www.iua.upf.es/~sergi/ - sergi.jorda@iua.upf.es
Publicado en Resonancias con permiso del autor - (c) 1997-2003 Sergi
Jordà Puig
9.1. Introducción
Hasta ahora, hemos utilizado frecuentemente el término sintetizador
para referirnos a todo dispositivo capaz de generar sonido, sin
preocuparnos por la manera en que se realiza dicho proceso. En este
capítulo revisaremos algunos de los sistemas de generación de sonido
más utilizados.
9.2. ¿Qué es un sintetizador?
En los capítulos iniciales, dedicados al audio digital, hemos estudiado
los procesos de digitalización de sonido, y hemos visto cómo es
posible modificar posteriormente este sonido digitalizado. En todos
los ejemplos partíamos de un sonido inicial que, asumíamos, existía
fuera del ordenador antes de convertirse en una ristra de números.
En un sintetizador "puro", esto no es así. Como su nombre sugiere,
este dispositivo sintetiza el sonido, es decir, lo genera a partir
de la combinación de elementos simples (normalmente señales periódicas
y funciones matemáticas) que no tienen por que existir fuera de
sus circuitos.
En realidad, los términos síntesis
-y por extensión, sintetizador-
no son, hoy en día, plenamente acertados, pues gran parte de los
instrumentos digitales actuales no sintetizan
totalmente el sonido (no parten de cero), sino que utilizan, recombinan
y modifican fragmentos almacenados en su memoria. A pesar de ello,
y para simplificar, seremos "flexibles" y, de momento, pasaremos
por alto este matiz.
Sea o no un "genuino" sintetizador, conviene recordar,
por último, que todo generador digital de sonido oculta un ordenador
(con su CPU, su memoria, su sistema operativo, etc.) en su interior.
¡Los chips de los sintetizadores actuales son, de hecho, potentísimos
DSPs (chips para procesado digital de señal) capaces de realizar
decenas de millones de instrucciones por segundo!
9.3. Antecedentes históricos
Para encontrar los primeros sintetizadores de sonido debemos remontarnos
a 1906, año de invención del Telharmonium,
mientras que en los años veinte surgen el Theremin
y las Ondas Martenot. Estos primeros
aparatos eran evidentemente analógicos, y utilizaban osciladores
eléctricos como fuente sonora. Sin embargo, los primeros intentos
de síntesis digital tampoco datan de ayer ya que son, de hecho,
casi tan viejos como los propios ordenadores: Max V. Mathews, padre
indiscutible de toda la síntesis digital, generó los primeros sonidos,
en los laboratorios de IBM, en 1957.
En aquella época, la escasa potencia de aquellos
ordenadores hacía totalmente inviable la comercialización de sintetizadores
digitales, por lo que las dos décadas siguientes vieron la eclosión
de los sintetizadores analógicos, que comenzaron a fabricarse comercialmente
y marcaron una época en el pop de principios de los setenta (Pink
Floyd, Keith Emerson, Tangerine Dream, Stevie Wonder, etc.).
Pero mientras, en algunas universidades y centros
de investigación privados, se seguía investigando y creando música
digitalmente, con la ayuda de los más potentes mainframes,
aunque todavía no en tiempo real1.
Hasta principios de los ochenta, la tecnología no estuvo preparada
para dar este salto; en 1983 surge el DX7 de Yamaha2,
primer sintetizador digital comercial, y en pocos años los sintetizadores
digitales desbancarían a los analógicos3.
9.4. Algunos conceptos
de síntesis digital
Aunque existen, como veremos en el apartado siguiente, diferentes
sistemas de síntesis digital de sonido, ciertas técnicas y procesos
que permiten la modificación y el enriquecimiento del sonido generado
inicialmente, se han ido extendiendo tanto que hoy son, en mayor
o menor medida, aplicables a casi todos los sistemas. Pasamos a
describir algunos conceptos importantes que incorporan la mayoría
de sintetizadores actuales, independientemente del método de síntesis
que implementen.
9.4.1.
