begriffe größer dargestellt sind. Deutlich wird hierbei, dass der Rhythmus zwar eine große Rolle spielen mag, aber noch weitere Faktoren potentiell wichtig sein können und in weiterer Forschung untersucht werden sollten.

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