Capítulo 3: Evolución de los generadores de tonos y su enfoque hacia la producción musical

El SY77 salió al mercado en 1989. Este instrumento se convirtió verdaderamente en el símbolo de los sintetizadores de los años noventa, ya que ofrecía muchas más posibilidades de expresividad gracias a sus nuevos filtros digitales que duplicaban el comportamiento de los sintetizadores analógicos. En 1991 vio la luz el SY99, que significó un paso adelante gracias a su gran capacidad para la creación de voces y sus enormes avances de cara a convertirse en un sintetizador con vocación de estación de trabajo. Con el SY99 se gestó el nacimiento de los sintetizadores-estaciones de trabajo que luego dieron lugar a la serie MOTIF.

Capítulo 3: Evolución de los generadores de tonos y su enfoque hacia la producción musical

La llegada de los generadores de tonos basados en muestras

photo:SY77

Alentados por el desarrollo de los generadores de tonos de FM, en Yamaha hicimos la transición de nuestros sintetizadores a las tecnologías digitales durante la década de los 80 y lanzamos productos con muchas funciones nuevas gracias a los avances de los circuitos integrados. Una parte de este enfoque supuso el desarrollo de tecnologías que iban a permitir grabaciones digitales de los sonidos reales de instrumentos acústicos (lo que se conoce como "muestras") para después ser usadas como generadores de tonos. Baterías, percusiones, efectos sonoros y otros sonidos similares son relativamente cortos, lo que hace que sean ideales para muestrearlos; y por ello, la tecnología de muestreo se puede aplicar para recrear fácilmente su sonido sin necesidad de una generación de sonido real. Yamaha comenzó a utilizar la generación de tonos basada en muestras, también conocida como PCM (Modulación por códigos de pulsos), en cajas de ritmos y en nuestros Electones y otros productos similares durante los años ochenta. En Yamaha denominamos este tipo de tecnología "generador de tonos AWM" (Memoria de onda avanzada).

Este tipo de generador de tonos no se limitó a los sonidos de batería sino que también podía reproducir muestras de pianos, guitarras y otros instrumentos con tiempos de caída (decay) más largos, así como sonidos prolongados como órganos y similares. Su principal modo de uso era actuando como un "sampler", es decir, un dispositivo que reproduce sonidos de instrumentos grabados tal cual, y no creando sonidos en los sintetizadores.

Una de las mayores dificultades fue el desarrollo de filtros digitales que pudiesen comportarse de la misma forma que los de los sintetizadores analógicos. Aunque las fórmulas matemáticas que describían cómo funcionaban estos dispositivos parecían estar muy claras en teoría en aquellos tiempos, cuando luego se replicaban dentro de un circuito digital, su comportamiento distaba mucho de ser tan consistente y eficiente como en los sintetizadores analógicos. Los desarrolladores tenían problemas sobre todo para dar carácter a la "resonancia", una de las características más distintivas de los sintetizadores analógicos. Otros fabricantes de instrumentos ya habían sacado al mercado sintetizadores que contaban con filtros digitales, pero en la mayoría de los casos el resultado fue peor de lo esperado. Muchos no tenían ni la más mínima resonancia y otros intentaban simular el comportamiento de este filtro exclusivo de una manera artificial.

En aquellos años, Yamaha ya había desarrollado un filtro digital capaz de reproducir el comportamiento de un filtro analógico, una prestación que, después de hacerse esperar, apareció por primera vez en nuestro sintetizador digital SY77 en 1989. El SY77 estaba equipado con un generador de tonos AWM y un generador de tonos FM, y ambos podían utilizarse conjuntamente con el filtro digital para esculpir el sonido, lográndose unos niveles de expresividad sobresalientes. Estos dos nuevos planteamientos de la generación de tonos fueron bautizados como síntesis AWM2 (Memoria de onda avanzada 2) y síntesis AFM (Modulación de frecuencia avanzada), respectivamente. El SY77 hizo que fuese posible crear sonidos apasionantes utilizando una combinación híbrida de muestreo y de FM, y también puso al alcance otras muchas funciones totalmente innovadoras, entre ellas el que las ondas PCM del motor AWM2 pudieran ser incluso utilizadas como ondas de operador en el generador de tonos AFM.

