Yamaha 40 anos de sintetizadores - Capítulo 1

Recuando ao lançamento do SY-1 em 1974, a história entusiasmante em torno do desenvolvimento e produção de sintetizadores da Yamaha celebra agora o seu 40º ano de vida. Enquanto instrumento musical que permite criar sons inovadores e entusiasmantes e expressar-se de forma mais livre, o sintetizador tem estado sempre na ponta tecnológica do desenvolvimento da música eletrónica desde que foi criado. Mais ainda, as tecnologias aperfeiçoadas de forma a concretizar este instrumento estão agora a ser utilizadas em variadíssimos tipos de dispositivos áudio, o que nos permite afirmar que o sintetizador encarna o verdadeiro espírito evolutivo da música moderna.

Em honra do quadragésimo aniversário dos sintetizadores Yamaha, que desde sempre têm ocupado um lugar cimeiro na indústria da música, apresentamos este percurso inovador analisando os produtos, tecnologias e desenvolvimentos que marcaram cada período.

Capítulo 1: Origens dos Sintetizadores Yamaha

Evolução a partir do Electone

Tecnologias e produtos que podem ser encarados como precedentes dos primeiros instrumentos musicais eletrônicos existem desde a década de 1920, mas o órgão eletrônico destaca-se pela sua ligação à música popular. O Electone® ("Electone" é o nome e marca pelo qual a Yamaha apelida os seus órgãos eletrônicos) estreou-se em 1959 com o modelo D-1. Instrumentos musicais similares, com base em tecnologia de tubo de vácuo, já existiam nessa época, mas o D-1 foi revolucionário uma vez que os seus módulos dependiam somente de transístores. Apesar de o Electone ter aberto caminho para os sintetizadores modernos a nível de sintetização de som, faltava-lhe de tal forma a expressividade dos instrumentos acústicos que o presidente da Yamaha desse período chegou mesmo a referir-se ao sintetizador como um "brinquedo musical". O instrumento produzia um tom assim que se premia uma tecla, mas cessava de súbito com um abrupto estalido mecânico assim que se soltava a tecla.

Apresentado em 1975, o GX-1 caracterizava-se por ser de oito notas polifónicas e por ter 35 geradores de som sintetizado. Este famoso instrumento era muito querido por donos como Stevie Wonder e Keith Emmerson.

Vários projetos de investigação na época identificaram a forma pela qual o som se alterava ao longo do tempo como o elemento mais importante na interpretação num instrumento musical. Consideremos, como exemplo, o piano: o som produzido quando uma tecla é tocada inclui harmonias complexas que são geradas pela pressão da tecla sobre a corda. Enquanto o som perdura, conhece porém variações ondulares de menor conteúdo harmónico, tal como uma onda senoidal. Esta específica variação sónica ao longo do tempo é a característica mais singular que nos permite identificar o som do piano. A Yamaha percebeu que o desenvolvimento de tecnologias capazes de reproduzir estas variações de som seria crítico para os instrumentos eletrónicos serem capazes de reproduzir os sons e vozes naturais dos instrumentos acústicos. Na verdade, a história do desenvolvimento dos sintetizadores da Yamaha começou realmente com esta questão da variação do som ao longo do tempo e a demanda de fazer com que o Electone produzisse sons mais interessantes.

Por que tecnologia digital num sintetizador analógico?

Apelidado de "Electone", o D-1 da 

Yamaha foi lançado em Dezembro 

de 1959 como um órgão eletrônico 

com design exclusivo de transístores.

O sistema de produção de sons empregue na primeira geração de Electones era extremamente simples. Cada tecla no teclado possuía o seu próprio oscilador, ou aquilo a que atualmente chamamos de "gerador de sons", que produzia um som sempre que a tecla era tocada. Se o teclado tivesse 40 teclas, o instrumento teria 40 osciladores, com cada conjunto a funcionar de forma semelhante à do sistema switch and buzzer. A decisão de recorrer a novos circuitos capazes de modificar o som ao longo do tempo, como descrevemos acima, implicaria ser capaz de fornecer um para cada conjunto e para cada tecla do teclado. Contudo, tendo em conta os avanços tecnológicos nesse período, implementar este princípio implicaria desenvolver um design muito caro que resultaria num instrumento demasiadamente grande.

Sintetização do Electone D1

Tornou-se assim manifesto que era necessária tecnologia inovadora de controlo sonoro, de maneira a usar um número limitado de circuitos de forma mais eficiente. Se, por exemplo, um instrumento tivesse oito circuitos de controlo poderia gerar até oito sons em polifónico, ou seja, oito notas diferentes ao mesmo tempo. Mas se tivesse igualmente 36 teclas numa configuração de três oitavas, esta nova tecnologia teria necessidade de identificar quais os circuitos a ativar em resposta ao toque de uma tecla em particular. A solução passou por introduzir um dispositivo que pudesse atribuir circuitos a teclas, com eficiência, com base na ordem pela qual elas eram tocadas, no número de teclas a serem tocadas nesse preciso momento e considerando outras questões do género.

