Dripping

Produziert vom Studio akustische Kunst des WDR

Ursendung: 18. November 2000
Länge: 29 min.
Ausgezeichnet mit dem Prix Ars Acustica 2000

„Drip drop, drip drap drep drop. So it goes on, this water melody for ever without an end. Inconclusive, inconsequent, formless, it is always on the point of deviating into sense and form. Every now and again you will hear a complete phrase of rounded melody. And then – drip drop, di-drep, di-drap – the old inconsequence sets in once more. But suppose there were some significance to it! It is that which troubles my drowsy mind as I listen at night. Perhaps for those who have ears to hear, this endless dribbling is as pregnant with thought and emotion, as significant as a piece of Bach. Drip-Drop, di-drap, di-drep. So little would suffice to turn the incoherence into meaning. The music of the drops is a symbol and type for the whole universe; it is for ever, as it were, asymptotic to sense, infinitely close to significance but never touching it. Never, unless the human mind comes and pulls it forcibly over the dividing space.“
„Water Music“ (1920) – Aldous Huxley

dripping entführt den Zuhörer in imaginäre Räume, deren physikalische Strukturen durch die Komposition von klangauslösenden Tropfen erfahrbar werden. Die Tropfen können als Echolote eines Ortungssystems gedacht werden, mit dem sich der Zuhörer aus der Insektenperspektive einen Mikrokosmos leisester Geräusche erschließt. Die zunächst ungeordneten Tropfen beschreiben Wege durch eine „virtuelle“ Klanglandschaft verschiedenster stofflicher Konsistenz, bevor sich die Tropfen zu rhythmischen Mustern formieren, die durch gleichzeitige Repetition und nuancenhafte Veränderung eine hypnotische Spannung erzeugen. Das Spektrum der Tropfmuster reicht von der informationstheoretischen „Nullaussage“ eines gleichförmig tropfenden Wasserhahns bis hin zum breitbandigen Rauschen des Regens, wohingegen der Schwerpunkt beim auditiven Erleben dynamischer Tropfsysteme liegt, deren Informationsgehalt etwa die Mitte dieser beiden Pole bezeichnet (1/f-Rauschen)

Die melodischen und rhythmischen Strukturen wurden mit eigens für dripping konstruierten Tropfvorrichtungen erzeugt, in denen mehrere Tropföffnungen durch symmetrisch angeordnete Schläuche mit einer Wasserzufuhr verbunden sind. Das Tropfverhalten der Öffnungen ist miteinander gekoppelt und beeinflußt sich gegenseitig. Durch Veränderungen des Wasserdrucks und der Fließgeschwindigkeit werden selbstorganisierte Prozesse in Gang gesetzt, die zu komplexen rhythmischen Mustern führen. Die Anordnung von Klangkörpern unterschiedlicher Tonhöhe unter den Tropföffnungen schließlich erzeugt melodische Strukturen – ein freilaufendes System selbst generierter musikalischer Muster entstand. Die Tropffolgen wiesen eine rhythmische Feingliederung auf, die um einen klar wahrnehmbaren Puls organisiert waren und sich musikalisch vielschichtig deuten ließen. Um dieser Vieldeutigkeit gerecht zu werden, wurde eine Schleifentechnik verwendet, die in minimalen Versatzschritten durch das Material „driftet“, also bei jedem Durchlauf eine fließende Verschiebung in der rhythmischen Interpretation zuließ. Mit Hilfe dieser Montagetechnik wurden mehrere Tropfmuster zu dichten Strukturen verwoben, die sich aus den eingangs erwähnten konkreten Räumen und „virtuellen“ Klanglandschaften entwickeln.

dripping gliedert sich in fünf Teile, wobei als formgebendes Prinzip die chinesische Theorie der Wu Xing oder fünf Phasen zugrunde liegt. Diese fünf Wandlungszustände erzeugen sich in einem endlosen Zyklus gegenseitig und werden ihren Eigenschaften nach den Elementen Holz, Feuer, Erde, Metall und Wasser zugeordnet. Die verwendeten Klangkörper eines jeden Teils korrespondieren mit diesen Elementen und beschreiben einen imaginären Raum, der anfänglich durch spärliche und punktuelle Tropfen abgetastet wird. Zwischen den einzelnen Tropfimpulsen bilden sich dann im Laufe der Zeit rhythmische Bezüge und es bauen sich komplexe Strukturen auf, ein ständiger Wechsel von Kontraktion und Entspannung, von geordneten und ungeordneten Zuständen durchzieht die Komposition.

