SERIENBEITRAG ·
Sandtisch – Formen aus Klang
Wie sich 262.000 simulierte Sandkörner mit Chladni-Figuren und Web Audio zu den Knotenlinien von Akkorden auf einer Metallplatte ordnen.
Eine dunkle Metallplatte steht auf einem schweren Fuß mitten in einem runden Studio. Von oben rieselt heller Sand auf die Fläche. Zunächst liegt er ungeordnet da. Dann setzt der erste Akkord ein, die Platte beginnt zu schwingen und aus den Körnern wachsen Linien, Schleifen und Kreise. Die Musik ist nicht auf die Szene gelegt. Sie bestimmt, wo der Sand liegen bleiben kann.
Die Sandtisch-Demo entstand nach der Ereignishorizont-Demo. Dort ging es darum, Licht im Raum zu krümmen. Hier wollte ich zum ersten Mal zeigen, wie Musik ein sichtbares Material tatsächlich umordnet. Das Ergebnis sollte nicht wie ein Partikeleffekt aussehen, sondern wie Sand, der Gewicht besitzt, über Metall rutscht und nach einem Stoß wieder herunterfällt.
Eine Platte zeichnet ihre Schwingung
Chladni-Figuren entstehen, wenn feines Material auf einer schwingenden Platte zu liegen kommt. Wo die Fläche stark schwingt, wird der Sand weitergeschoben. An den Knotenlinien bewegt sich das Metall kaum; dort sammelt er sich. Eine unsichtbare Schwingung bekommt dadurch eine Kontur.
Die Demo verwendet eine kompakte Näherung für eine quadratische, in der Mitte gehaltene Platte. Zwei Kosinusfelder werden miteinander kombiniert. Die Zahlen n und m bestimmen, wie fein die Figur wird; das Vorzeichen verändert ihre Symmetrie. Moll-Akkorde erhalten dadurch häufiger diagonale Linien, Dur-Akkorde rundere Formen.
float chladni(vec2 p, vec3 mode) {
float a = cos(mode.x * PI * p.x) * cos(mode.y * PI * p.y);
float b = cos(mode.y * PI * p.x) * cos(mode.x * PI * p.y);
return 0.5 * (a + mode.z * b);
}Ein Akkord setzt die Hauptform. Ein Melodieton mischt kurz eine zweite Eigenform hinein und verbiegt das Muster, ohne es vollständig zu ersetzen. Beim Wechsel gleitet die Simulation weich von der alten in die neue Figur. Ein harter Sprung würde aussehen, als hätte jemand den Sand ausgetauscht.
Hunderttausende Körner, zwei Texturen
Auf Desktopgeräten besitzt jedes Sandkorn einen Texel in zwei Float-Texturen. Eine Textur speichert Ort und Zustand, die andere Geschwindigkeit. Zwei Renderziele wechseln sich ab: Während eines gelesen wird, schreibt der Shader den nächsten Zustand in das andere. So bewegt die Grafikkarte alle Körner parallel, ohne für jedes Korn ein JavaScript-Objekt anzulegen.
Auf der Platte folgt ein Korn dem Gefälle des quadrierten Schwingungsfelds bis zur nächsten Knotenlinie. Ein Kick gibt ihm einen vertikalen Impuls, dessen Stärke von der lokalen Schwingung abhängt. Körner in ruhigen Bereichen bleiben eher liegen. Was über die Kante gerät, fällt bis auf den Studioboden und bleibt dort. Dieser Sand verschwindet nicht heimlich, sondern verändert den Zustand der Szene.
Mobil läuft dieselbe Logik mit 65.000 Körnern und geringerer Pixeldichte. Die musikalische Regie bleibt gleich. Reduziert wird zuerst die Auflösung, nicht der Zeitpunkt eines Akkords oder Drops.
Aus Punkten werden Sandwälle
Die erste Fassung konnte den Sand korrekt bewegen und sah trotzdem flach aus. Einzelne helle Punkte ergaben aus der Entfernung einen grauen Schleier. Volle Knotenlinien waren kaum von verstreuten Körnern zu unterscheiden, und in niedrigen Kamerawinkeln verschwand die Platte stellenweise unter ihrer eigenen Schwingung.
Die Lösung war ein zweiter Darstellungspfad. Jedes liegende Korn wird von oben in ein Höhenbild getupft. Die Platte liest dieses Feld als Höhe und Gefälle. Streiflicht zeichnet die Flanken, während Vertiefungen dunkler werden. So bekommen die Sandlinien Volumen, ohne selbst zu leuchten. Fliegende Körner bleiben einzelne Partikel; liegender Sand wird zu einem zusammenhängenden Material.