Este tipo de dispositivo ficou conhecido como um key assigner, o verdadeiro precursor da tecnologia atual de alocação dinâmica de voz (Dynamic Voice Allocation - DVA). Nos anos 70, quando os geradores de tons ainda dependiam da tecnologia analógica, os circuitos digitais já estavam a ser concretizados nos key assigners. Como tal, a sua adoção representou um marco histórico na introdução da tecnologia digital na época dos sintetizadores analógicos.

Nascimento do SY-1

Em 1973, a Yamaha terminou o projeto de desenvolvimento de um protótipo apelidado de GX-707. Com base nos controladores de voltagem em cluster, este instrumento pode bem ser considerado como o predecessor do Electone GX-1. Apesar de ser semelhante ao Electone, o GX-707 era na realidade um sintetizador polifónico de oito notas, especificamente os teclados superior e inferior suportavam polifonia de oito notas, enquanto que os teclados de solo e pedal eram meramente monofónicos. Contudo, enquanto modelo de destaque da linha Electone, este protótipo foi concebido como um modelo para grandes salas, para utilização em palco. Com uma consola que pesava mais de 300 Kg e uma mesa separada para a edição de tons, não era um modelo adequado ao público em geral e é, até hoje, considerado um instrumento para um nicho específico de mercado. Porém, o GX-707 apresentava geradores de som bastante expressivos, tecnologia que a Yamaha optou por empregar num produto de teclado único para os restantes modelos de Electone. Foi assim que nasceu o sintetizador monofónico SY-1 que viria a ser o primeiro sintetizador oficial da Yamaha aquando do seu lançamento em 1974. Tendo em conta que os sintetizadores analógicos tipicamente evoluíram do monofónico para o polifónico, este padrão inverso – ou seja, do polifónico para o monofónico – é mais uma prova do pensamento inovador que caracteriza o espírito tecnológico da Yamaha.

Seção de Sound Envelope dp SY-1

Apesar de o SY-1 não apresentar um key assigner, tinha contudo um controlador de sound envelope para alterar os sons em tempo real. O controlador de sound envelope empregue nos sintetizadores compreende tipicamente quatro fases, identificadas pelas letras ADSR. O "A" significa tempo de Ataque, ou seja, o tempo ajustável entre a pressão de uma tecla e a nota daí resultante atingir o seu nível máximo. O tempo de Decaimento, representado pelo "D", que define a quantidade de tempo que uma tecla deve ser pressionada para o som descer do ponto máximo a um nível de sustentação. Este nível de Sustentação, indicado pelo "S", é o volume constante que as notas mantidas conseguem atingir. Por último, o tempo de Relaxamento, representado pelo "R" em ADSR, determina quanto tempo leva ao som a desvanecer por complemento assim que a tecla é libertada.

Por regra, usar-se-ia um controlador para cada um destes parâmetros, para conseguir ajustar a forma como o som se altera ao longo do tempo em resposta à pressão, sustentação e libertação das teclas. Contudo, podemos facilmente observar que o painel de controlo do SY-1 não apresenta os botões de controlo que os sintetizadores modulares apresentam, como por exemplo o Moog e o Minimoog, para configurar as etapas de amplitude e filtros de envelopes do ADSR. Em lugar disso, um par de sliders apelidados Ataque e Sustain são usados para ajustar a amplitude de envelope e uma funcionalidade conhecida como Attack Bend que permite ajustar de forma única o pitch e filtros de envelope no início de uma nota.

O SY-1 apresentava uma série de predefinições de envelope para recriar o som de vários instrumentos, tais como a flauta, a guitarra e o piano que podiam ser ativados com um simples movimento das alavancas de tom. Nos dias que correm nem se poderia conceber a possibilidade de não utilizar as predefinições de um sintetizador, mas a inclusão desta funcionalidade pela Yamaha no seu primeiro sintetizador analógico foi um marco de inovação singular para a época.

Outra característica inovadora do SY-1 foi o controlador de toque ou sensibilidade de velocidade. Antes do lançamento do SY-1, os orgãos eletrónicos vinham geralmente equipados com um pedal de volume ou expressão que o músico usava para modular o som, de forma a dar-lhe mais expressão, quando tocava. Por essa altura, contudo, já a Yamaha se encontrava a desenvolver uma gama de diferentes protótipos com o objetivo de modulação do som com base na pressão exercida sobre as teclas. Finalmente, viria a aperfeiçoar uma tecnologia que media a força do toque através do reconhecimento de quanto tempo levava para as teclas serem pressionadas até ao fundo e foi este sistema que viria a estrear-se no SY-1.