Der Sound eines Tropfens

Kein Tropfen klingt von sich aus oder hat einen eigenen Klang (auch wenn Tropfen in der Schwerelosigkeit zur Selbstoszillation neigen), erst das Aufprallen auf einen Gegenstand, einen Klangkörper führt zu einem Klangereignis. Dieses perkussive event soll isoliert und mikroskopisch vergrößert werden, der Zuhörer soll in dieses klangliche Erlebnis geradezu hineintauchen und es unabgelenkt von anderen Atmosphären in einer bisher nicht gekannten Nähe erleben. Hierbei wird erfahrbar, daß trotz der vordergründigen Gleichförmigkeit eines jeden Tropfens doch jeder Aufprall eine stets etwas andere Resonanz im Klangkörper erzeugt, die Obertöne nuancenhaft anders zum Schwingen gebracht werden und der Tropfen auf immer wieder neue Weise in tausend kleine Tropfen zerschellt, die wir als feine Gischt auftreffen hören. Ein scheinbares Paradox: kein Tropfen gleicht dem anderen, obwohl doch der Tropfen als universelles und immer wiederkehrendes Prinzip der Selbstähnlichkeit bekannt ist, dessen Form jede zerreißende Flüssigkeit annimmt als perfekte Embryonalstellung, in der die Flüssigkeitsmoleküle der Umgebung die wenigste Oberfläche darbieten. „To see the world in a grain of sand“ – den Kosmos in einem Tropfen Wasser erkennen, wenn man nur genau genug hinschaut – oder in unserem Falle: hinhört.

Erweitert wurde dieses grundsätzliche Phänomen um die Dimension einer vielseitigen Auswahl an Klangkörpern – der Instrumentierung. Die Klangkörper sind den erwähnten fünf Elementen zugeordnet, und es wurden ausschließlich Idiophone oder Selbstklinger verwendet, die durch einen Tropfen direkt in Eigenschwingung versetzt werden können. Einige Klangkörper lagen in verschiedenen Tonhöhen vor und dienten zur Erzeugung der melodischen Strukturen. Es kamen Instrumente aus Metall, Holz, Glass und Ton zur Verwendung, unter anderem Blumentöpfe, Achat-Scheiben, Holzbretter, Cognac-Gläser, Klangschalen und Gongs, aber auch Materialien wie Sand, Kies, Steine, Pflanzen, Blätter, Laub, Bleche etc. Dazu gesellten sich ungewöhnliche Klangereignisse wie das Verdampfen von Wassertropfen auf Kohlen, das Tanzen eines Tropfens auf einer heißen Herdplatte und auch das Auftreffen eines heißen Tropfens auf Eis. Einige der Aufnahmen von Tropfen, die in mit Wasser gefüllte Gefäße fielen, wurden mit einem Unterwasser-Mikrofon durchgeführt. Durch die Kombination verschiedenartiger Instrumente und pentatonischer Stimmungen entstand eine harmonische Struktur, die durch die Überlagerung der einzelnen Resonanzen einer ständigen Veränderung unterlegen ist und zu einer suggestive Wirkung führt (implied harmonies).

Tropfmustererzeugung

Die Tropfmuster wurden durch eine Tropfvorrichtung erzeugt, die auf Versuchsaufbauten der experimentellen Physik zur Erforschung von tropfenden Wasserhähnen basiert. Hier wurde festgestellt, daß bei zunehmender Fließgeschwindigkeit im Wasserhahn die bis dahin sich in gleichen Zeitabständen und in gleicher Größe bildenden Tropfen von Periodenaufspaltungen, der sog. Bifurkation, überlagert wurden – es entstanden Tropfenpaare unterschiedlicher Größe pro Zeiteinheit. Ein weiteres Zunehmen der Fließgeschwindigkeit verursachte weitere Periodenaufspaltungen, bis kurz vor dem Eintreten eines steten Wasserstrahls ein unregelmäßiger Tropfenstrom eintrat. Das Verhalten des Systems beschrieb unregelmäßige Kurven, die als chaotische oder seltsame Attraktoren bezeichnet werden und auf deterministische Konzepte für das zufällige Verhalten verweisen.

Bei der Kombination mehrerer Tropföffnungen wiederum tritt unter bestimmten Bedingungen eine globale Kopplung ein, die zu einer Synchronisation der einzelnen Tropffolgen und zu 2-, 3-, 4-, n-zyklischen Periodenaufspaltungen führt. Außerdem scheint das mit dem bloßen Auge zu erkennende Zittern des an der Tropfmündung hängenden Resttropfens beim erneuten Abriß eines Tropfen Einfluß auf das Verhalten des Tropfsystems zu haben. Die hochfrequente Schwingung dieses Zitterns regt sich offensichtlich immer wieder selbst an und führt zu einer rhythmischen Feingliederung des Zeitpunkts, an dem ein Tropfen abreißt.

