Aprenda Piano e Teclado: Yamaha 40 anos de sintetizadores

Elemento de referência no que diz respeito a sintetizadores digitais, o DX7 (lançado em Maio de 1983, primeiro à frente), e o seu sucessor, o DX7IIFD (Outubro de 1986, segundo à frente). Atrás encontra-se o DX1 (1983) e, imediatamente à frente dele, o DX5 (1985). Com um gerador de sons de síntese FM, uma memória integrada com 32-vozes (64 vozes com uma memória ROM externa associada) e um preço recomendado de 248,000 yens, o DX7, assim como outros instrumentos na série DX, foram produtos de sucesso que venderam mais de 420 mil unidades a nível mundial. O corpo do DX7 foi concebido em castanho para combinar com a cor do computador YIS que a Yamaha vendia na altura.

Capítulo 2: Geradores de Sons FM nos Primórdios da Produção Musical

Grandes avanços nas tecnologias de semicondutores

Teste realizados em geradores de sons sintetizados
FM na universidade de Standards, nos EUA

O início dos anos 80 conheceu uma imensa popularidade de componentes elétricos baseados em semicondutores, assim como de dispositivos que antes simplesmente não seria possível existirem e, neste período, graças às novas tecnologias, começaram a entrar rapidamente no mercado. Termos como “circuitos integrados” e “integração em larga escala” começaram a aparecer nos exames de acesso à universidade. As empresas começaram a produzir jogos eletrónicos com base neste tipo de circuitos. Os avanços tecnológicos realizados nesta altura, no campo dos semicondutores, foi verdadeiramente notável.

Dr. Chowning, da Universidade de Stanford, a usar um programador de vozes GS1 para criar sons

Um dos avanços tecnológicos, com viabilidade comercial, mais notáveis foi o gerador de sons digital de modelação de frequências (Frequency Modulation, ou FM). Este método de criação de som foi originalmente desenvolvido na Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, e a Yamaha – a primeira empresa a reconhecer o seu grande potencial – assinou, em 1973, um contrato de licenciamento exclusivo com a Universidade.

A nossa equipa de investigação começou a trabalhar com geradores de sons FM enquanto parte do projeto para passar o Electone® para a tecnologia digital. Em 1974 – quando o sintetizador analógico SY-1 da Yamaha foi lançado – tínhamos completado com sucesso um protótipo de instrumento com o gerador de sons FM integrado. Infelizmente, não foi possível lançar este instrumento no mercado devido ao elevado número de circuitos integrados que eram necessários pelas tecnologias de semicondutores da época e, também, devido à dificuldade verificada em obter um equilíbrio satisfatório entre as dimensões e as funcionalidades do instrumento.

À medida que foram feitos novos avanços tecnológicos no campo dos semicondutores, finalmente foi possível produzir um instrumento com especificações técnicas aceitáveis. Em Abril de 1981 – sete após o início do projeto de desenvolvimento – a Yamaha lançou o seu primeiro gerador de sons FM integrado no modelo F-70, um Electone clássico. Um mês mais tarde, seguiu-se-lhe o lançamento do teclado GS-1, um instrumento concebido para utilização em palco.

Programador de vozes para o GS-1

A sintetização FM é reconhecida pela sua capacidade em recriar, com elevados níveis de realismo, os sons com maior riqueza e variedade harmónica – tais como o do piano elétrico, metais e carrilhões. O recurso a sampling tornou-se característico dos geradores de sons e, uma vez que esta técnica recorre a gravações reais, entendemos que os sintetizadores devem ser capazes de reproduzir naturalmente os sons de uma vasta gama de instrumentos musicais. Contudo, os sintetizadores analógicos do início dos anos 80 não eram capazes de reproduzir certos tipos de timbres – como, por exemplo, sinos ou outro tipo de sons metálicos – e isto fez com que os sons FM gerados pelo GS-1 fossem verdadeiramente sensacionais.

O GS-1, na verdade, não foi comercializado como sintetizador, provavelmente devido ao facto de que os sons não podiam ser editados no próprio instrumento. Podiam ser usados cartões de vozes para alterar a memória de 16 vozes que o GS-1 reproduzia. Mas um dispositivo de programação especial foi desenvolvimento pelos investigadores (ver fotografia abaixo), necessário para criar ou modificar estes sons. Na verdade, esta capacidade de produção de vozes editáveis acabou por se tornar um autêntico pesadelo, no sentido de concretizar um produto de sintetização comercialmente viável.