Envolvente
En los instrumentos acústicos, el nivel sonoro varía permanentemente
a lo largo de la emisión de una nota, y la forma en que lo hace
influye poderosamente en su carácter. La envolvente más precisa
corresponde a la línea que une los sucesivos máximos de amplitud,
pero, para simplificar el procesado de la información, la mayoría
de sintetizadores reducen la envolvente a unos pocos fragmentos
rectilíneos.
En la figura 9.1 se muestran los sonidos digitalizados
de un piano y una flauta; aunque ambas variaciones de amplitud son
complicadas, se pueden observar ciertas tendencias similares.
|
|
Figura 9.1.
Sonidos digitalizados de un piano y un flauta |
En el piano, el sonido alcanza rápidamente un nivel
máximo, seguido de un primer descenso brusco y un segundo descenso
más suave durante el que se extingue gradualmente la nota.
En la flauta, la fase inicial de ascenso y el primer
descenso, son más suaves y prolongadas. Después existe una fase
en la cual el sonido se mantiene (mientras el flautista sigue soplando),
y el segundo descenso es más rápido que en caso del piano.
Con mayor o menor acierto, estas cuatro fases genéricas
permiten aproximar la variación de la amplitud en la mayoría de
instrumentos acústicos. En esto se basa la envolvente, que trata
de simplificar esta variación mediante cuatro valores:
- El tiempo transcurrido entre el inicio
de un sonido y el instante en que éste alcanza su nivel máximo,
se denomina ataque.
- El tiempo del primer descenso recibe el
nombre de decaimiento.
- El nivel al que se mantiene la amplitud,
después de este decaimiento, se llama sostenido.
- Finalmente, el tiempo empleado por el sonido
en extinguirse hasta el silencio, se llama liberación
o release.
De acuerdo con estos cuatro parámetros, en
la figura 9.2 se muestran las envolventes aproximadas de los sonidos
digitalizados de la figura 9.1. La imagen corresponde a una ventana
del programa Vienna, que se utiliza para editar y modificar los
sonidos de la tarjeta AWE32.
|
|
Figura 9.2.
Envolventes aproximadas de los sonidos de la figura 9.1 |
A causa de los nombres de estas cuatro fases, este
tipo de envolventes suelen denominarse ADSR. Aunque muchos sintetizadores
modernos utilizan envolventes de más de cuatro fases y, por consiguiente,
más realistas, su uso en cualquier forma de síntesis sigue siendo
fundamental. Algunos sintetizadores permiten además asignar envolventes
a la altura o al filtro, para obtener sonido más ricos y variados
(en muchos instrumentos, como el piano o el saxofón, la altura y
el contenido armónico también varían a lo largo de la emisión de
una nota).
9.4.2. Modulación de baja
frecuencia
Los sonidos naturales jamás son totalmente estables. En ellos, la
altura, la amplitud, el contenido armónico, oscilan de forma permanente,
enriqueciéndolos. Una forma simplificada de obtener cierta variación
en los sonidos sintéticos, consiste en aplicar señales periódicas
de baja frecuencia, por debajo de los 15 Hz, que modulen sus diferentes
parámetros (cuando la oscilación se aplica a la amplitud se produce
el efecto de trémolo y cuando
se aplica a la frecuencia, el vibrato).
Estas señales moduladoras se llaman LFOs (Low
Frequency Oscillator), y en algunos sintetizadores son únicamente
sinusoidales, mientras que otros incorporan señales cuadradas, dientes
de sierra, triangulares, etc. Cuantos más osciladores de baja frecuencia
podamos asignar a cada voz, más rico y variable podrá resultar el
sonido final. El motivo de este limite de frecuencia, es que cuando
la frecuencia de la moduladora entra en el terreno audible (por
encima de los 20 Hz), los efectos producidos son mucho más complejos,
como veremos en el apartado 9.5.2.
