FM-модуляция и рассвет музыкальной индустрии в домашних условиях

Начало 1980-х годов стало периодом стремительного роста популярности полупроводниковых приборов на основе электронных компонентов, и устройства, которые просто были невозможны на предыдущем уровне развития технологий, стали появляться на рынке одно за другим. Такие термины, как "интегральная схема" и "широкая интеграция" начали встречаться на вступительных экзаменах в университеты, и компании запустили в производство электронные игры, основанные на этом типе схемы. Прорыв, совершенный в области полупроводниковых приборов в то время, был поистине исключительным.

Одним из наиболее выдающихся технических решений, ставших конкурентоспособными благодаря такому быстрому продвижению вперед, был FM-тон-генератор с цифровой частотной модуляцией. Этот способ создания звука был первоначально разработан в Стэнфордском университете в США, и Yamaha — первая компания, которая осознавая свой истинный потенциал, в 1973-ем году подписала с университетом договор о предоставлении исключительной лицензии.

Наша группа исследователей взялась за работу с FM тон-генераторами как частью схемы, чтобы перевести Electone® на цифровые технологии, и к 1974-ому году, когда был выпущен аналоговый синтезатор Yamaha SY-1, мы уже успешно укомплектовали прототип инструмента цифровым FM-тон-генератором. К сожалению, на тот момент было пока невозможно вывести этот инструмент на рынок из-за огромного числа интегральных схем, необходимых полупроводниковой технике того времени, а также из-за затруднений при поиске оптимального баланса между размером и функциональными возможностями. В результате дальнейших достижений в области полупроводников мы, наконец, получили инструмент с техническими характеристиками, которые сочли подходящими. И в апреле, через семь лет после начала разработки, Yamaha выпустила продукт с первым FM-тон-генератором – F-70, ставший классической моделью серии Electone. Месяц спустя за ним последовала клавиатура GS-1, инструмент, предназначенный для игры на сцене.

FM-cинтез отличается способностью с поразительной реалистичностью воссоздавать звуки, полные разнообразия и богатые обертонами, такие как электропианино, медные духовые инструменты и колокольчики. Сэмплинг в настоящее время стал основой тон-генерации, и так как эта техника использует подлинные записи, мы принимаем как должное, что наши синтезаторы могут с легкостью воспроизводить звуки огромного множества различных музыкальных инструментов. Однако аналоговые синтезаторы начала восьмидесятых были просто не в состоянии передать некоторые разновидности музыкального звука, — яркий пример ¬— колокольные металлические звуки, — и это сделало FM-звучание GS-1 настоящей сенсацией.

GS-1 фактически не вывели на рынок в качестве синтезатора, возможно потому, что звуки невозможно было обрабатывать на самом инструменте. Можно было пользоваться голосовыми платами для редактирования набора из 16-ти тонов, которые способен произвести GS-1, но чтобы создать или преобразовать эти звуки, требовалось особое, программирующее устройство, которыми пользовались разработчики (смотрите фотографию ниже). По правде говоря, эта способность делать музыкальные звуки доступными для редактирования оказалась настоящим препятствием на пути реализации конкурентоспособной разработки синтезатора.

Одними из самых привычных для нас пользовательских интерфейсов являются монитор, клавиатура и мышь. Ни Windows, ни Mac в 1980-ом году еще не существовали, и ввод команд и текста с использованием клавиатуры был основным способом взаимодействия пользователей с их компьютерами. Методы, которые сегодня стали для нас привычными, например, — работа с графическим интерфейсом и мышью или сенсорный экран, — в то время не были доступны. При разработке цифрового синтезатора создание ясного и простого интерфейса для музыканта, который хотел бы взаимодействовать со звуком более интуитивно понятным способом, а также для пользователя без опыта программирования, возможно, являлось основной сложностью, которую необходимо было преодолеть.

Как выход из положения наши специалисты разработали новый тип программатора, показанный ниже. Он применялся вместо сочетания электроламп и кнопок, которые саунд-дизайнер может использовать для подтверждения предыдущих параметров настроек, при внесении изменений.

