Capítulo 2: Los generadores de tonos FM y el nacimiento de la producción musical en casa
Grandes avances en las tecnologías de semiconductores
A principios de los años 80 se produjo una explosión de popularidad de los componentes electrónicos basados en semiconductores y en el mercado empezaron a aparecer rápidamente dispositivos que simplemente no habían sido posibles con tecnologías anteriores. Términos como "circuito integrado" e "integración a gran escala" empezaron a aparecer en los exámenes de ingreso a la universidad y las empresas empezaron a producir juegos electrónicos basados en este tipo de circuitos. Los avances logrados en el campo de los semiconductores durante esos años fueron verdaderamente notables.
Una de las tecnologías más notables que se volvió comercialmente viable gracias a estos rápidos avances fue el generador de tonos con modulación de frecuencia (FM) digital. Este método de creación de sonido se desarrolló originalmente en la Universidad de Stanford en los Estados Unidos, y Yamaha, la primera empresa en reconocer su verdadero potencial, firmó un contrato de licencia exclusiva con la universidad en 1973.
Nuestro equipo de investigación empezó a trabajar con generadores de tonos FM como parte de un plan para cambiar el Electone® a tecnologías digitales, y en 1974, cuando se lanzó el sintetizador analógico SY-1 de Yamaha, ya habíamos completado con éxito un instrumento prototipo con un generador de tonos FM digital como núcleo. Desafortunadamente, todavía no era posible llevar este instrumento al mercado debido a la enorme cantidad de circuitos integrados que requerían las tecnologías de semiconductores de la época, y también debido a la dificultad que se experimentaba para equilibrar el tamaño y la función de manera satisfactoria. A medida que se hicieron más avances en el campo de los semiconductores, finalmente logramos un instrumento con especificaciones que consideramos aceptables. Y en abril de 1981, siete años después del inicio del desarrollo, Yamaha lanzó su primer producto generador de tonos FM en el F-70, un modelo clásico de Electone. A este le siguió un mes más tarde el teclado GS1, un instrumento destinado a su uso en el escenario.
El Yamaha GS1 se puede escuchar durante todo el cuarto álbum de estudio de Toto, publicado en 1982. Especialmente notables son los mazos metálicos de sonido natural y los metales gruesos, tipos de voz en los que los generadores de tonos FM sobresalen. Incluso hay historias de que David Paich se inspiró para escribir "Africa" en particular al improvisar con presets del GS1.
La síntesis FM es notable por su capacidad de recrear con niveles notables de realismo aquellos sonidos que están llenos de variedad y ricos en armónicos, como el piano eléctrico, los instrumentos de viento metal y el glockenspiel. El muestreo se ha convertido en la base de la generación de tonos y, como esta técnica hace uso de grabaciones reales, damos por sentado que nuestros sintetizadores pueden reproducir sin esfuerzo los sonidos de una amplia gama de instrumentos musicales diferentes. Sin embargo, los sintetizadores analógicos de principios de los años ochenta simplemente no podían producir ciertos tipos de voces (los sonidos metálicos tipo campana son un ejemplo notable) y esto hizo que los sonidos FM del GS1 fueran realmente sensacionales.
El GS1 no se comercializó como sintetizador, posiblemente porque los sonidos no se podían editar en el propio instrumento. Se podían utilizar tarjetas de voz para cambiar el banco de 16 voces que el GS1 era capaz de producir, pero se necesitaba un dispositivo de programación especial para desarrolladores (ver la fotografía) para crear o modificar estos sonidos. A decir verdad, esta capacidad de hacer que las voces fueran editables resultó ser un gran obstáculo para la realización de un sintetizador comercialmente viable.