9.4.3. Filtros
El contenido armónico de los instrumentos naturales también es variable
en el tiempo. Como se vio en el apartado 6.4, los filtros digitales
permiten estas modificaciones tímbricas, atenuando determinadas
frecuencias y amplificando otras. Pero, para conseguir efectos variables
en el tiempo, es necesario que evolucionen también los parámetros
de estos filtros (frecuencia de corte, resonancia, etc.). Las técnicas
más frecuentemente aplicadas, consisten en controlar el filtro mediante
LFOs (con lo que se consigue el efecto denominado wah-wah4),
o mediante envolventes.
9.4.4. Integración de
estos elementos
En la figura 9.3 se esquematiza un sistema de síntesis que incorpora
todos los componentes vistos en este apartado (envolvente, moduladoras
y filtros). El componente oscilador
es el que variará más de un sistema a otro, dependiendo del
sistema de síntesis implementado.
|
|
Figura 9.3.
Esquema típico de un sistema de síntesis |
9.4.5. Control MIDI
Aunque no se especifique nada en la implementación MIDI 1.0, la
mayoría de sintetizadores actuales permiten modificar vía MIDI muchos
de los parámetros comentados, ya sea mediante mensajes de control,
mensajes de sistema exclusivo, asignándolos a la altura de la nota,
a la velocidad de pulsación, al aftertouch,
etc. Es obvio que cuantas más posibilidades de control MIDI ofrezcan,
más expresivos podrán resultar estos instrumentos.
9.5. Técnicas de síntesis
digital
En el apartado anterior se han visto formas de modificar y aportar
variedad a un sonido. Ahora veremos diferentes alternativas de generación
de este sonido base. Para tratar en detalle todos los diferentes
sistemas que se han venido utilizando en el terreno de la síntesis
digital de sonido, serían necesarios varios libros como éste. En
estas páginas comentaremos brevemente aquellos sistemas que han
tenido un mayor relieve.
9.5.1.Síntesis aditiva
La síntesis aditiva parte de la idea contenida en el teorema de
Fourier, según la cual todo sonido periódico, por complejo que sea,
es el resultante de la suma de ondas sinusoidales sencillas de frecuencias
múltiplo de una frecuencia base. Conceptualmente la idea es simple,
por lo que no es de sorprender que los primeros experimentos utilizaran
este método que, como veremos, tiene bastantes inconvenientes por
lo que prácticamente no se usa en la actualidad.
Los sonido naturales no son totalmente periódicos,
y se pudo comprobar rápidamente que los sonidos periódicos son aburridos
y carentes de interés. Esto se resolvió en parte, aplicando diferentes
envolventes a cada uno de los componentes armónicos.
Para obtener una riqueza sonora mínima, son necesarios
muchos armónicos, y aunque esto es fácilmente implementable por
software, su implementación por hardware (necesaria para el tiempo
real) requiere de un gran número de osciladores, lo que encarece
enormemente el sistema. En la figura 9.4 se muestra la onda resultante
de sumar dos ondas sinusoidales de frecuencia y amplitud diferentes.
Esta onda resultante mantiene la frecuencia del componente más grave,
pero con el timbre alterado.
|
|
Figura 9.4.
Esquema típico de un sistema de síntesis |
9.5.2. Modulación de frecuencia
(FM)
Este fue uno de los primeros sistemas que permitió una riqueza sonora
considerable, con un pequeño coste computacional. John Chowning,
de la universidad de Stanford, patentó este método en 1973, y lo
licenció a Yamaha dos años más tarde. La compañía japonesa tardó
siete años en diseñar y fabricar el chip que permitiese ejecutar,
en tiempo real, el algoritmo que Chowning había implementado en
software. Este fue el chip que se implantó en los primeros sintetizadores
digitales comerciales (el mítico DX7), y el que, con ligeras variaciones,
se utiliza trece años más tarde ¡en la tarjetas de sonido de gama
baja (Sound Blaster 16 y compatibles)5!
En el caso más sencillo, la síntesis FM necesita
tan sólo dos osciladores: la señal portadora y la señal moduladora.