Die Konstruktion der Tropfvorrichtung sah folgendermaßen aus: Ein Wassereimer wurde unter die Decke gehangen, dessen Boden mit einem Schlauch versehen war, an dem sich der Wasserdurchfluß mittels zweier Hähne genau regulieren ließ. Dieser Schlauch wurde mit der eigentlichen Tropfvorrichtung gekoppelt, die mindestens in 1,50 bis 2 m Höhe im Raum fixiert sein muß. Um eine konstante Fließrate zu erlangen, sollte der Wasserbehälter eine Oberfläche von mindestens 1 qm haben und die Tropföffnungen sollten sich 1 m unterhalb des Wasserspiegels befinden. Es kamen verschiedene Tropfvorrichtungen zur Verwendung, in der Regel kreisförmig angeordnete Schläuche, in denen sich in gleichen Abständen Tropfmündungen befanden. Am Boden können verschiedene Klangkörper plaziert und mit getrennten Mikrofonen abgenommen werden. Der Abfluß des Wasser erfolgte in ein Kinderplantschbecken, wobei die nähere Umgebung der Klangkörper durch weiches Material gedämpft wurde, um Einstreuungen von Spritzern und abfließendem Wasser zu vermeiden.

Folgende Parameter lassen die Beeinflußung der Tropfmuster zu: Durch die Regulierung des Wasserdurchflußes kann die Tropfdichte und somit das Tempo verändert werden. Die Verwendung verschiedenartiger Tropfmündungen führt zu unterschiedlichen Tropfengrößen und anderen Rhythmusstrukturen. Schließlich können durch den Einsatz etwas zäherer Flüssigkeiten wie Öl oder Glyzerin trägere, langsamere Rhythmen erzeugt werden, ohne daß sich die universellen Mechanismen der Tropfenbildung ändern.

Rhythmische Muster und Vieldeutigkeit des Materials

Die durch die beschriebenen Tropfvorrichtungen generierten rhythmischen Muster zeichnen sich durch bestimmte Qualitäten aus:

Der Zuhörer empfindet einen klaren rhythmischen Grundpuls, der von den Tropfen in n-zyklischem Verhalten oder musikalisch ausgedrückt: in Viertel-, Achtel-, Sechzehntelnoten etc. sowie in triolischen Werten umspielt wird. Es ist allerdings kein Taktschwerpunkt wahrnehmbar, die „Eins“ verschwimmt und ist auf einem beliebigen Schlag denkbar. Diese Vieldeutigkeit des rhythmischen Materials läßt verschiedenste musikalische Interpretationen zu.
Die ostinaten Rhythmen erscheinen nur vordergründig repetitiv, tatsächlich unterliegt die rhythmische Feingliederung einer ständigen Veränderung, kein zeitlicher Abschnitt gleicht dem anderen. Hier wird ein grundlegendes Prinzip in der Natur erfahrbar: auf der Makroebene erfolgen zyklische Vorgänge und Musterbildungprozesse nach einfachen, gleichförmigen Gesetzmäßigkeiten, auf der Mikroebene hingegen erweist sich jede kleinste Einheit als absolut einzigartig.
Die feinste rhythmische Rasterung der Tropffolgen bewegt sich im Bereich von 20 Impulsen pro Sekunde, liegt also nahe der Verschmelzungsfrequenz von Wahrnehmungsprozessen im menschlichen Gehirn. Dies ist eine wichtige Grundlage für die Anwendung der erwähnten Schleifentechnik.

Diese Montagetechnik orientiert sich entlang der Achse des sich durch die polyphonen Tropfmuster ziehenden Pulses, anhand dessen das Audiomaterial in Zeitfenster zerlegt werden kann, die durch das rhythmische Material „driften“. Nach jeder Wiederholung jedoch springt das Fenster um eine Einheit (beispielsweise einen 1/32 Takt) in Richtung der Zeitachse weiter und verursacht eine „Drift“. Ein Takt wird hierdurch in 32 verschiedenen Variationen durchlaufen, bis es zur Wiederholung kommt. Unser Ohr ist allerdings zu träge, um den jeweiligen minimalen Versatz wahrzunehmen – was wir hören, ist vielmehr ein sich fließend verändernder Rhythmus, der sich um ein konstantes Zentrum bewegt, das bei einem 4/4-Rhythmus beispielsweise das 2. und 4. Viertel sind. Zudem hören wir 33 anstelle der 32 zu erwartenden Schleifen, wir nehmen also das Muster bei einem leicht höherem Tempo wahr. Dieses neue Tempo läßt sich nach der Formel