El concepto de interfaz de usuario
Los sonidos producidos por un sintetizador analógico se pueden modificar ajustando los valores de las resistencias y otros componentes electrónicos que forman su circuito generador de tonos; por lo tanto, se pueden añadir mandos y faders que contengan resistencias variables para proporcionar una función de edición de sonido. La forma en que se disponen estos controladores depende del diseño y el tamaño del propio sintetizador, e instrumentos como el CS-80 presentado en el Capítulo 1 ya necesitaban una enorme variedad de mandos. Los sintetizadores digitales tienen muchos más parámetros relacionados con el sonido que sus predecesores analógicos, por lo que asignar un controlador físico a todos y cada uno de ellos habría sido totalmente impráctico.
También es importante recordar que los sintetizadores digitales funcionan con programas de forma muy similar a los programas informáticos. Para producir un nuevo sonido, simplemente hay que añadir el programa necesario. Sin embargo, si se quieren editar los parámetros de los sonidos, el sintetizador también necesita un programa de edición. Huelga decir que el programa de edición necesitaría sus propios botones y perillas para introducir los valores de los parámetros; en el lenguaje moderno, su propia interfaz de usuario (IU).
Una de las interfaces de usuario más conocidas para nosotros es la pantalla, el teclado y el ratón del ordenador. En 1980, ni Windows ni Mac existían todavía y la principal forma de interactuar con el ordenador era mediante la introducción de comandos y texto mediante un teclado. Los métodos a los que nos hemos acostumbrado hoy en día (por ejemplo, trabajar con una interfaz gráfica y un ratón o una pantalla táctil) no estaban disponibles en aquel entonces. Al desarrollar el sintetizador digital, crear una interfaz de usuario clara y sencilla para el músico que quería interactuar con el sonido de una forma más intuitiva y también para el usuario sin experiencia en programación informática fue quizás el mayor reto que hubo que superar.
Como solución, nuestros desarrolladores idearon el nuevo tipo de programador que se muestra a continuación. Este utilizaba una combinación de luces y botones que el diseñador de sonido podía usar para confirmar las configuraciones anteriores de los parámetros al realizar ediciones.
Las interfaces de usuario de los sintetizadores modernos ofrecen acceso completo y gratuito a todos los parámetros internos. No nos damos cuenta de lo afortunados que somos, porque no siempre fue así. En la época en que las tecnologías de semiconductores y programas se desarrollaban a una velocidad vertiginosa, se necesitaban innumerables rondas de prueba y error para perfeccionar una interfaz de usuario propicia para el diseño de sonido creativo. Sin embargo, este fue un paso crucial en el desarrollo de los sintetizadores de esa época.
La llegada del DX7 transformará la escena musical
Dos años después de haber superado todas las dificultades para desarrollar un generador de tonos FM, crear una interfaz de usuario para programar y editar sonidos y lanzar con éxito el GS1, Yamaha presentó al mundo su sintetizador de modulación de frecuencia DX7. En el corazón del generador de tonos FM se encuentra el operador, un componente fundamental que se utiliza para generar y modificar el sonido. Mientras que el GS1 tenía cuatro operadores, el nuevo DX7 ahora cuenta con seis, lo que le permite crear sonidos mucho más elaborados. Además, este sintetizador revolucionario también tenía una funcionalidad integrada para crear y editar sonidos, y permitía almacenar estos sonidos en una memoria tipo cartucho, todo por aproximadamente una décima parte del precio del GS1. No es de extrañar, entonces, que este nuevo instrumento haya tenido un efecto tan profundo en el mundo de los sintetizadores.
En ese momento, varios departamentos de Yamaha estaban desarrollando diferentes instrumentos en paralelo y, mientras que el GS1 fue precedido por el prototipo TRX100, el precursor directo de los sintetizadores de la serie DX fue un modelo de prueba conocido como sintetizador musical de algoritmo programable (PAMS). En reconocimiento de este hecho, el DX7 se identifica como sintetizador de algoritmo programable digital en su panel superior.
Como su nombre indica, el PAMS creaba sonido basándose en varios algoritmos de cálculo (modulación de fase, modulación de amplitud, síntesis aditiva y modulación de frecuencia [FM]) y, desde el principio, el prototipo admitía el almacenamiento de programas en memoria. Sin embargo, este alto nivel de libertad en el diseño de sonido se produjo a costa de un enorme aumento en el número de parámetros necesarios, lo que significa que el PAMS aún no era adecuado para su comercialización como un instrumento que el usuario medio pudiera programar.