Parte de la idea de que cuando la moduladora no es una señal de
baja frecuencia (tal como se especifica en el apartado 9.4.2) sino
que entra ya en el rango de las frecuencias audibles (a partir de
los 20 Hz) se crean un gran número de frecuencias adicionales que
generan un sonido con un gran contenido armónico. La figura 9.5
muestra la onda obtenida de la modulación en frecuencia de las mismas
ondas sinusoidales del ejemplo anterior. En este caso, la onda obtenida
no mantiene ya la frecuencia de la onda más grave.
|
|
Figura 9.5.
Ejemplo de síntesis FM |
Este fenómeno no tiene una equivalencia en la naturaleza
y, aunque permite generar sonidos de gran riqueza, es difícil programarlo
para obtener sonidos imitativos, por lo que hoy en día ha quedado
un tanto desbancado. Si sólo ha escuchado la síntesis FM en una
tarjeta de tipo Sound Blaster, conviene indicar, en defensa de este
método, que los instrumentos originales de Yamaha eran bastante
más sofisticados y sonaban francamente mejor. Los dos programas
editores de audio de shareware
comentados en los capítulos XX, Cool
y Goldwave, permiten realizar
por software tanto síntesis aditiva como FM. Estudie la documentación
incluida en la ayuda interactiva de estos programas, y pruebe a
sintetizar nuevos sonidos.
9.5.3. Síntesis por tabla
de ondas
Los avances tecnológicos de principios de los ochenta hicieron posible
la sustitución de las ondas periódicas simples que se venían utilizando
como material base, por pequeños fragmentos procedentes de sonidos
reales, digitalizados y almacenados en ROM. Estos fragmentos pueden
ser tan breves como un ciclo, ya que el sintetizador se encarga
de repetirlos periódicamente (de decenas a miles de veces por segundo).
Un sintetizador compatible por ejemplo con el General MIDI deberá
contener suficientes fragmentos para reconstruir 128 instrumentos,
más 59 sonidos de percusión.
Esta técnica permite muchas variaciones y refinamientos
(como la combinación o la alternancia de varios fragmentos en un
único instrumento, mediante sofisticados algoritmos). También utiliza
a fondo todos los mecanismos descritos en el apartado 9.4 (envolventes,
filtros y moduladoras).
En los sonidos naturales, es frecuente que el timbre
varíe mucho en el ataque, permaneciendo más o menos constante a
continuación, por lo que en muchas ocasiones las dos partes se almacenan
por separado y el sintetizador las combina en tiempo real. Más de
la mitad de los sintetizadores fabricados en los últimos diez años
implementan alguna variante de este método de síntesis. Es también
el utilizado en todas las tarjetas de sonido a partir de cierto
precio.
Sin embargo, la síntesis por tabla de ondas no es
ninguna garantía de calidad, como los fabricantes de tarjetas frecuentemente
quieren hacernos creer. Un factor decisivo es la cantidad de ROM
disponible en la tarjeta: mientras los sintetizadores profesionales
no suelen utilizar menos de 4 Mb, ¡en algunas tarjetas esta cifra
desciende peligrosamente a los 512 Kb! Igualmente decisiva es la
información contenida en esta memoria: si los fragmentos almacenados
no poseen una calidad suficiente, o no están bien seleccionados,
el resultado sonoro será inevitablemente pobre, independientemente
de la cantidad de memoria que dispongamos. Otro factor importante,
e igualmente difícil de evaluar a priori, son los algoritmos empleados
para combinar y modificar esta información.
9.6.
El sampler
Aunque, popularmente, sampler
y sintetizador se consideren términos dicotómicos, la técnica básica
del sampler no es muy diferente
de la utilizada en los sintetizadores de tablas de onda; lo que
estos resuelven con ingenio, el sampler
lo remedia recurriendo directamente a la fuerza bruta, es decir
utilizando cantidades mayores de memoria.
De hecho, la barrera que separa los dos sistemas
no es del todo precisa, pues aunque normalmente se espera que el
sampler almacene las muestras
en RAM (y no en ROM) y, por consiguiente, su contenido sea modificable
por el usuario, instrumentos como el Proteus de E-Mu Systems, que
poseen un enorme banco de sonidos digitalizados, son más samplers
"cerrados", que sintetizadores de tablas de onda. Por otra parte,
mientras que los samplers primitivos
se limitaban a reproducir los sonidos digitalizados, los instrumentos
actuales ofrecen posibilidades de modificación comparables a las
de cualquier sintetizador.