Пользовательские интерфейсы современных синтезаторов обеспечивают полный и свободный доступ ко всем внутренним параметрам, и мы не понимаем, как нам повезло, потому что так было не всегда. Раньше, когда полупроводниковые и программные технологии развивались с головокружительной скоростью, нужно было совершить множество проб и ошибок, чтобы усовершенствовать интерфейс, создающий условия для креативного саунд-дизайна. Однако же, это был решающий шаг в развитии синтезаторов той эпохи.

Через два года после преодоления всех разногласий, возникших в процессе разработки FM-тон-генератора, создания пользовательского интерфейса для программирования и обработки звука, а также успешного выхода на рынок GS-1, Yamaha познакомила мир со своим многоголосым частотным синтезатором DX7. В основе FМ-тон-генератора лежало управляющее устройство (оператор), — основная составляющая, используемая для образования и трансформации звука. В то время как у GS-1 было четыре управляющих устройства, новый DX7 теперь отличался шестью, давая возможность создавать намного более замысловатые звуки. Более того, этот революционный синтезатор также предусматривал встроенные функциональные возможности для создания и редактирования звуков, и это позволило сохранять звуки в памяти картриджного типа, — и всё это примерно в одну десятую от цены GS-1. Неудивительно, что этот новый инструмент оказал такое огромное влияние на мир синтезаторов.

В то время целым рядом подразделений Yamaha одновременно разрабатывались различные инструменты, и тогда как прототип TRX-100 предшествовал GS-1, прямым предком синтезаторов DX серии была экспериментальная модель, известная как Музыкальный Синтезатор с Программируемыми Алгоритмами (Programmable Algorithm Music Synthesizer, PAMS). В знак признания этого факта, DX7 был обозначен на верхней панели управления как Цифровой Синтезатор с Программируемыми Алгоритмами.

Как следует из названия, PAMS создавал звук на основе разнообразных алгоритмов вычислений, а именно фазовой модуляции, модуляции по амплитуде, аддитивного синтеза и частотной модуляции, — и с самого начала прототип поддерживал сохранение программ в памяти. Однако, этот высокий уровень свободы саунд-дизайна достался ценой существенного увеличения числа требуемых параметров, означая, что PAMS еще не был пригоден для коммерческой реализации в качестве инструмента, программу которому может задавать обычный пользователь.

Для того, чтобы выйти из этого затруднения, разработчики Yamaha решили упростить конструкцию тон-генератора в синтезаторе за счет имеющих общие параметры регулятора и несущего элемента генератора огибающей. Они также уменьшили количество алгоритмов, — или схем соединения операторов — до 32-х. Это подготовило почву для завершения оригинальной линейки серии DX, включающей DX1, DX-5, DX7 и DX9. Хотя в то время были выпущены четыре модели, пять моделей под маркировкой, — DX1, DX2, DX3, DX4, и DX-5 — на тот момент находились в процессе разработки. DX1 сохранил свою маркировку, в то время как DX2 и DX3 в комплексе превратились в DX-5. Модели, бывшие в стадии разработки DX4 и DX-5, пришли на рынок как DX7 и DX9, соответственно.

DX7 был настоящим хитом во всем мире, и как сам инструмент, так и его звук вскоре стали движущими силами поп-музыки восьмидесятых. Отметим, вместе с тем, что многие из его технических решений и возможностей также оказали существенное влияние на дальнейшее развитие синтезаторов.

Первым из них был ЖК-дисплей, включающий 2 строки по 16 символов в каждой. До DX7 значения параметров синтезатора, как правило, подтверждались расположениями кнопок и фейдеров, то есть не было никакого способа тщательно проверить установки параметров или отобразить названия тембров. Однако, с появлением такого типа элемента интерфейса, стало возможно отобразить любой тип информации. Так родилась традиция присваивать имена оригинальным тембрам. Между тем, тот факт, что отдельные параметры могут быть выведены на дисплей и отредактированы по одному на ЖК-экране, устранил необходимость в огромном наборе контроллеров на верхней части инструмента. Простой в использовании и хорошо сделанный пульт управления DX7 был бы невозможен без этого экрана, и такое очевидное отличие от синтезаторов прошлых лет являлось еще одним фактором в основе его чрезвычайной популярности.