Neues Tempo = Originaltempo + (Originaltempo / (Einheit / Schleifenlänge)),

berechnen, wobei „Einheit“ für die Anzahl der Versatzschritte pro Takt steht, und „Schleifenlänge“ für die Länge der Schleife in Vierteln (bei einem 1/2 Takt z. B. 2, bei 1/4 Takt 4 etc.). Diese Montagetechnik ist universell für alle rhythmisierten Aufnahmen einsetzbar, hat aber die beste Wirkung, wenn der Wert für die Versatzschritte mindestens bei ca. 20 Impulse/sec liegt, also in etwa der Verschmelzungsfrequenz des menschlichen Gehirns.

Produced by the Studio Akustische Kunst of WDR
First broadcast: 18th November 2000
Length: 29 min.
Awarded the Prix Ars Acustica 2000

dripping introduces the listener to imaginary rooms, whose physical structures are made tangible by the composition of droplets generating sound. The droplets can be thought of as being the echoes of a location system, which gives the listener access to a whole microcosm of almost unperceivable sounds from the perspective of an insect. The initially irregular dripping sounds describe a path through a „virtual“ soundscape of various different material consistencies. They then begin adopting rhythmic patterns that create a hypnotic atmosphere as a result of their combined repetition and nuanced fluctuation. The spectrum of dripping patterns ranges from the zero value (according to information theory) of a steadily dripping water tap to the broadband noise produced by rain, though the emphasis lies in experiencing dynamic dripping systems whose information content is described approximately by the middle of these two poles (1/f-noise).

The melodic and rhythmic structures were created using dripping devices that were specially constructed for dripping. The equipment comprised several burette-like droppers that were connected to a water supply by symmetrically arranged hoses. The dripping behaviour of each of the outlets influenced one another because the hoses were all interconnected. Changes to the water pressure and flow velocity generated self-organising processes leading to complex rhythmical patterns. The arrangement of resonating bodies with different pitch characteristics beneath the droplet outlets led to the formation of melodic structures – a free-running system of self-generating musical patterns was the result. The dripping exhibited a rhythmical subtlety organised around a clearly discernible pulse and demonstrated considerable musical complexity. In order to analyze these complex structures, a looping technique was used which „drifted“ through the material, moving through it in tiny steps. This permitted a flowing shift to take place in the rhythmic interpretation each time the loop was run. By using this montage technique, several dripping patterns could be interwoven into dense structures that developed out of the above-mentioned tangible rooms and „virtual“ soundscapes.

dripping is divided into five sections based on the principle of the Chinese theory of Wu Xing, or five phases. These five transformation states are generated by one another in an endless cycle. Their characteristics can be attributed to the elements of wood, fire, earth, metal and water. The resonating bodies that are used in each section correspond with these elements and describe an imaginary room that is initially „scanned“ using sparse and isolated droplets. Over time, rhythmic references begin taking shape between the individual droplet pulses, and complex structures start forming – a constant alternation between contraction and relaxation and between ordered and disordered states underlays the whole composition.

The sound of a droplet

Droplets do not produce a sound on their own nor do they have their own characteristic sound (despite the fact that they have a tendency to oscillate in zero gravity). Only when they strike an object, i.e. a resonating body, do they generate a sonic event. This percussive event is isolated and amplified so that listeners can immerse themselves in the sound and experience it at an as yet unfamiliar proximity. The listener begins to notice that although the drops produce a superficially uniform sound, each impact does in fact generate a different reverberation in the resonating body, the overtones ring out slightly differently and the drops splash and scatter into thousands of tiny droplets that can be heard as a light drizzling sound. This seems paradoxical: no droplet is the same as the next despite the fact we tend to accept the notion that they exhibit some kind of universal and recurring self-similarity, whose shape any freefalling liquid takes on. In this perfect embryonic state, liquid molecules attempt to reveal as little of their surface area to their surroundings as possible. „To see the world in a grain of sand“ – to recognise the cosmos in a droplet of water if we look, or in our case listen, closely enough.

Another dimension was added to this basic phenomenon in the form of a varied assortment of resonating bodies – the instrumentation. The resonating bodies are associated with the above-mentioned five elements and only idiophonic objects were chosen which resonate naturally after the impact of a droplet. Some resonating bodies were available in various pitches and were used to create melodic structures. Instruments made from metal, wood, glass and clay were used, such as flower pots, agate disks, wooden boards, cognac glasses, singing bowls and gongs, but also materials like sand, gravel, stone, plants, leaves, foliage, metal sheets, etc. played a role. Other unusual sonic events were also incorporated, such as the vaporisation of water droplets on hot coals, the dancing of a droplet on a stove hotplate and the impact of a hot droplet on ice. Some recordings of droplets falling into vessels of water were carried out using an underwater microphone. Various instruments and pentatonic pitches were combined to produce a harmonic structure that was subject to constant change due to the overlaying of individual resonances (implied harmonies).