9.6.1. Antecedentes del
sampler
Incluso un instrumento tan genuinamente digital como el sampler,
tiene sus precursores analógicos. El invento, de finales de los
sesenta, se llamaba Mellotron,
y tuvo su época dorada durante el rock sinfónico. Con el aspecto
de un órgano electrónico, incorporaba, debajo de cada tecla, un
pequeño bucle de cinta magnetofónica y un cabezal. En sus tripas
ocultaba pues decenas de "pletinas de casete", y era, lógicamente,
muy caro y difícil de mantener.
Los primeros sampler
digitales fueron bastante más prácticos, pero no mucho más baratos.
El Fairlight CMI, que tenía una
resolución de 8 bits y una memoria de 128 Kb, costaba, cuando apareció
en 1979, más de dos millones y medio de pesetas.
9.6.2. Funcionamiento
El sampler almacena en su memoria
sonidos digitalizados, pero no almacena un sonido para cada altura
diferente, pues la cantidad de memoria requerida sería exorbitante.
En su lugar, para reproducir un sonido a diferentes alturas, los
samplers pueden utilizar dos
estrategias: modificar la frecuencia de salida o convertir la frecuencia
de muestreo mediante interpolación en tiempo real.
- Modificación de la
frecuencia de salida: si un sonido digitalizado a 44100
Hz es reproducido a 22050 Hz, la frecuencia resultante será la
mitad (sonará una octava más grave y su duración será el doble).
Para valores intermedios (un semitono, dos semitonos, etc.) el
factor de corrección será lógicamente menor (y comprendido entre
1 y 2).
- Conversión de la frecuencia
de muestreo por interpolación: si al reproducir un sonido,
sólo se lee una muestra de cada dos, la frecuencia resultante
será el doble (sonará una octava más aguda y su duración será
la mitad). Para intervalos menores, en lugar de saltar una de
cada dos muestras, se salta una de cada N. Asimismo, si se desea
que suene más grave, en lugar de saltar muestras, el sampler
repetirá algunas.
En ambos casos, a medida que aumenta este factor
de corrección, el sonido resultante se vuelve cada vez más artificial.
Por ello, cuando se desea que un sampler
emule instrumentos acústicos con calidad y verosimilitud,
es necesario introducir en la memoria varios sonidos correspondiente
cada uno a diferentes alturas del instrumento original (un sonido
cada cuatro o cinco semitonos, por ejemplo). Esto hace que el proceso
de creación de instrumentos realistas sea tedioso y complicado,
por lo que es muy frecuente utilizar instrumentos creados por profesionales
y disponibles en librerías de sonidos en forma de disquetes o de
CD-ROMs6. Sin
embargo, estas consideraciones no son tan importante cuando se desean
crear instrumentos no realistas y personales; allí es donde las
posibilidades creativas del sampler
permanecen imbatidas.
9.6.3. Creación
de instrumentos
Algunos samplers
disponen de conversores A/D que permiten digitalizar los sonidos
que deseemos utilizar desde el propio aparato. Otros ofrecen solo
entradas digitales, por lo que es preciso disponer además de algún
dispositivo externo con salida digital, como un DAT o un MiniDisc
para transferir la información deseada a la memoria del sampler.
La mayoría suele disponer además de algún soporte magnético (disquete,
disco duro), que permite leer y salvar ficheros de sonido o configuraciones
completas.
