El sintetizador digital Bell Labs , más conocido como Alles Machine o Alice , fue un sintetizador aditivo experimental diseñado por Hal Alles en Bell Labs durante la década de 1970. Alles Machine utilizaba un sintetizador digital de 16 bits controlado por computadora que operaba a 30 000 muestras por segundo con 32 osciladores de onda sinusoidal. Alles Machine ha sido llamado el primer sintetizador aditivo digital verdadero, [1] siguiendo los experimentos anteriores de Bell que se implementaron parcial o totalmente como software en computadoras grandes. Solo se grabó una composición completa para la máquina, antes de que fuera desmontada y donada al departamento TIMARA del Conservatorio de Oberlin en 1981. [2] Varios sintetizadores comerciales basados en el diseño de Alles fueron lanzados durante la década de 1980, incluido el chip de sonido Atari AMY .
La máquina de Alles constaba de tres partes principales: un microordenador LSI-11 , los generadores de sonido programables y una serie de dispositivos de entrada diferentes. El sistema estaba empaquetado en una gran unidad única y pesaba 136 kg (los diseñadores se refirieron a él con optimismo como portátil). [3]
El microordenador se suministraba con dos unidades de disquete de 8 pulgadas (de Heathkit , que vendía su propia máquina LSI-11, la H11 ) y un terminal de vídeo en color de AT&T . Estaba conectado a un convertidor analógico-digital personalizado que muestreaba las entradas a una resolución de 7 bits 250 veces por segundo. Los dispositivos de entrada consistían en dos teclados de piano de 61 teclas, cuatro joysticks analógicos de 3 ejes, un banco de 72 controles deslizantes y varios interruptores. [3] Cualquiera de los controladores podía utilizarse para controlar cualquier parámetro, bajo el control del programa. Las entradas se interpretaban y luego se utilizaban para generar salidas que se enviaban a los generadores de sonido como una serie de parámetros. El ancho de banda necesario para controlar el sintetizador era bastante limitado. El ordenador podía procesar unos 1.000 cambios de parámetros por segundo antes de que se atascara en la CPU. [4]
El generador de sonido era bastante complejo, ya que contenía 1.400 circuitos integrados . [5] El primer banco de 32 osciladores se utilizaba como señales maestras y, en general, significaba que el sistema tenía una polifonía de hasta 32 notas (véase más abajo). Un segundo conjunto de 32 osciladores estaba conectado a uno de los maestros, generando los primeros N armónicos, donde N era de 1 (primer armónico) a 127. Además, había un banco de 32 filtros programables, 32 multiplicadores de amplitud y 256 generadores de envolvente. Todas estas señales se podían mezclar de forma arbitraria en un banco de 192 acumuladores. Estos se enviaban a uno de los cuatro canales de salida de 16 bits y, desde allí, a un convertidor digital a analógico para la salida. [5]
Las formas de onda reales se generaron buscando la amplitud para un tiempo determinado en una tabla basada en ROM de 64 kWord . Alles utilizó varios trucos en la tabla para reducir la cantidad de cálculos que el sistema necesitaba ejecutar en la CPU del controlador. En un caso, se evitó una multiplicación buscando dos números en la tabla y restándolos, ya que se observó que el resultado era el mismo que una multiplicación de dos números relacionados. Todo lo que se ejecutaba era un conjunto de 255 temporizadores con 16 pilas FIFO para eventos. El controlador enviaba eventos a las colas que luego se ordenaban por marca de tiempo y se introducían en el generador en orden. [5]
La máquina Alles tuvo una gran influencia en la industria, pero el coste de implementación fue tan alto que pasó algún tiempo antes de que las máquinas basadas en sus principios estuvieran disponibles a un precio que la mayoría de los músicos pudieran pagar.