Para resolver este problema, los desarrolladores de Yamaha decidieron simplificar el diseño del generador de tonos del sintetizador haciendo que los generadores de envolventes del modulador* y del portador* compartieran parámetros comunes. También redujeron el número de algoritmos (o patrones de combinación de operadores) a 32. Esto allanó el camino para completar la línea original de la serie DX, que comprendía el DX1, el DX5, el DX7 y el DX9. Aunque se lanzaron cuatro modelos en ese momento, en realidad se emplearon cinco códigos de modelo (DX1, DX2, DX3, DX4 y DX5) durante el desarrollo. El DX1 mantuvo su código al momento del lanzamiento, lo cual es bastante raro para los productos Yamaha, mientras que el DX2 y el DX3 juntos se convirtieron en el DX5. Los modelos de desarrollo DX4 y DX5 llegaron al mercado como DX7 y DX9, respectivamente.
El DX7 fue un éxito instantáneo en todo el mundo y tanto el instrumento como su sonido se convirtieron rápidamente en fuerzas impulsoras de la música pop de los años ochenta. Sin embargo, cabe señalar que muchas de sus tecnologías y características también influyeron en gran medida en el desarrollo de los sintetizadores posteriores.
El primero de ellos era una pantalla LCD compuesta por dos líneas de 16 caracteres cada una. Antes del DX7, los valores de los parámetros del sintetizador se confirmaban normalmente desde las posiciones de los mandos y deslizadores, lo que significaba que no había forma de comprobar con precisión la configuración de los parámetros o de mostrar los nombres de las voces. Sin embargo, con la llegada de este tipo de elemento de interfaz de usuario, se hizo posible mostrar todo tipo de información y nació la tradición de nombrar voces originales. Mientras tanto, el hecho de que los parámetros individuales pudieran ser invocados y editados uno a la vez en la pantalla LCD eliminó la necesidad de una amplia gama de controladores en la parte superior del instrumento. El panel de control limpio y ordenado del DX7 no habría sido posible sin esta pantalla, y esta clara distinción con los sintetizadores del pasado fue otro factor detrás de su abrumadora popularidad.
La siguiente característica innovadora del DX7 fue el uso de cartuchos de memoria para almacenar y recuperar voces, una característica que sólo era posible gracias al diseño digital del sintetizador. Mientras que el GS1 había utilizado tarjetas de voz de tipo magnético, Yamaha decidió que los cartuchos que contienen memoria digital serían mejores para la serie DX, ya que no se ven afectados por los potentes campos magnéticos producidos por los altavoces y otros equipos similares. El DX7 puede almacenar 32 voces internamente, pero con un cartucho ROM enchufado en su ranura para cartuchos, se pueden disponer de 64 voces adicionales. Los cartuchos RAM, por su parte, se pueden utilizar para escribir y recuperar hasta 32 voces originales. Esta capacidad de aumentar el número de voces es exclusiva del sintetizador digital, y nuestro enfoque basado en cartuchos, sumamente conveniente, también hizo que los sonidos de los músicos profesionales estuvieran disponibles para todos. En la era de los sintetizadores analógicos, la única forma de reproducir los sonidos utilizados por los profesionales era copiar las posiciones de todos y cada uno de los mandos, e incluso así, era casi imposible obtener exactamente los mismos ajustes. Sin embargo, los propietarios de un DX7 podían comprar fácilmente cartuchos que contenían los sonidos reales de los sintetizadores famosos. Este novedoso enfoque, que hacía posible no solo poseer el mismo instrumento que el sintetizador estrella, sino también tocar los mismos sonidos, era extremadamente atractivo para los músicos aficionados.