Sea cual sea el método utilizado para introducir
la información sonora, el usuario podrá ir incorporando los sonidos
digitalizados que desee, hasta ocupar la memoria7,
y utilizarlos para definir sus propios instrumentos. Cada instrumento
(o programa MIDI) puede incluir varios sonidos, ya sean distribuidos
en notas o registros diferentes, como superpuestos. La figura 9.6
ilustra estos casos en el programa Vienna SF Studio, el software
editor del sampler de la Sound
Blaster AWE32. La imagen corresponde a la configuración de un instrumento
compuesto por tres sonidos. En ella se observa que, mientras el
sonido OrganWave ocupa todo la
tesitura MIDI, en el registro grave (hasta el Do4) se le superpone
el sonido SIN440, mientras que
en el registro agudo, se le añade el sonido
SakuA2. La técnica de superponer diferentes sonidos se denomina
multilayer (multicapa). Es importante
tener en cuenta que cada capa consume una nota de la polifonía total
del dispositivo, por lo que cuando los sonidos presentan muchas
capas, la polifonía real (número máximo de notas simultáneas) se
reduce considerablemente.
|
|
Figura 9.6.
Distribución de varios sonidos dentro de un único
instrumento, en el programa Viena |
El sonido producido al pulsar suavemente la cuerda
de una guitarra acústica, no es simplemente menos intenso que si
la pulsamos con violencia; también cambia el timbre. En la mayoría
de instrumentos naturales (ya sean de cuerda, de viento, etc.) el
timbre varía junto con la intensidad, en función de la fuerza con
que se emite el sonido. Por ello, los samplers
más sofisticados admiten lo que se denomina velocity
split. Esta técnica consiste en almacenar varios sonidos
de un mismo instrumento, correspondientes a intensidades diferentes.
A continuación, en la configuración del sampler,
se hace un mapeo de estos sonidos,
en función de la velocidad de pulsación MIDI8.
Ni que decir tiene que esta técnica consume bastante más memoria…
y también paciencia. Una forma más económica de simular este efecto
consiste en hacer que la frecuencia de corte de los filtros digitales
varíe también con la velocidad de pulsación MIDI (normalmente, a
menor velocidad, mayor filtrado).
9.6.4. Los loops
La creación de loops o bucles
es una técnica fundamental en el manejo de los samplers,
ya que por mucha memoria de que se disponga, los sonidos almacenados
no pueden ser "infinitamente" largos. Cuando se desee que un instrumento
(como un órgano o un saxo) suene indefinidamente mientras se mantenga
activada una nota MIDI, será necesario definir dos puntos, inicio
y final del bucle. De esta forma, el fragmento marcado se repetirá
automáticamente durante el período de sostenido del sonido. En la
figura 9.7 se pueden apreciar en oscuro, los bucles aplicados a
sendos sonidos de piano y de flauta. En la figura 9.8, se muestra
con mayor detalle, un fragmento al que se ha aplicado un loop
de un solo ciclo (las dos líneas verticales centrales).
|
|
Figura 9.7.
Dos ejemlos de loops |
|
|
Figura 9.8.
Detalle de un loop de un único ciclo |
Otra posibilidad de los loops,
es la de crear fragmentos rítmicos repetitivos. En estos casos,
los puntos inicial y final coincidirán probablemente con el inicio
y final del fichero de sonido. De cualquier forma, la creación de
bucles perfectos (que no se noten) es una tarea difícil que requiere
paciencia y experiencia.
9.6.5. To sample or not
to sample?
Con un sampler, absolutamente
cualquier sonido (instrumental tradicional, electrónico, vocal,
animal, ruidos de nuestro entorno, etc.) puede ser convertido en
un instrumento que podrá ser utilizado desde el sistema MIDI. El
dominio del sampler es difícil
y tiene tanto de arte como de ciencia, pero sus posibilidades creativas
son tan amplias que, quien pruebe uno, no querrá abandonarlo nunca
más.
Si hasta hace poco, estos eran instrumentos muy caros9
destinados al mercado profesional, el abaratamiento de la memoria
y de los chips VLSI (Very Large Scale
Integration) ha logrado que, desde 1995, existan tarjetas
de sonido para PC que permiten trabajar como sampler
mediante la ampliación de memoria RAM con SIMMs convencionales10.
Aunque, lógicamente, estos productos ofrecen prestaciones algo inferiores
a aquellos que valen diez veces más, sus posibilidades no son en
absoluto desdeñables.
9.7.