Lançado em 1981, o teclado digital GS-1 apresentava um gerador de sons FM e controladores sensíveis ao toque. Reconhecido pelo seu corpo de dimensões de piano de palco, o GS-1 era um instrumento dispendioso, que custava cerca de 2.6milhões de yens.

O conceito de interface de utilização

Os sons produzidos por um sintetizador analógico podem ser alterados através do ajuste dos valores dos resistores e de outros componentes eletrónicos que compõem o circuito do gerador de sons. Consequentemente, podem ser adicionados controladores e botões com resistores variáveis, para permitir a funcionalidade de edição de som. A forma como estes controladores são dispostos, depende do design e dimensões do próprio sintetizador e instrumentos, tal como o CS-80 apresentado no 1º Capítulo, já que precisavam de recorrer a um grande aparato de controladores. Os sintetizadores digitais têm muitos mais parâmetros de som do que os seus predecessores analógicos, pelo que assignar um controlador físico a cada um destes não seria de todo possível de colocar em prática.

É importante notar que os sintetizadores digitais operam com base em programas, da mesma forma que um computador trabalha com base em software. Para produzir um novo som é preciso simplesmente associar um programa para esse efeito. Porém, para que os próprios parâmetros de som sejam editáveis, o sintetizador precisa também de um programa de edição. Naturalmente que o programa de edição necessita, igualmente, dos seus próprios botões e controladores para definir os valores dos parâmetros – em linguagem moderna, necessita de um painel ou interface de utilização (UI).

Um catálogo que apresenta os GS-1 e GS-2 (para o Japão), com a presença de Chick Corea nas primeiras páginas.

O protótipo TRX-100, o modelo base
parao GS-1

Um dos UIs (Interfaces de Utilização) que nos é mais familiar é o ecrã, teclado e rato de um computador. Nem o Windows ou o Mac existiam nos anos 80 e a principal forma de os utilizadores interagirem com os seus computadores resumia-se à entrada de texto e comandos no teclado. Os métodos a que nos acostumamos atualmente – por exemplo, trabalhar com um interface gráfico e um rato ou ecrã sensíveis ao toque – não existiam naqueles tempos. Ao desenvolver o sintetizador digital, criar um UI simples e acessível para o músico que desejava interagir com o som de forma mais intuitiva, e também a pensar no utilizador menos experiente a nível de programação, foi talvez um dos maiores desafios técnicos conhecidos.

O programador para o TRX-100

A solução encontrada pelos investigadores materializou-se no novo tipo de programador mostrado abaixo. Este interface assentava numa combinação de luzes e botões que auxiliavam o engenheiro de som a confirmar as configurações de parâmetros pré-definidas quando fazia edição de som.

Os UIs dos sintetizadores modernos oferecem um acesso total e livre a todos os parâmetros internos – nem damos valor à sorte que temos, especialmente porque nem sempre assim foi. Antigamente, quando as tecnologias de programação e semicondutores estavam no início do seu desenvolvimento, a grande velocidade, inúmeras rondas de tentativas e erros foram necessárias de forma a aperfeiçoar um UI para um design de som criativo e eficiente. Contudo, esta foi uma etapa crucial no desenvolvimento dos sintetizadores daquela era.

A chegada do DX7 transforma o panorama musical

Dois anos após um esforço hercúleo para desenvolver um gerador de sons FM, criar um UI para programação e edição de sons e, finalmente, lançar com sucesso o GS-1, a Yamaha apresentou ao mundo o seu sintetizador de modelação de frequências: DX7. No cerne do gerador de sons FM reside o operador: um componente essencial para gerar e modificar o som. Enquanto que o GS-1 tinha quatro operadores, o novo DX7 apresentava agora seis, permitindo-lhe criar sons muito mais elaborados. Este sintetizador revolucionário tinha, ainda, a funcionalidade integrada para criar e editar sons permitindo que estes ficassem gravados numa memória do tipo cartucho, tudo por cerca de um décimo do preço original do GS-1. Não é, assim, de surpreender que este instrumento tenha marcado de forma tão significativa o mundo dos sintetizadores.