Crumar de Italia y Music Technologies de Nueva York colaboraron para formar Digital Keyboards en un esfuerzo por reempaquetar la Alles Machine. El resultado fue un sistema más pequeño de dos partes, con una microcomputadora basada en Z-80 y unidades de disco como una unidad, y un solo teclado y un conjunto limitado de controles deslizantes de entrada como la segunda unidad. Conocido como Crumar General Development System , o GDS , fue lanzado en 1980 por $30,000. Se vendió a estudios que necesitaban un sistema flexible que pudiera garantizar el mismo rendimiento una y otra vez. [6] [7] [8] Los sintetizadores analógicos de la misma época estaban sujetos a cambios ambientales en los controles de entrada que significaban que cada interpretación, incluso después de un breve retraso, sería diferente. Wendy Carlos tenía un GDS y lo usó en la banda sonora de Tron . [9] También fue una de las usuarias más devotas del instrumento, y todavía lo usa hasta el día de hoy.
El trabajo posterior sobre el mismo concepto básico dio como resultado el Synergy de menor costo , lanzado en 1981. [10] El Synergy eliminó el componente de computadora y volvió a empaquetar todo el sistema en una caja con un teclado de 77 teclas. Otro sintetizador aditivo llegó al mercado aproximadamente al mismo tiempo, el Con Brio ADS200, a un precio ligeramente inferior de $ 20,000. Ni el Con Brio ni el GDS se vendieron bien, mientras que el Synergy logró encontrar algo de participación en el mercado. Sin embargo, cuando se lanzó el famoso Yamaha DX7 en 1983, rápidamente se apoderó del mercado. La síntesis FM del DX7 ofrecía el mismo control básico sobre el sonido de salida que un sintetizador aditivo, pero podía duplicar los efectos de muchos osciladores agrupados en tan solo dos. [11] Su precio de $ 2,000 eliminó cualquier competencia de los sintetizadores aditivos. La producción del Synergy terminó en 1985.
Una versión final de la máquina original se produjo después de que Digital Keyboards cerrara a principios de 1985. El diseñador jefe de Digital Keyboards, Mercer "Stoney" Stockell, se fue y formó Mulogix con Jim Wright y Jerry Ptascynski. El Mulogix Slave 32 era un Synergy reempaquetado en un módulo de montaje en rack de 2U con una interfaz MIDI . El Slave 32 podía leer y escribir cartuchos EPROM desde el Synergy. [12]
En 1981, Caesar Castro y Alan Heaberland presentaron su placa Casheab S-100. También tenía un parecido sorprendente con el diseño de Alles & Bayer. Uno de los primeros en adoptarla fue Roger Powell , que diseñó su sistema "Databoy" en torno a ella. Powell utilizó un sistema 8800 de fabricación casera para escanear el teclado y los controladores de modulación, así como para proporcionar acceso a una biblioteca personalizada de sonidos que él mismo había creado. [13]
A partir de 1984, Atari inició un esfuerzo para desarrollar una implementación de un solo chip de la Alles Machine en su proyecto Sierra . El chip AMY 1 resultante utilizó 64 osciladores y agregó generadores de ruido para proporcionar efectos especiales necesarios en los juegos. Sin embargo, el AMY nunca se lanzó y un esfuerzo de terceros para producir un sintetizador de bajo costo basado en el chip terminó cuando Atari amenazó con una demanda. [14]
Dos artistas conocidos por haber actuado en la Alles Machine son Roger Powell y Laurie Spiegel . Powell fue el primero en actuar en directo en público, pero, por desgracia, esta actuación nunca se grabó. La otra actuación conocida es la del compositor Laurie Spiegel.
Varias pistas del álbum Games de Larry Fast (Synergy) fueron tomadas de sesiones grabadas en Bell Labs en el sintetizador digital.
El compositor y teclista electrónico Don Slepian fue contratado como artista residente en el departamento de Acústica e Investigación del Comportamiento de Bell Labs bajo la dirección de Max V. Mathews de 1979 a 1982 para desarrollar obras utilizando el sintetizador digital de Bell Labs. [15] [16] Durante este tiempo produjo "Sea of Bliss" [17] y "Rhythm of Life", [18] dos piezas de larga duración basadas en la Alles Machine.
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