Другой революционной особенностью DX7 было использование картриджей памяти для хранения и повторного вызова звуков,— особенностью, которая была возможной только благодаря конструкции цифрового синтезатора. В то время как GS1 использовал голосовые платы магнитного типа, компания Yamaha решила, что картриджи, содержащие цифровую память, были бы лучше для серии DX, поскольку они не поддаются действию сильных магнитных полей, создаваемых динамиками и другими подобными устройствами. DX7 мог сохранять 32 тембра внутри, но с ROM-картриджем, вставленным в слот для картриджей, дополнительные 64 тембра теперь стали доступными. RAM-картриджи, в то же время, могут быть использованы для записи и повторного вызова 32-х тембров. Возможность увеличивать количество тембров присуща исключительно цифровому синтезатору и наш чрезвычайно удобный метод на основе картриджей также сделал профессиональный звук доступным всем. Ещё в эпоху аналоговых синтезаторов единственным способом воспроизведения звука, используемым профессионалами, было копирование расположения всех без исключения ручек, и даже тогда было почти невозможно получить абсолютно такие же параметры настройки. Владельцы DX7, однако, легко могли приобрести картриджи, содержавшие подлинные звукозаписи известных музыкантов. Этот подход, благодаря которому стало возможно не только иметь такой же инструмент, как и у своего кумира, но также и воспроизводить те же самые звуки, был чрезвычайно заманчив для музыкантов-любителей.

Особо стоит отметить исключительные усовершенствования, которых разработчики добились в производительности синтезаторов, –– сегодня они становятся всё более важными в управлении весьма сложными звуками, которые FM-синтез сделал возможными. Работая в сочетании с сенсорной клавиатурой, FM–тон-генератор мог модулировать звуки бесчисленным множеством различных способов, и для того, чтобы получить максимальную отдачу от этой технологии, мы решили оснастить DX7 нашими клавишами FS Keybed. Будучи первоначально разработанной для серии Electone, эти клавиши более двух десятилетий оставалась типовой деталью флагманских моделей синтезаторов компании Yamaha, полюбившись громадному количеству музыкантов.

Последнее по счёту, но совсем не по важности это поддержка DX7 технического стандарта MIDI, введённого в 1982-ом году с целью обеспечить музыкальным инструментам возможность обмениваться друг с другом информацией в цифровом виде. В дополнение к информации, полученной от синтезатора, протокол MIDI также включал в себя данные, получаемые от сустейн-педалей, педалей громкости и многих других связанных непосредственно с игрой на инструменте контроллеров. Тот простой факт, что компания Yamaha приняла этот стандарт так скоро после его появления, был ещё одной причиной, почему DX7 привлекал такое внимание в то время, пока функциональные возможности, которые это обеспечили, были в не меньшей степени вдохновляющими. Например, при управлении DX7 с использованием MIDI-секвенсера, — устройство, которое позволяет синтезатору играть автоматически посредством пересылки MIDI-данных, — можно было воссоздать игру другого музыканта нота в ноту, и без труда создать автоматизированные музыкальные партии или фразы, которые люди нашли бы очень сложными для непрерывного исполнения. Ещё одной обращающей на себя внимание особенностью DX7 была его способность создавать технически совершенную, ультрасовременную музыку, например, танцевальную и техно, родившуюся в восьмидесятые, — музыку, которая была получена путем объединения автоматизированных композиций в формате MIDI с низким синтезированным басом, обладающим специфическим частотно-модулированным (FM) звуком.

Благодаря этим и другим новаторским особенностям цифровой синтезатор DX7 встряхнул и производственную, и коммерческую отрасли музыкальной индустрии и оказал огромное влияние как на поп-музыку того времени, так и на форму будущих синтезаторов.