También merecen una mención especial las notables mejoras que los desarrolladores de Yamaha lograron en el rendimiento del teclado, que ahora son aún más importantes para controlar los sonidos altamente complejos que FM hizo posible. Al trabajar en combinación con un teclado sensible al tacto, el generador de tonos FM puede modular los sonidos de una gran variedad de formas diferentes y, para aprovechar al máximo esta tecnología, decidimos equipar el DX7 con nuestro FS Keybed. Aunque originalmente fue desarrollado para el Electone, este teclado pasó a ser un componente estándar en los sintetizadores insignia de Yamaha durante más de dos décadas, y se convirtió en un elemento muy querido por un gran número de músicos.
Por último, pero no por ello menos importante, está la compatibilidad del DX7 con MIDI, un estándar técnico introducido en 1982 para permitir que los instrumentos musicales intercambiaran información digitalmente entre sí. Además de la información producida al tocar el teclado, esto también incluye datos generados al operar el pedal de sostenido, el pedal de volumen y muchos otros controladores relacionados con la interpretación. El simple hecho de que Yamaha adoptara este estándar tan pronto después de su lanzamiento fue otra razón por la que el DX7 atrajo tanta atención en ese momento, aunque la funcionalidad que proporcionaba era igualmente inspirada. Por ejemplo, al controlar el DX7 mediante un secuenciador MIDI (un dispositivo que puede reproducir sintetizadores automáticamente mediante la transmisión de datos MIDI), se podía recrear la interpretación de otro músico nota por nota y crear sin esfuerzo partes con sonido robótico o frases de alta velocidad que a los humanos les resultaría muy difícil tocar de forma continua. Otra característica que hizo que el DX7 se hiciera notar fue su capacidad para producir música innovadora y de vanguardia, como los sonidos dance y techno nacidos en los años ochenta, música que se lograba combinando interpretaciones MIDI robóticas con bajos de sintetizador duros que poseían un sonido FM distintivo.
Con estas y otras características pioneras, el sintetizador digital DX7 revolucionó tanto el aspecto comercial como el de la interpretación de la industria musical e influyó enormemente tanto en la música pop de la época como en la forma de los sintetizadores que vendrían.
El cambiante mundo del sintetizador
Tras la introducción del DX7, el mundo de los sintetizadores experimentó un gran cambio. La incorporación del soporte MIDI no sólo hizo posible que las partes musicales se tocaran automáticamente, sino que también dio lugar al concepto de expansión del generador de tonos para intérpretes en tiempo real. Por ejemplo, se podía hacer que dos DX7 tocaran exactamente la misma parte de piano eléctrico y, si se elevaba ligeramente el tono de uno de estos instrumentos, el resultado sería un efecto de tipo coro, lo que enriquecería mucho el sonido general. Este enfoque era igualmente aplicable a un mayor número de sintetizadores, pero como nadie podía tocar tres o cuatro sintetizadores al mismo tiempo, nos dimos cuenta de que los DX7, que se utilizaban exclusivamente en una capacidad de expansión, no necesitaban un teclado. Nuestra respuesta fue la serie TX de módulos generadores de tonos sin teclado.
Al DX7 le siguieron muchos más productos de este tipo, como el generador de tonos TX816 montado en bastidor, capaz de producir sonidos extremadamente ricos, y el TX7, que incluía un generador de tonos DX7 en una carcasa muy distintiva. Los lujosos sonidos FM que ofrecían a través de la expansión del generador de tonos también se convirtieron en una parte indispensable de la escena musical de la época, lo que les valió a estos productos una excelente reputación.
Los sintetizadores de la serie DX de Yamaha continuaron evolucionando junto con los avances tecnológicos. El DX7 II tenía un cuerpo de aluminio para reducir el peso y mejorar enormemente la portabilidad, y más tarde se agregó una unidad de disco para adaptarse a los disquetes de 3,5 pulgadas que se usaban ampliamente en ese momento. El desarrollo posterior de la serie vio la introducción de características aún más creativas, como canales de salida duales con soporte para paneo estéreo y funcionalidad de microafinación que permitía a los músicos usar sistemas de afinación distintos del temperamento igual, como las escalas musicales árabes. Mientras tanto, el modelo de mini teclado DX100 (que se lanzó un poco antes) presentó una serie de innovaciones específicamente para el músico: por ejemplo, la rueda de inflexión de tono se movió a la esquina superior izquierda y, cuando se tocaba de pie con una correa, la dirección de inflexión de tono del instrumento podía invertirse para que las notas pudieran doblarse de la misma manera que con una guitarra.