Los parámetros de frecuencia de corte y de resonancia del filtro digital también podían controlarse mediante la velocidad de pulsación (velocity) y la presión posterior a la pulsación (aftertouch) del teclado. Con su eficiente filtro digital y la combinación de PCM y FM al mismo tiempo (los dos gigantes de la generación digital de tonos en aquella época), el SY77 parecía demasiado bueno como para ser verdad cuando salió y fue la encarnación del avance de la tecnología de los sintetizadores que seguiría en los años noventa.

photo:Left: From the cover of the SY77 catalog   Right: An explanation of RCM tone generation, taken from the SY77 owner's manual

zquierda: de la portada del catálogo del SY77 Derecha: una explicación de la generación de tonos RCM, extraída del manual de instrucciones del SY77

Capacidad multitímbrica

photo:TG55

TG55

Otro aspecto notable de los sintetizadores de la década de los noventa fue el desarrollo de los generadores de tonos multitímbricos. La capacidad multitímbrica se refiere a la capacidad de un instrumento para reproducir varios tipos de sonidos al mismo tiempo, algo indispensable en la producción musical.

Aunque no es demasiado importante para un teclista a la hora de tocar en directo, esta función permite reproducir a la vez las partes de batería, bajo, piano y solista. Sin embargo, esta función se convirtió en fundamental cuando empezaron a popularizarse los secuenciadores MIDI hacia la segunda mitad de los años ochenta, ya que utilizando un solo sintetizador se podía crear un arreglo musical completo. En este contexto, los sintetizadores multitimbre cada vez se utilizaban más para producir maquetas en toda la regla y pistas de acompañamiento para que los teclistas tocasen encima. Aunque los generadores de tonos que ofrecían capacidad multitímbrica ya existían en realidad desde la "era FM", inmediatamente anterior, el interés en esta prestación aumentó considerablemente con la aparición de sintetizadores capaces de recrear con gran calidad y realismo los sonidos de los instrumentos acústicos, algo que hicieron posible los generadores de tonos AWM2 y otros similares. Al mismo tiempo, surgió una competencia feroz entre los diversos fabricantes de sintetizadores porque todos se esforzaban por que sus productos fuesen más baratos, pudiesen reproducir más notas o voces simultáneamente y ofreciesen una mayor variedad en las variaciones de las voces.
Hasta ese momento, quien quería reproducir automáticamente múltiples voces utilizando un secuenciador MIDI tenía que gastarse una importante suma de dinero para comprar los sintetizadores suficientes como para cubrir el número de voces pretendidas. Pero a partir de entonces, con un solo instrumento ya fue posible producir sin problemas todos esos sonidos de manera simultánea. Aunque varios fabricantes abordaron esta necesidad con módulos generadores de tonos que ofrecían capacidad multitímbrica de ocho partes, nuestro TG55 ofrecía una excelente relación calidad-precio, gracias a su sistema de sonido con capacidad multitímbrica de dieciséis partes; lo mismo ocurría con las estaciones de trabajo SY77 y SY55, instrumentos revolucionarios avalados por el creciente número de usuarios que los utilizaban para producir música.

Evolución de nuestros sintetizadores PCM

photo:SY99

A medida que los generadores de tonos basados en tecnologías de muestreo empezaron a hacerse más y más populares, los fabricantes de sintetizadores introdujeron diversos tipos de instrumentos basados en generadores de tonos PCM, aumentando la competitividad en el mercado. Yamaha respondió mejorando y potenciando aún más el generador de tonos AWM2 desarrollado para el SY77 y explorando una serie de nuevas aplicaciones.

Nuestro SY55 se lanzó al mercado en 1990, un año después que el SY77, y representó un avance tecnológico significativo que hizo posible el uso simultáneo de cuatro componentes conocidos como "elementos", cada uno de los cuales producía sonido utilizando ondas muestreadas. Este planteamiento permitió dar forma a los sonidos de manera artística y creativa. Por ejemplo, podía crearse una voz original combinando solo la parte de ataque de un piano con la parte de sustain de una flauta o, alternativamente, ensamblar una sección de metales con sonidos de trompeta, trombón, saxo alto y saxo tenor.