O PAMS, protótipo da série DX

Naquela época, diferentes departamentos da Yamaha encontravam-se em processo de desenvolvimento de vários instrumentos em paralelo. Enquanto que o GS-1 foi precedido pelo protótipo TRX-100, o predecessor direto da série de sintetizadores DX foi um modelo de testes conhecido como Sintetizador Musical de Algoritmos Programável (Programmable Algorithm Music Synthesizer - PAMS). Em reconhecimento por este facto, o DX7 foi identificado no seu painel superior como um Sintetizador Digital de Algoritmos Programável.

Como o nome sugere, o PAMS criava som com base em variados algoritmos calculados – tal como modulação de fases, modulação de amplitude, síntese adicionada e modulação de frequências (FM) – e, desde o início, o protótipo suportava o armazenamento de programas em memória. Porém, este nível de liberdade no âmbito da produção de som acarretava um aumento brutal do número de parâmetros necessários, o que significa que o PAMS ainda não estava destinado ao circuito comercial como um instrumento que pudesse ser programado pelo utilizador comum.

Um protótipo do DX1

De forma a resolver este problema, os engenheiros da Yamaha decidiram simplificar o design do gerador de sons do sintetizador, fazendo com que os geradores de base de modulador e de carrier partilhassem parâmetros comuns. Também reduziram o número de algoritmos – ou padrões de combinação de parâmetros – para 32. Estas alterações abriram caminho para a conclusão do alinhamento da série original DX, composta pelos DX1, DX5, DX7, e DX9. Apesar de quatro modelos terem sido lançados nesta altura, cinco códigos de modelos – DX1, DX2, DX3, DX4, e DX-5 – foram na verdade utilizados durante a fase de desenvolvimento. O DX1 manteve o seu código quando foi lançado, o que é pouco comum nos produtos da Yamaha, enquanto que o DX2 e o DX3 combinados se tornaram no DX-5. Os modelos de desenvolvimento DX4 e DX5 foram lançados no mercado como DX7 e DX9, respetivamente.

Do catálogo do TX7 (edição em inglês).

Aqui mostra-se o TX7 associado ao DX7

O DX7 foi um sucesso imediato no mundo inteiro e tanto o instrumento como o seu som se tornaram forças motrizes no âmbito da música pop dos anos 80. Devemos, ainda, notar que muitas das tecnologias e funcionalidades apresentadas viriam a marcar o desenvolvimento dos sintetizadores daí em diante.

O primeiro destes avanços consistiu num ecrã LCD com duas linhas de 16 caracteres cada. Antes do DX7, os valores de parametrização do sintetizador eram geralmente confirmados pelas posições dos controladores e botões, o que significa que não havia forma de verificar com detalhe as configurações dos parâmetros ou de consultar os nomes das vozes. Com a chegada deste tipo de elemento de UI, tornou-se possível visualizar todo o tipo de informação e nasceu a tradição de atribuir nomes às vozes. Entretanto, o facto de ser agora possível selecionar e editar os parâmetros individuais, um de cada vez, no ecrã LCD, eliminou a necessidade de ter um conjunto alargado de controladores no topo do instrumento. O painel de controlo simples e organizado do DX7 não teria sido possível sem a introdução do ecrã e este avanço significativo face aos sintetizadores precedentes foi um dos motivos por detrás da imensa popularidade conquistada por este modelo.

Um diagrama de ligações do

catálogo do TX7. O catálogo

apresenta explicações técnicas

sobre a ligação de um TX7 e de

um QX7 ao modelo DX7.

Outra das funcionalidades verdadeiramente inovadoras do DX7 foi o recurso a cartuchos de memória para armazenar e empregar vozes na produção de som – uma funcionalidade que só foi possível graças ao design do sintetizador digital. Enquanto que o GS-1 empregava cartões de vozes magnéticos, a Yamaha decidiu que os cartuchos para armazenamento de memória em formato digital seriam melhores para a série DX, uma vez que não sofriam interferências dos poderosos campos magnéticos gerados pelos altifalantes e outros equipamentos similares. O DX7 era capaz de armazenar internamente 32 vozes, mas com um cartucho ROM ligado à entrada de cartuchos, ficava disponível um extra de 64 vozes. Os cartuchos RAM eram usados para gravar e empregar até 32 vozes originais. Esta capacidade de aumentar consideravelmente o número de vozes disponível era exclusiva do sintetizador digital e a abordagem inteligente da Yamaha em recorrer a memórias de cartucho também permitiu que os utilizadores em geral passassem a ter acesso a sons de músicos profissionais. Na era dos sintetizadores analógicos, a única forma de reproduzir sons usados por profissionais consistia na cópia das posições de cada um dos controladores e, mesmo assim, era quase impossível conseguir obter as configurações exatas. Os donos do DX7, porém, podiam facilmente adquirir cartuchos que continham os sons originais de utilizadores famosos de sintetizadores. Esta nova abordagem, que tornou possível ao comum mortal possuir o mesmo instrumento que o seu ídolo de sintetizadores e tocar exatamente as mesmas composições sonoras, fez as delícias dos músicos amadores.