La Serie DX no sólo revolucionó el mundo de la música de los años ochenta, sino que también fue un motor de desarrollo de la interfaz de usuario del sintetizador digital moderno y su funcionalidad principal como instrumento.
Hacia la producción musical en casa
Hasta los años ochenta, los músicos aficionados interpretaban su música en directo, pero las grabaciones se hacían exclusivamente en estudios por profesionales. Sin embargo, durante esta década, la grabadora multipista (MTR), un dispositivo capaz de grabar cuatro pistas individuales en un casete de música estándar, se hizo muy popular, lo que hizo posible que cualquier persona, independientemente de su capacidad, pudiera producir grabaciones multipista desde la comodidad de su hogar. Al principio, el proceso estándar de la MTR consistía en grabar primero el ritmo utilizando una caja de ritmos y luego superponer pistas de bajo, guitarra y teclado para completar la canción. Sin embargo, con la creciente popularidad de los instrumentos compatibles con MIDI, los músicos pudieron sincronizar sus secuenciadores y cajas de ritmos, y los sintetizadores MIDI como los de la serie DX se usaban regularmente para pistas de bajo y acordes. Sin embargo, el DX7 solo podía producir una voz a la vez, lo que significa que se necesitarían dos de estos sintetizadores si, por ejemplo, se tuvieran que tocar el bajo y el piano eléctrico al mismo tiempo.
La solución de Yamaha fue el generador de tonos multiparte. Los datos MIDI se pueden asignar a canales específicos y, si se utiliza un secuenciador MIDI como un producto de la serie QX para transmitir datos de interpretación organizados en diferentes canales, entonces las voces de bajo, piano y marimba se pueden reproducir, por ejemplo, con los datos de los canales 1, 2 y 3, respectivamente. Un generador de tonos multicanal que reciba estos datos asignaría una voz diferente a cada canal y, en nuestro ejemplo, se necesitaría integrar el equivalente a tres sintetizadores individuales en un solo generador de tonos. El producto que Yamaha desarrolló en línea con este enfoque fue el módulo generador de tonos TX81Z, un dispositivo revolucionario que contiene el equivalente a ocho sintetizadores FM, cada uno con cuatro operadores dedicados. Los ocho generadores de tonos FM también se podían configurar en el mismo canal para producir sonidos más ricos y densos. Además, los operadores estaban equipados con formas de onda distintas de la onda sinusoidal por primera vez, de modo que se podía generar una gama más diversa de sonidos y, por esta razón, el TX81Z a menudo se considera una joya escondida entre los módulos de sintetizador.
En esa época, los productores musicales empezaron a tocar todas las partes (ya fueran instrumentos rítmicos, de bajo o de acordes) simultáneamente utilizando un sintetizador, y empezaron a aparecer en el mercado sintetizadores con secuenciadores MIDI integrados. Desarrollado para satisfacer esta necesidad, el Yamaha V-50 fue el sintetizador FM definitivo, ya que combinaba el TX81Z con un teclado, un secuenciador MIDI, una máquina de ritmos basada en la generación de tonos PCM y procesadores de efectos digitales. Este instrumento trascendió los límites del sintetizador digital y lo impulsó a la era de las estaciones de trabajo.
En menos de una década, entre el GS1 de 1981 y el V-50 de 1989, nuestros sintetizadores digitales evolucionaron desde el instrumento básico de interpretación hasta la estación de trabajo musical completa. Sin duda, los años ochenta fueron uno de los períodos más apasionantes y dinámicos en la historia del sintetizador Yamaha.
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