En paralelo a estos desarrollos, las unidades de efectos también evolucionaban a gran velocidad, en parte gracias a la adopción de las tecnologías digitales. El resultado fue que quienes tenían un sintetizador ya podían procesar los sonidos con los mismos niveles de calidad que se conseguían con las unidades dedicadas y especializadas para cada función que había en los estudios de grabación profesionales, pero simplemente utilizando las unidades de efectos integradas en sus instrumentos.

El SY99, presentado en 1991, podía muestrear sonidos externos para utilizarlos en su generador de tonos AWM2. Con esta y otras características novedosas, el SY99 mejoraba significativamente las posibilidades de ampliación y de creación de sonido, marcando un importante hito evolutivo para los sintetizadores PCM. De hecho, el diseño de generación de tonos AWM que se perfeccionó en la primera mitad de la década de los noventa (junto con el concepto de "elemento" y otros términos relacionados), es el que se utiliza hoy en día para los instrumentos de nuestra serie MOTIF.

El nacimiento de la era de las estaciones de trabajo

photo:Images from the Yamaha digital instrument catalog. From the top, the 1994, 1993, and 1992 editions

Imágenes del catálogo de instrumentos digitales de Yamaha. En orden descendente, las ediciones de 1994, 1993 y 1992.

Desde el principio de los años noventa, los secuenciadores de hardware que se habían venido utilizando en la última mitad de la década anterior, como los de la serie QX, fueron sustituyéndose gradualmente por secuenciadores de software en ordenadores. En los estudios de grabación, sin embargo, cada vez era más común ver racks llenos de dispositivos digitales, tales como interfaces MIDI conectadas a ordenadores, samplers, sintetizadores y otros generadores de tonos, además de un teclado maestro para introducir los datos de la interpretación, todos ellos conectados mediante una compleja distribución de cables. La utilización de un sistema de producción musical con un ordenador como núcleo central requería unos amplios conocimientos informáticos, además de una experiencia dilatada en las técnicas de programación de generadores de tonos de muchos fabricantes diferentes. Es innegable que todas estas circunstancias elevaron el listón para los teclistas, y el desarrollo de los sintetizadores desembocó en dos caminos diferentes, cada uno de ellos enfocado a cubrir necesidades distintas.

El primero de estos caminos se basó en el uso del sintetizador simplemente como generador de tonos. Ciertas aplicaciones vieron cómo se utilizaban guitarras-sintetizadores y controladores de viento para reproducir los sonidos de los generadores de tonos, pero la tendencia que prevaleció fue usarlos como parte integral de los sistemas de producción musical basados en ordenador. Para abordar este ámbito de aplicación, Yamaha sacó al mercado una serie de generadores de tonos para montaje en rack y de sobremesa, bajo la denominación TG.

Y el segundo camino consistió en desarrollar el sintetizador como una estación de trabajo capaz de satisfacer los requerimientos tanto de los teclistas como de los arreglistas, formato al que se adhirieron la mayoría de los sintetizadores de tipo teclado de la época. Los músicos podían producir canciones de principio a fin utilizando solamente la estación de trabajo, sin necesidad de grandes conocimientos de informática; un único instrumento era todo lo que necesitaban para llevar a cabo producciones completas, sin complicaciones de cables, y además la alta calidad de los sonidos y del audio era una excelente fuente de inspiración creativa. El mencionado SY99 aglutinaba todos estos elementos y en los años noventa fue considerado como la estación de trabajo definitiva, y la serie SY como el origen de los sintetizadores-estaciones de trabajo de Yamaha.