Gebürstetes Metall, eine gefaste Kante, Schraube, Stange und Standfuß geben der Platte Gewicht. Der Raum reagiert ruhiger: dunkle Holzlamellen, Steinboden und breite Studioreflexe erklären Form und Maßstab, ohne mit den feinen Sandlinien zu konkurrieren.
Musik wird zu Geometrie
Die beiden Tracks entstehen live mit der Web Audio API. Der Sequenzer meldet seine Ereignisse gleichzeitig an die Regie der Simulation. Bild und Ton teilen damit dieselbe musikalische Zeit, reagieren aber auf unterschiedliche Weise.
| Musikalisches Ereignis | Wirkung auf dem Sandtisch |
|---|---|
| Akkord | wählt die Haupt-Eigenform für den nächsten Takt |
| Moll oder Dur | verändert die Symmetrie der Knotenlinien |
| Melodieton | mischt vorübergehend eine zweite Form ein |
| Kick | wirft Sand aus den schwingenden Bereichen hoch |
| Hats und Arpeggien | lassen einzelne Körner kurz funkeln |
| Build-up | durchläuft immer feinere und schneller wechselnde Figuren |
| Drop | hebt einen großen Teil des Sands an und ordnet ihn danach neu |
| Stopp | fegt die Platte leer und startet das Schlussbild |
Mit dem Finger eine Eigenform spielen
Die Platte lässt sich auch selbst anspielen. Die Zeigerposition wird auf die Plattenebene projiziert. Der Abstand zur Mitte wählt eine Tonhöhe aus der Skala des aktuellen Tracks: tief in der Mitte, höher zu den Ecken. Ein gestrichener Klang gleitet zur neuen Note, während sein Mode die sichtbare Figur übernimmt und Körner rund um die Berührung aufspringen.
Die Interaktion ist bewusst begrenzt. Man malt keine Linie in den Sand. Stattdessen spielt man dieselbe Physik an, die zuvor von Akkorden und Melodie gesteuert wurde. Dadurch erklärt die Bedienung das Modell, statt nur einen zusätzlichen Effekt auszulösen.
Zwei Tracks, zwei Arten von Ordnung
| Track | Tempo | Charakter |
|---|---|---|
| Klangfigur | 96 BPM | Neoklassik mit Klavier-Arpeggien, weicher Melodie und einem klaren rhythmischen Aufbau |
| Knotenlinien | 76 BPM | Ambient mit langen Glockentönen, Echo-Plucks und mehr Zeit für jede einzelne Figur |
Klangfigur zeigt den Wechsel zwischen Akkorden deutlich. Die Muster reagieren schneller und der Drop hebt die geordnete Fläche mit einem kräftigen Impuls an. Knotenlinien lässt den Sand länger in einer Form ruhen. Dadurch werden kleine Verschiebungen und die Überlagerung eines Melodietons leichter sichtbar.
Der Stopp wird zum letzten Bild
Beim Stoppen friert die Demo nicht einfach ein. Ein Windstoß räumt die Platte leer. Der Sand fällt über die Kanten und bleibt auf dem Boden liegen. Nach einer kurzen Pause rieselt neuer Sand aus großer Höhe ein und setzt sich zum Satz „THE FUTURE IS NOW. LET’S SHAPE IT.“ zusammen.
Dieses Finale verwendet dieselbe Materialdarstellung wie die Chladni-Figuren, aber einen eigenen begrenzten Vorrat. Kleine Fehlstellen, leicht ungleiche Buchstaben und lose Randkörner verhindern, dass der Satz wie eine scharf ausgeschnittene Textur wirkt. Ein neuer Track oder das Anspielen der Platte löst das Schlussbild wieder auf.
Der Sand reagiert nicht nur auf Musik. Er merkt sich, was bereits passiert ist.
Was die Sandtisch-Demo für die Serie verändert hat
Von der Ereignishorizont-Demo konnte ich die gemeinsame musikalische Zeit, Kameraregie und adaptive Auflösung übernehmen. Neu waren eine echte GPU-Simulation mit dauerhaftem Zustand, das Höhenbild für Materialvolumen und die direkte Berührung als musikalische Eingabe. Dadurch wurde aus einer beobachteten Szene zum ersten Mal ein Instrument.
Mehrere Bausteine wanderten danach in den gemeinsamen Unterbau der Demos: Player, Kamera-Rig, Bildratensteuerung und Bewegungsreduktion. Bei späteren Experimenten musste ich diese Grundlagen nicht mehr neu bauen. Die Arbeit verlagerte sich zunehmend von der Infrastruktur zu Material, Licht und dem jeweils neuen Verhalten.