A passagem para os sintetizadores combinados da Série CS

GX-1

Em 1975, um ano após o lançamento do SY-1, a Yamaha apresentou o GX-1 como um modelo Electone para concertos. Porém, os primeiros produtos fora da série do Electone a herdar as tecnologias únicas do SY-1 foram os sintetizadores combinados da Série CS.

Uma das características mais impressionantes dos sintetizadores CS eram os circuitos integrados empregues nos seus geradores de sons e controladores, componentes que até essa altura eram geralmente compostos por conjuntos de transístores. A integração de tecnologia de ponta cimentou o caminho para fantásticas reduções de peso e um potencial de portabilidade melhorado destes equipamentos. Considere-se, por exemplo, o GX-1 e o CS-80, sintetizador topo de gama da sua linha: apesar destes dois instrumentos certamente diferirem em termos de design e contexto de utilização, o GX-1 pesava mais de 300 kg e custava cerca de sete milhões de yens, enquanto que o CS-80 pesava apenas 82 kg e custava cerca de 1.28 milhões de yens, o que significa que um músico mais facilmente poderia adquiri-lo ou transportá-lo.

CS-10

CS-80 - Top de linha - 1977

Guia técnico do CS-60

Os sintetizadores da Yamaha na época apresentavam duas características bastante distintas, a primeira das quais era a capacidade de memorizar sons programados. Atualmente, a capacidade de arquivo de sons originais na memória de um instrumento é um dado adquirido, tal como gravar um ficheiro num computador. Mas nos anos 70 ainda não existia RAM ou ROM por isso foi empregue uma abordagem extremamente analógica para guardar os sons. A imagem acima mostra uma página de um guia técnico de um CS-60 que era usado pelos técnicos para reparar um instrumento. Esta secção, intitulada "Circuitos" (Predefinições de sons 1), apresentava os nomes dos instrumentos, valores de resistência e um diagrama de circuitos. As alavancas dos sintetizadores encontravam-se ligadas a vários resistores, ou seja, elementos do circuito que serviam para limitar a corrente e a voltagem. Como já referido, os valores de resistência fixos, que correspondam a posições específicas nestas alavancas, estão integrados neste circuito. A combinação destes valores resulta num determinado som ou tom, levando estes circuitos – bastante usados na época – a serem chamados de tone boards.

Cartucho ROM do GX-1

Em instrumentos como o GX-1, os tone boards eram fisicamente inseridos e removidos para alterar sons. Como tal, já nessa época a Yamaha empregava um método de armazenamento de sons semelhante aos cartuchos ROM de tipo analógico. Por outro lado, o CS-80 possuía uma funcionalidade que permitia alternar de forma instantânea entre quatro sons originais. Apresentava na realidade quatro conjuntos completos de elementos de memória, com um elemento de memória de cada conjunto a corresponder a um controlador específico no instrumento. Cada um dos quatro conjuntos podia, assim, ser usado para armazenar todas as posições de controladores para um som criado pelo utilizador.

A outra característica única dos sintetizadores da Yamaha reporta-se aos geradores de envelope do tipo IL-AL. O IL e o AL referem-se a Initial Level (Nível Inicial, NI) e Attack Level (Nível de Ataque, NA), respetivamente, e estes geradores de envelope empregavam uma abordagem ligeiramente diferente daquela típica do ADSR standard. Num envelope ADSR, o valor correspondente ao início da fase de ataque é o zero, valor de base. Quando aplicamos o envelope produzido por um gerador deste tipo a um filtro, a tonalidade no início do som é determinada pelas definições de cutoff-frequency típicas. Contudo, os tons no ponto alto do ataque, e enquanto a nota é sustida, são definidos por esta definição de cutoff-frequency combinada com a profundidade do gerador de envelope e o valor do nível de sustentação. Uma vez que estes sons são o resultado de múltiplas definições, ajustar a forma pela qual o som se altera a tempo real tornar bastante confusa. Em contraposição, quando se aplica um envelope com definições de Nível Inicial e Nível de Ataque, a cutoff-frequency do filtro determina o som produzido enquanto a nota é sustida e os controladores de NI e NA podem definir os tons de forma independente nas fases de início e de ponto alto. Esta abordagem fornece um grau de liberdade muito superior, sobretudo quando se tenta recrear sons que soem o mais natural possível. Como característica única da Yamaha, o gerador envelope de tipo NI e NA demonstra a dedicação à elevada qualidade de criação de som por parte dos nossos investigadores técnicos.