Outro aspeto que também merece ser destacado encontra-se relacionado com os desenvolvimentos fantásticos que os engenheiros da Yamaha trouxeram ao desempenho do teclado, agora ainda mais importante no controlo dos sons, cada vez mais complexos, que a modulação de frequências tornou possível. Com base numa combinação de teclado sensível ao toque, o gerador de sons FM pode modular sons numa miríade de formas diferentes. De forma a conseguir o máximo desta tecnologia, a Yamaha decidiu equipar o DX7 com o seu FS Keybed. Apesar de ter sido originalmente desenvolvimento para o Electone, este teclado viria a tornar-se um componente standard nos sintetizadores de ponta da Yamaha durante duas décadas, tornando-se muito querido junto de grandes nomes da música.

Por último, mas nem de longe menos importante, é a capacidade de suporte MIDI do DX7, um standard técnico introduzido em 1982 para permitir aos instrumentos musicais trocarem informação digital entre si. Para além da informação produzida a tocar o teclado, esta funcionalidade também inclui dados gerados pela operação de sustentação de pedal, o pedal de volume e muitos outros controladores associados à performance. O simples facto de a Yamaha adotar este standard tão cedo após a sua divulgação foi outra das razões pela qual o DX7 gerou tanto interesse na época, contudo a funcionalidade que este oferecia era igualmente cheia de potencial. Por exemplo, ao controlar o DX7 utilizando um sequenciador MIDI – um dispositivo que pode tocar peças sintetizadas automaticamente ao transmitir dados MIDI – era possível recriar o desempenho de outro músico nota a nota e, sem grande esforço, criar peças sonoras robóticas ou frases em velocidade rápida, difíceis de tocar em modo repetido por qualquer pessoa. Outra funcionalidade que distinguia o DX7 era a sua capacidade de produzir música inovadora e moderna, tal como os sons de thecno ou dance music que nasceram nos anos 80, música obtida através da combinação de desempenhos MIDI robóticos com baixos sintetizados, que possuíam um som distinto de FM.

Com estas e muitas outras funcionalidades espetaculares, o sintetizador digital DX7 abalou tanto as vertentes de desempenho, como de negócio, da indústria musical e influenciou significativamente tanto a música pop da época, como marcou o desenvolvimento futuro dos sintetizadores.

O mundo em mudança dos sintetizadores

A seguir à introdução do DX7, o mundo dos sintetizadores conheceu mudanças profundas. A junção do suporte MIDI não só tornou possível que peças musicais fossem tocadas automaticamente, mas também deu lugar ao conceito de expansão do gerador de sons para intérpretes de música ao vivo. Por exemplo, dois DX7 podiam ser programados para tocarem exatamente a mesma peça de piano e se o pitch de um destes instrumentos fosse ligeiramente elevado, o resultado seria um efeito tipo coro, tornando o som de conjunto muito mais rico. Esta abordagem era aplicável à utilização de vários sintetizadores, mas como ninguém era capaz de tocar três ou quatro sintetizadores ao mesmo tempo, apercebemo-nos de que usar o DX7 apenas para modo de expansão não requeria o recurso a teclado. A nossa resposta consistiu na série TX de módulos de sons sem teclado.

O DX7 foi seguido por muitos mais produtos deste tipo, tal como o módulo de sons TX-816, montado em rack, capaz de produzir sons muito mais ricos, e o TX-1, que incluía também um gerador de sons DX7 num corpo muito distinto. Os luxuriosos sons FM que estes aparelhos combinados ofereciam, através da expansão do gerador de sons, também se tornou um elemento indispensável do panorama musical da época, o que trouxe um grande sucesso a estes artigos.