La búsqueda de nuevas técnicas para la generación de tonos

photo:The VL1 prototype, created with a wood grain panel based on the SY77

El prototipo VL1, diseñado con un panel de madera veteada basado en el SY77

A medida que los sintetizadores pasaron de la generación de tonos de FM a la generación de tonos basada en muestras, los modelos de todos los fabricantes evolucionaron con gran rapidez. La bajada de precio de las memorias supuso un aumento de la cantidad de voces predeterminadas a disposición de los usuarios y también del tamaño de las ROM de ondas que se utilizaban para almacenar las formas de ondas muestreadas. También se produjo una bajada en el precio global de los instrumentos, y en consecuencia las ventajas diferenciadoras que cada fabricante podía ofrecer se fueron reduciendo. En esta coyuntura, el equipo de desarrollo de sintetizadores de Yamaha se tuvo que enfrentar a la problemática de encontrar un nuevo sistema de generación de tonos que reemplazase la tecnología PCM. Su tarea no era nada fácil: tenían que lograr algo que fuese a la vez diferente de los sistemas analógicos y de las tecnologías PCM y FM, los tres sistemas que incluso hoy siguen siendo pilares de la generación de tonos. En su investigación dieron con un sistema llamado "modelado físico" que parecía prometer.

El modelado físico es un sistema de generación de tonos en el que las acciones físicas que realmente suceden al producirse el sonido son expresadas en forma de ecuaciones matemáticas que se utilizan para modelar el proceso global. Si, por ejemplo, se está produciendo el sonido de un saxofón, este tipo de generador de tonos modelaría matemáticamente el soplido de aire del músico en el instrumento, la vibración que este soplido de aire causa en la caña y cómo esta vibración se amplifica debido a la resonancia armónica del interior del cuerpo del saxo. Al igual que la síntesis de FM, este método está basado en un planteamiento teórico desarrollado en la Universidad de Stanford, cuyas premisas fundamentales se remontan a los años ochenta. Sin embargo, hasta la siguiente década (cuando el desarrollo de nuevos sistemas de generación de tonos se convirtió en un tema urgente) el equipo de desarrollo de sintetizadores de Yamaha no decidió empezar un proceso de I+D que tuviese por objetivo convertir los planteamientos teóricos del modelado físico en una tecnología práctica que pudiese utilizarse en sintetizadores.

Hubo que aplicar todos los recursos del equipo para conseguirlo, pero finalmente su dedicación dio como fruto el generador de tonos VA ("Virtual Acoustic", Acústica Virtual en español), el primero del mundo en utilizar modelado físico. Y en 1993 tuvimos el orgullo de presentar este generador de tonos como el corazón del sintetizador VL1. Con solo dos notas de polifonía, este sintetizador no convencional contrastaba drásticamente con la serie SY y otros instrumentos similares de la época del auge de los sintetizadores, que disfrutaban de un nivel de polifonía mucho mayor y eran capaces de producir simultáneamente los sonidos de múltiples instrumentos diferentes. Sin embargo, el VL1 acaparó la atención de todos por su capacidad de reproducir con gran realismo los sonidos de instrumentos de viento como el saxofón y la trompeta, y también el violín y otros instrumentos de cuerda. Para ello, un modificador procesaba y daba forma a una señal procedente del generador de tonos denominada "instrumento", y dicho modificador era el que controlaba el sonido de ese modelo de instrumento. En el caso de un instrumento de viento, por ejemplo, un "instrumento" correspondiente a la boquilla o a la caña se combinaba con un modificador que definía el material o la forma física de lo que se estuviera modelando.

photo:From VL1 Owner's Manual: Perfect Guide

Del manual de instrucciones "La guía perfecta" del VL1

Había una serie de parámetros exclusivos del VL1 que podían ser asignados al instrumento y al modificador para modular su comportamiento, pero el verdadero artífice del sonido tan realista de este sintetizador era el alto grado de libertad con el que podía tocarse en él. A diferencia de los sintetizadores del pasado, las notas no se producían solo tocando el teclado: cuando se modelaba un instrumento de viento, por ejemplo, el VL1 podía configurarse para producir sonidos mediante su controlador de respiración, un dispositivo que cambia los parámetros MIDI basados en la fuerza con la que se sopla el instrumento. Con el VL1, el músico podía soplar en el controlador de respiración exactamente igual que si estuviese soplando en el instrumento que se estaba modelando y al mismo tiempo pulsar las teclas del teclado.