Gerador envelope do tipo IL e AL (CS-10)

Controladores de pitch bend e modulação

com forma de roda dentada (CS-15D)

O CS-80 também se encontrava equipado com uma barra portamento, também conhecida como ribbon controller, que podia ser usada para modular o som com suavidade, e uma funcionalidade de aftertouch que detetava a pressão aplicada a cada tecla sustenida e alterava o tom de acordo com essa pressão. Uma vez que estas funcionalidades ainda são muito populares nos sintetizadores modernos, o facto de que foram desenvolvidas e implementadas pela Yamaha há mais de quatro décadas sublinha a excelente capacidade técnica da nossa equipa de desenvolvimento de sintetizadores.

Preços mais baixos, designs mais compactos e outras melhorias técnicas

CS-5

Na última metade de década de 70, a série CS foi alargada para incluir sintetizadores monofónicos de baixo preço, o que levou à sua maior adoção junto de músicos amadores e popularidade crescente. Graças, em parte, aos rápidos avanços a nível dos circuitos eletrónicos integrados, e aos consequentes preços mais baixos, o CS-5, introduzido no mercado em 1978 pesava apenas 7 kg e custava cerca de 62 mil yens.

Muitas das funcionalidades e características tecnológicas dos sintetizadores modernos da Yamaha foram forjadas durante o desenvolvimento de instrumentos mais compactos e menos dispendiosos como estes. Por exemplo, os controladores de pitch bend e modulação com forma de roda dentada do CS-15D tornaram-se funcionalidades características dos nossos instrumentos e são empregues nos modelos mais recentes da série MOTIF XF. Em 1979 foi lançado o CS-20M, o que marcou a passagem para a tecnologia digital a nível do armazenamento de sons. O CS-70M, introduzido em 1981, era muito semelhante aos instrumentos modernos a nível de funcionalidades, nomeadamente no que dizia respeito à função de sintonização automática que veio resolver os recorrentes problemas de sintonização que os sintetizadores analógicos apresentavam, e que apresentava também um sequenciador integrado com base num microprocessador dedicado.

CS-15D

O CS-01 de 1982 foi um sintetizador realmente único. Capaz de trabalhar a pilhas e equipado com um miniteclado, uma coluna integrada e possibilidade de usar à tiracolo, entre outras características, deu lugar a uma nova era tanto em termos de sintetização de som, como de utilização destes instrumentos.

Inspiração para criar novas formas de sintetização

Desde o seu começo em 1974, o desenvolvimento de sintetizadores pela Yamaha desdobrou-se em inúmeros outros avanços tecnológicos, nomeadamente na criação de sons, que também se iniciou nos anos 70. Exemplos notáveis são a pesquisa na sintetização FM, que se viria a tornar muito popular nos anos 80, e o sistema híbrido Pulse Analog Synthesis System (PASS), que combinava tecnologias digitais e analógicas e foi adotado para utilização nos geradores de sons do Electone, em 1977. As gravações de sons destas tecnologias protótipo demonstram que, em particular, a abordagem de sintetização analógica empregue no SY-1 conseguiu ser aperfeiçoada até atingir um nível viável de comercialização. Neste âmbito, é notável a rapidez com que os investigadores da Yamaha na época identificaram tantas novas tecnologias com imenso potencial e as puserem em prática.

Mesmo após o lançamento do Electone D-1, ainda existiam muitas questões associadas à qualidade do som que precisavam de ser endereçadas. Uma questão especialmente bicuda assentava na dificuldade de tornar estes novos instrumentos tão expressivos como os acústicos. Como já referido, as mudanças em tom e volume ao longo do tempo foram identificadas como um aspeto crítico a este nível, conduzindo a uma pesquisa e desenvolvimento contínuos na procura de sons cada vez melhores de forma a ultrapassar estes problemas. Também enquanto elemento simbólico do período de grande crescimento que a economia Japonesa conheceu nesta época, o então presidente da Yamaha diz-se que terá dado instruções à sua equipa para "gastar o que fosse preciso de forma a produzir algo que seja o melhor no mundo". Com tamanha paixão e devoção, o desenvolvimento de sintetizadores na Yamaha durante os anos 70 fez mais do que dar à luz uma miríade de tecnologias originais e inovadoras, também viria a abrir o caminho para a crescente popularização do sintetizador enquanto instrumento musical.

Lançado em 1982, o CS01 apresentava um corpo compacto (48.9 x 3.6 x 16 cm) que pesava apenas 1.5 kg, permitindo aos músicos juntar uma alça e usá-lo como teclado à tiracolo. Funcionava a pilhas e vinha equipado com rodas de pitch bending e modulação no topo esquerdo do corpo do instrumento, este sintetizador permitia aos intérpretes movimentarem-se em palco de forma semelhante aos guitarristas. O CS01 oferecia capacidade de controlo de profundidade, um corpo cinzento como cor standard, e esquemas de cor em brancos, preto e cor de vinho também disponíveis (no Japão). Chick Corea foi um dos artistas que usou o CS01 em palco.

Origem: http://pt.yamaha.com/pt