Programas de síntesis
En el capítulo 5,"Edición de
sonido por ordenador", comentábamos que la mayoría de editores
gráficos de audio digital, ofrecen ciertas posibilidades de síntesis.
Normalmente estas prestaciones adicionales se limitan a la síntesis
aditiva y la síntesis FM. Existen sin embargo programas especializados
en esta única función (no hay que olvidar que durante años, la síntesis
digital se realizaba únicamente por software). Estos programas trabajan
en diferido, y son especialmente útiles cuando se dispone de un
sampler, ya que permiten la creación
de sonidos enormemente sofisticados que podrán después ser volcados
al sampler y utilizados como
instrumentos. La mayoría de estas aplicaciones son de dominio público,
lo cual no significa que ofrezcan pocas posibilidades, aunque sí
que son, frecuentemente, menos amigables que los programas comerciales.
Muchos ofrecen de hecho, métodos de síntesis bastante más elaborados
y con mayor capacidad de control de parámetros que los de los sintetizadores.
El más famoso es CSOUND, un potentísimo entorno desarrollado
por Barry Vercoe, en el Media Lab del MIT de Boston. Más que un
programa, CSOUND es un auténtico lenguaje de programación basado
en el lenguaje C, lo que lo hace poco cómodo, pero enormemente flexible
y potente. El usuario-programador, encontrará en el prácticamente
todas las formas de síntesis utilizadas a lo largo de los últimos
cuarenta años, y podrá incluso (si domina el lenguaje C) ampliar
y crear nuevos métodos. Otros programas comparables, realizados
también en centros universitarios norteamericanos, son CMUSIC (de
la Universidad de San Diego) o Cmix (de la Universidad de Princeton),
basados también, como sugiere su inicial, en el lenguaje C. Todos
ellos disponen de versiones para varias plataformas, y son fácilmente
obtenibles en Internet.
Estos entornos, no sólo permiten la creación de sonidos
para ser volcados al sampler,
sino que son capaces de sintetizar fragmentos largos o incluso obras
enteras. En este sentido, su funcionamiento puede recordar al de
los programas de síntesis de 3D, donde el usuario introduce todos
los parámetros y su evolución en el tiempo, y deja al ordenador
calculando el tiempo que haga falta (una hora, un día, una semana…).
Si tantas posibilidades le asustan, existen programas
shareware más sencillos que incorporan
cómodos interfaces gráficos. Uno de ellos es Virtual
Waves, que como se aprecia en la figura 9.9, utiliza un elegante
interfaz consistente en interconectar módulos. Stomper
es un programa especializado en sintetizar sonidos de percusión
que todos los aficionados al techno o a la música de baile, y poseedores
de un sampler o una tarjeta con
memoria RAM, deberían conocer. La lista podría ser muy larga, por
lo que si está interesado en este tipo de programas, le sugerimos
un paseo por Internet (puede comenzar por las direcciones que se
incluyen el apéndice C).
|
|
Figura 9.9.
El programa de síntesis Virtual Waves |
9.8. El futuro de la
síntesis digital
Las formas de síntesis que hemos tratado son sólo una pequeña parte
de entre las existentes. Muchas de las restantes no han sido implementadas
en sintetizadores comerciales y se han utilizado sólo por software,
mientras que otras, más recientes, están sólo disponibles en equipos
de muy elevado precio.
Un ordenador convenientemente programado, es virtualmente
capaz de producir cualquier sonido (in)imaginable, familiar o inaudito
(aunque no sea capaz de hacerlo en tiempo real, podrá hacerlo en
diferido). La única dificultad consiste en decirle como hacerlo
o en describir, de alguna forma, el sonido que buscamos. Los nuevos
métodos de síntesis sonora, tienden por ello a ser más sofisticados
en sus posibilidades, pero buscan interfaces de control más intuitivos.