Mientras que cualquier sintetizador compatible con MIDI de aquella época habría sido capaz de controlar el volumen mediante el controlador de respiración, lo que hacía especial al VL1 era la forma en que modelaba fielmente instrumentos como saxos y trompetas, hasta el punto de que incluso se podían producir cambios sutiles en el timbre y en el tono según la fuerza con la que se soplase en el controlador. Todo ello se traducía en un sonido impresionantemente realista. De hecho, los sonidos de los instrumentos de viento producidos por este sintetizador podían confundirse fácilmente con los de los instrumentos reales, y su salida al mercado despertó un interés masivo en todo el mundo. Los modelos posteriores incluyeron el VL1-m, que tenía el VL1 como módulo generador de tonos, y el VL70-m, con un precio más asequible. Incluso hoy en día, estos instrumentos son de uso frecuente entre los músicos que utilizan sintetizadores de viento.

photo:The 1994 edition of the VL1 catalog

La edición de 1994 del catálogo del VL1

Además del generador de tonos VA de auto oscilación (S/VA) utilizado en el VL1, Yamaha también desarrolló uno de libre oscilación (el F/VA) que fue el motor del sintetizador analógico virtual VP1 que salió al mercado al año siguiente. El generador de tonos F/VA podía modelar muchas variaciones diferentes de los instrumentos de percusión (según la forma de percutirlos) y de los instrumentos de cuerda (según la forma de pulsar, percutir las cuerdas o frotar el arco); y no se limitaba a simular sonidos existentes, sino que también podía modelar instrumentos jamás concebidos. Aunque los sintetizadores VL1 y VP1 eran tecnológicamente muy avanzados y expresivos, había una serie de diferentes controladores, como el controlador de respiración, que tenían que ser tocados al mismo tiempo para actuar sobre ellos, y esto significaba para los músicos tener que adquirir un alto grado de cualificación en su manejo. Por ese motivo no se popularizaron mucho entre los teclistas convencionales y se convirtieron en instrumentos de élite.

photo:The VL1 and VP1 (featured in the 1994 digital instrument catalog)

El VL1 y el VP1 en el catálogo de instrumentos digitales de 1994

A merced de la economía de los años noventa

photo:VL1-m

VL1-m

photo:VP1

VP1

En la década de los ochenta, Yamaha se consolidó como líder en el desarrollo de los sintetizadores digitales con la revolucionaria serie DX. Con la llegada de la era de los sintetizadores PCM en la segunda mitad de esa década, desarrollamos con gran éxito el generador de tonos AWM2 y después hicimos otro gran avance con la potente serie SY. Pero no todo fue un camino de rosas para la marca.

Uno de los factores que más afectaron a nuestro negocio fue la fluctuación de las divisas. Cuando salió el DX7 en 1983, el dólar estadounidense equivalía aproximadamente a 240 yenes japoneses; sin embargo, este cambio había caído de forma notable hasta 145 yenes cuando apareció el SY77 en 1989. Y el dólar todavía estaba más débil con respecto al yen cuando se presentó el SY99 a finales de 1991, por debajo de la barrera de los 130 yenes. Desde entonces hasta la llegada del VP1 en 1994, el yen siguió fortaleciéndose aún más, llegando a un cambio inferior a 100 yenes por dólar.

Si retrocedemos a la época del DX7, nosotros podíamos suministrar sintetizadores de altas prestaciones a precios razonables a clientes de todo el mundo, pero la rápida apreciación del yen en los años noventa erosionó gravemente la competitividad de los precios de nuestros productos. En particular, los sintetizadores que Yamaha había desarrollado como modelos básicos resulta que ahora se encontraban en la horquilla de precios medios y altos en los mercados distintos al japonés, y por tanto fuera del alcance de los usuarios a quien iban destinados.