Creation of droplet patterns

The droplet patterns were created using a dripping device based on the research equipment used by experimental physicists investigating dripping water taps. Research showed that if water droplets, initially of the same size, were produced at the same regular intervals, and the flow velocity within the water tap was then increased, a phenomenon known as period bifurcation would occur causing pairs of droplets of varying size to be produced per unit of time. Further increase in the flow velocity caused additional period bifurcation, which produced an irregular series of droplets just before the formation of a constant stream of water. The behaviour of the system described irregular curves on a graph, which are called chaotic or strange attractors, and point to deterministic concepts for the random behaviour.

If several droplet outlets are combined, however, a global coupling starts taking effect that leads to a synchronisation of the individual drop sequences and to 2, 3, 4…n-cyclical period bifurcation. Furthermore, after a new droplet separates, the visible trembling of the remaining droplet suspended from the outlet seems to influence the behaviour of the dripping system. It seems that the high frequency oscillations involved in this trembling constantly excite themselves and lead to a subtle variation in the point in time at which a droplet separates.

The dripping device was constructed as follows: a water bucket was suspended from the ceiling. The bottom of the bucket was fitted with a hose and the flow of water through it could be controlled precisely using two taps. This hose was connected to the actual dripping device, which had to be mounted at a height of at least 1.50 to 2 m above the ground. To ensure a constant flow rate, the water container must have a surface area of at least 1 square metre and the droplet outlets should be positioned 1 m below the water surface. Various dripping devices were used – generally hoses arranged in a circle with equally spaced droplet outlets. Various resonating bodies could be placed on the ground and recorded using separate microphones. The water drained away into a children’s paddling pool and the resonating bodies‘ immediate surroundings were dampened with soft material to prevent splashes and drained water from spreading.

The following parameters can be used to influence the drop pattern: the density of droplets and therefore the dripping speed can be changed by adjusting the water flow. The use of various types of outlets leads to a range of different droplet sizes and other rhythmic structures. By using more viscous liquids such as oil or glycerine, more sluggish, slower rhythms could be created without the universal mechanisms of droplet formation being altered.

Rhythmic pattern and ambiguity of the material

The rhythmic patterns generated by the above dripping device have certain qualities:

The listener perceives a clear rhythmical underlying beat that is paraphrased n-cyclically by the dripping or, expressed musically, paraphrased in quarter, eighth and sixteenth notes and in triplets. However, the listener does not perceive any rhythmical emphasis, the „one“ becomes blurred and can conceivably occur on any beat. This ambiguity of the rhythmical material means it can be interpreted musically in various ways.
The ostinato rhythms appear to be repetitive only superficially – the rhythmical subtlety is actually subject to constant change, each passage is different from the next. This is where a fundamental principle of nature can be experienced: on the macro-level, cyclical processes and pattern-forming processes take place conforming to simple uniform natural laws. However, on the micro-level, every single unit proves to be totally unique.
The finest rhythmical quantization of a series of droplets is around 20 pulses per second, i.e. near the frequency at which the human brain is no longer able to discern them. This is an important basis for the application of the above-mentioned looping technique.

This montage technique involves works with the axis of the pulse running through the polyphonic dripping pattern. This pulse is used to split the audio material into time windows that drift through the rhythmical material. After every repetition, however, the window jumps by one unit (for example 1/32 of a beat) in the direction of the time axis and causes a drift. Because of this, a rhythmic cycle occurs in 32 different versions before a repetition takes place. Our hearing, however, is too slow to discern this minimal offset. What we hear is much more a flowing, shifting rhythm moving around a constant centre, which, in the case of a 4/4 rhythm, corresponds with the 2nd and 4th beat. Furthermore, we hear 33 instead of the expected 32 loops, which means we perceive the pattern at a slightly higher speed. This new tempo can be calculated according to the following formula:

New tempo = original tempo + (original tempo / (unit / loop length)),

whereby „Unit“ represents the number of offset steps per beat and „Loop length“ stands for the length of the loop in quarter notes (i.e. 2 in the case of a 1/2 beat, 4 in the case of a 1/4 beat, etc.). This montage technique can be used for all rhythmic recordings but it has the most pleasing effect if the value for the offset steps is at least around 20 pulses per second, i.e. around the frequency at which the human brain can just about discern separate pulses.