Las técnicas de modelo
físico o waveguide parten
de los modelos matemáticos que describen la acústica de diferentes
instrumentos. Dado que en lugar de intentar imitar el sonido resultante,
imitan la forma en que el sonido es generado, permiten definir por
primera vez instrumentos sintéticos, a partir de conceptos musicales
reales, como la intensidad de soplo en un saxo, la tensión en las
cuerdas de una guitarra, o el tamaño de la caja de resonancia de
un violín. Estas técnicas están implementadas en costosos sintetizadores11,
de momento monofónicos (a causa de su elevada carga computacional),
aunque acaba de aparecer en el mercado la tarjeta AWE64 de Creative
Labs anuncia para inicios de 1997 la tarjeta AWE 64, que sintetiza
algunas voces con esta tecnología.
Diversas técnicas basadas en lo que se denomina análisis/resíntesis,
ofrecen unas posibilidades asombrosas a la hora de crear nuevos
instrumentos, ya sean imitativos o no, y permiten incluso sintetizar
sonidos híbridos que incorporan propiedades de diversos sonidos
(es posible crear por ejemplo, instrumentos "parlantes" interpolando
sonidos instrumentales con fragmentos hablados o cantados). Estos
procesos son los equivalentes sonoros de los morphs
en el terreno de la imagen digital). Ninguna de estas técnicas ha
sido totalmente implementada todavía en tiempo real.
La creciente potencia de los procesadores actuales
(Pentium, etc.) va a cambiar en breve este panorama, con la implantación
de métodos de síntesis por software en tiempo real. Actualmente,
existen ya en el mercado varios programas para PC12,
que emulan por software (y por una décima parte de su precio en
hardware) las prestaciones de sintetizadores profesionales y que,
lo único que requieren es el conversor D/A que se encuentra en cualquier
tarjeta de sonido de 16 bits. La misma ya mencionada AWE64, implementadas
por software algunas de sus nuevas prestaciones (el modelo físico).
El futuro está al caer.
[1] A finales de los sesenta
se podía tardar del orden de cinco minutos para sintetizar un segundo
de sonido.
[2] Yamaha tardó siete años en diseñar el primer
chip que iba a permitir la síntesis digital de sonido en tiempo
real.
[3] Aun hoy, se siguen fabricando instrumentos analógicos,
aunque en mucha menor proporción. Conviene recordar, además, que
no es imprescindible que la generación de sonido sea digital para
que un sintetizador sea compatible con el MIDI. Basta con que incorpore
un pequeño procesador para la gestión de mensajes.
[4] Este nombre se deriva del efecto utilizado por
los primeros trompetistas y trombonistas de jazz, que consistía
en ir moviendo un sombrero (!) cerca del pabellón del instrumento,
obteniendo así ciertos matices vocales, que recordaban a esta onomatopeya.
[5] Cuando apareció, el DX7 (uno de los sintetizadores
más vendidos de la historia) valía cerca de 250.000 ptas. Tarjetas
de sonido que incorporan hoy el chip OPL3 pueden valer 5.000 ptas.
[6] La idea es clara; para obtener un sonido de piano
mejor del que podamos encontrar en una librería necesitamos: (1)
un buen piano de cola, (2) un buen micrófono y unas condiciones
de grabación óptimas, (3) mucho tiempo y paciencia.
[7] Muchos samplers
actuales son ampliables a 32 ó más Mb.
[8] Que determinado sampler
admita o no esta técnica, no depende tanto de su hardware sino de
su software (su sistema operativo). Por ejemplo, el programa Vienna
que se utiliza para editar el sampler
de la Sound Blaster AWE32, sólo lo incorpora a partir de la versión
2.0.
[9] Varios cientos de miles de pesetas.
[10] En el capítulo
12, "Estudio comparativo de tarjetas de sonido", se discuten
varias tarjetas de sonido para PC que pueden funcionar como samplers,
y en el apartado 14.5
se comenta con mayor detalle la edición de instrumentos en un programa
genérico.
[11] Como el Yamaha VL1 o el Korg Prophecy.
[12] Como el Virtual
Sound Canvas VSC-550W de Roland, o Soft
Synth de Yamaha.
[...] Índice
[<<] Capítulo
anterior [>>] Capítulo
siguiente [+] Anexos |