El estallido de la burbuja económica en Japón todavía complicó aún más las cosas. 1991 y los años siguientes contemplaron un rápido declive de la economía japonesa, y las ventas de los instrumentos electrónicos relativamente caros se resintieron muchísimo. Otros fabricantes japoneses sufrieron las mismas dificultades e intentaron capear el temporal reduciendo su gama de productos, compartiendo las funciones entre sus diversos modelos y reconfigurando sus gamas con productos más baratos.

Aunque el sintetizador había nacido del deseo de otorgar al músico el mismo nivel de expresividad que el conseguido en los instrumentos acústicos, los avances en las tecnologías de muestreo habían hecho posible y fácil producir sonidos exactamente iguales que los de dichos instrumentos. Como resultado, los sintetizadores cobraron más importancia como alternativa a los instrumentos acústicos que por la funcionalidad que proporcionaban para el diseño de sonidos creativos. Es más, una serie de diferentes desarrollos relacionados habían hecho que fuese fácil comparar los sonidos de los sintetizadores de fabricantes diferentes utilizando los mismo datos de interpretación. Veamos un ejemplo a continuación. En 1991 fue publicado el estándar General MIDI (GM) para los sintetizadores que producen sonidos en respuesta a mensajes MIDI, y se desarrolló el formato de archivo Standard MIDI File (SMF) como un formato común para intercambiar datos de interpretación MIDI. En consecuencia, los compradores de sintetizadores se centraron más en los sonidos producidos y en su idoneidad para la producción musical que en las funciones específicas de los sintetizadores y en su respuesta a la hora de tocar.

photo:W5

W5

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QS300

Aprovechando estas circunstancias, otros fabricantes de sintetizadores redujeron los recursos destinados al desarrollo del hardware y de la funcionalidad en lugar de canalizar sus esfuerzos hacia la calidad y la diversidad de las formas de onda que constituían el núcleo central de sus sintetizadores PCM. Dicho de otro modo, se esforzaron en competir y diferenciarse sobre la base del contenido digital, y eso les reportó un aumento sostenido de clientes. En reacción a esa tendencia predominante en aquellos tiempos, Yamaha buscó volver a la senda de la innovación tecnológica. En el extremo opuesto del espectro en el que se encontraban los modelos VL y VP, ambos orientados a las prestaciones de interpretación, trabajamos para mejorar y potenciar la funcionalidad de producción musical de nuestras estaciones de trabajo. Y para los clientes más sensibles al precio, pusimos en el mercado nuestra serie W en 1994, seguida un año después por el sintetizador QS300, un modelo compatible con el estándar XG MIDI. Los sintetizadores de la serie W eran particularmente idóneos para la producción musical de alta calidad gracias a su memoria de ondas de 8 MB (lo máximo disponible en aquellos momentos), a sus seis procesadores de efectos independientes, a su capacidad multitímbrica de 16 partes en cualquier situación y a su compatibilidad con el estándar GM. Sin embargo, a diferencia de los instrumentos de la serie SY, no llegaron a gozar del favoritismo de los teclistas profesionales de manera masiva.

Para salir de ese bache surgieron numerosas ideas diferentes, como el desarrollo de nuevos generadores de tonos, la incorporación de funciones innovadoras o la potenciación y mejora de nuestros generadores de tonos PCM. También se planificaron y se sacaron al mercado una gran cantidad de nuevos productos. Pero desafortunadamente, Yamaha no consiguió mantener el ritmo que exigían los cambios fulgurantes tanto en el mercado de los sintetizadores como en el entorno económico general, y tampoco supimos lanzar productos que satisficieran por completo las necesidades de los usuarios. No es necesario decir que esto agravó la ya precaria situación de los sintetizadores Yamaha.

ISolo en la primera mitad de la década de los noventa, lanzamos o actualizamos aproximadamente 30 productos diferentes, incluyendo las series SY/TG, EOS B, P, VL/VP, W, el QS300 y el A700, resultando evidente que se trató de un periodo de prueba y error. Mientras buscábamos urgentemente una forma de superar estas dificultades, el negocio de los sintetizadores en Yamaha permanecía atrapado en un atolladero.