Os sintetizadores da série DX da Yamaha continuaram a evoluir em paralelo aos avanços tecnológicos. O DX7 II apresentava um corpo de alumínio para um peso menor e maior portabilidade e, mais tarde, foi-lhe adicionada uma drive de disquetes para suportar as disquetes de 3.5 polegadas muito populares na altura. Progressivos desenvolvimentos técnicos empreendidos nesta série permitiram a introdução de ainda mais funcionalidades criativas, tais como canais de saída duplos com suporte para stereo panning, ou uma funcionalidade de afinamento ao detalhe que permitia aos músicos usar os sistemas de afinação de outros tipos, tal como escalas musicais árabes. Entretanto, o modelo de mini teclado DX100 (lançado anteriormente) apresentava uma série de inovações especificamente para o seu utilizador: por exemplo, a roda de pitch bend transferida para o canto esquerdo no topo, e quando tocado de pé com recurso a uma alça surgiu a capacidade de alterar a direção do pitch-bend de forma a que as notas pudessem ser trabalhadas tal como na guitarra.

A série DX não só marcou de forma determinante o panorama musical dos anos 80, como também funcionou como motriz de vanguarda no desenvolvimento do UI do sintetizador digital moderno, tornando-se uma característica essencial ao instrumento.

Avanços na produção musical amadora

Até aos anos 80, os músicos amadores podiam atuar ao vivo, mas no que dizia respeito a gravações em estúdio esse era um privilégio dos profissionais. Durante esta década, contudo, o gravador multifaixas (MTR) – um dispositivo capaz de gravar até quatro faixas individuais num gravador de cassetes standard – tornou-se extremamente popular e isso tornou possível a qualquer pessoa, independentemente dos seus conhecimentos, produzir gravações multi-pista a partir do conforto de casa.

No início, o processo standard de MTR consistia na gravação do ritmo com recurso a uma máquina de percussão e, de seguida, para completar a música, dispor por cima, em camadas, as faixas de baixo, guitarras e teclas. Face à crescente popularidade dos instrumentos compatíveis com MIDI, os músicos eram capazes de sincronizar os seus sequenciadores e dispositivos de percussão e as peças sintetizadas MIDI, tal como as da série DX, usadas geralmente tanto para faixas de baixos ou cordas. Contudo, o DX7 só conseguia produzir uma voz de cada vez, o que significa que dois destes sintetizadores seriam necessários para, por exemplo, ser possível tocar baixo e piano elétrico ao mesmo tempo.

A solução da Yamaha assentou no desenvolvimento de um gerador de sons multi-canais. Os dados MIDI podiam ser assignados a canais específicos e se um sequenciador MIDI, tal como um dos produtos da série QX, fosse usado para transmitir os dados do desempenho, organizados em diferentes canais, então seria possível tocar os dados de, por exemplo, vozes de baixo, piano e marimba nos canais 1, 2 e 3, respetivamente.

Ao receber estes dados, um gerador de sons multi-canal podia assignar vozes diferentes a cada canal e, seguindo o nosso exemplo, seria necessário integrar num gerador de sons o equivalente a três sintetizadores individuais. O produto que a Yamaha desenvolveu alinhado com esta abordagem foi o módulo de sons TX81Z, um dispositivo revolucionário que oferecia o equivalente a oito sintetizadores FM, cada um com quatro operadores dedicados. Todos estes oito geradores de sons FM também podiam ser configurados para o mesmo canal, para produzir sons mais densos e ricos. Outra característica interessante assentava no facto de os operadores virem equipados com ondas sonoras, para além da onda de sinal inicial, de forma a gerar um leque de sons mais alargado e, por este motivo, o TX81Z é muita vezes considerado uma pérola entre os sintetizadores modulares.

Por volta desta altura, os produtores musicais começaram a tocar todos os tipos de instrumento – corda, metal, sopro – simultaneamente num único sintetizador e os sintetizadores com sequenciadores MIDI integrados começaram a aparecer no mercado. Desenvolvido para endereçar esta necessidade, o Yamaha V-50 era o topo de gama a nível de sintetizadores FM, combinando o TX81Z com teclado, sequenciador MIDI, um dispositivo de ritmos com base no gerador de sons PCM e processadores de efeitos digitais. Este instrumento transcendia as fronteiras do sintetizador digital, impulsionando-o para a era da workstation.

Em menos de uma década, entre o GS-1 de 1981 e o V-50 de 1989, os sintetizadores digitais da Yamaha evoluíram de instrumento básico de sintetização para uma workstation musical completa. Sem dúvida alguma, a década de 80 foi uma das mais entusiasmantes na história dos sintetizadores Yamaha.