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Un sintetizador digital es un sintetizador que utiliza técnicas de procesamiento de señales digitales (DSP) para producir sonidos musicales. Esto en contraste con los sintetizadores analógicos más antiguos , que producen música utilizando electrónica analógica , y los samplers , que reproducen grabaciones digitales de instrumentos acústicos, eléctricos o electrónicos . Algunos sintetizadores digitales emulan sintetizadores analógicos; otros incluyen capacidad de muestreo además de síntesis digital.
Los primeros experimentos de síntesis digital se realizaron con ordenadores , como parte de la investigación académica sobre la generación de sonido.
En 1957, Max Mathews desarrolló el primer lenguaje de programación para música por computadora , MUSIC , en un IBM 704 en Bell Labs. [1] Genera formas de onda de audio digital mediante síntesis directa.
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Alrededor de 1969, el sistema EMS MUSYS 3 fue desarrollado por Peter Grogono (software), David Cockerell (hardware e interfaz) y Peter Zinovieff (diseño y operación del sistema) en su estudio de Londres (Putney). El sistema funcionaba en dos minicomputadoras, las Digital Equipment PDP-8 . Estos tenían un par de convertidores D/A y A/D rápidos , [2] [3] 12.000 (12 k) bytes de memoria central ( RAM ), respaldados por un disco duro de 32 k y por almacenamiento en cinta (DecTape). [4] [5] [6] El primer muestreo digital se realizó en ese sistema durante 1971-1972 para " Chronometer " de Harrison Birtwistle , lanzado en 1975. [2] [7] [8]
En 1972-1974, el sintetizador digital Dartmouth fue desarrollado por los profesores Jon Appleton y Frederick J. Hooven de Dartmouth College , en asociación con los cofundadores de NED Sydney A. Alonso y Cameron W. Jones.
En 1977, Hal Ales desarrolló el sintetizador digital Bell Labs en Bell Labs . [9]
En 1977, [10] New England Digital (NED) lanzó el Synclavier , el primer sintetizador comercial que utiliza generación de sonido puramente digital y también el primer sintetizador FM comercial del mundo. [11] [12] [13]
Los primeros sintetizadores digitales comerciales utilizaban circuitos digitales cableados simples para implementar técnicas como la síntesis aditiva y la síntesis FM . Otras técnicas, como la síntesis de tablas de ondas y el modelado físico , sólo fueron posibles con la llegada de los microprocesadores de alta velocidad y la tecnología de procesamiento de señales digitales. [ cita necesaria ] Otros dos sintetizadores digitales comerciales tempranos fueron el Fairlight CMI , introducido en 1979, y el New England Digital Synclavier II, introducido en 1979 como una actualización del Synclavier original. [11] El Fairlight CMI fue uno de los sintetizadores de muestreo anteriores, [14] mientras que el Synclavier originalmente usó tecnología de síntesis FM con licencia de Yamaha, [15] antes de agregar más tarde el primer muestreador de transmisión de disco duro en tiempo real de 16 bits del mundo. en 1982. [11] El Fairlight CMI y el Synclavier eran sistemas caros y se vendían por más de 20.000 dólares a principios de los años 1980. El costo de los sintetizadores digitales comenzó a caer rápidamente a principios de los años 1980. E-mu Systems introdujo el sintetizador de muestreo Emulator en 1982 a un precio minorista de 7.900 dólares. Aunque no es tan flexible ni potente como el Fairlight CMI o el Synclavier, su menor costo y portabilidad lo hicieron popular.
Con la incorporación de secuenciadores sofisticados a bordo, ahora agregados a efectos integrados y otras características, nació el sintetizador de ' estación de trabajo '. Estos siempre incluyen un secuenciador multipista y, a menudo, pueden grabar y reproducir muestras y, en años posteriores, pistas de audio completas, que se utilizarán para grabar una canción completa. Por lo general, también son ROMplers, que reproducen muestras para brindar una amplia variedad de sonidos realistas de instrumentos y otros sonidos, como batería, instrumentos de cuerda e instrumentos de viento, para secuenciar y componer canciones, junto con sonidos de instrumentos de teclado populares, como pianos eléctricos y órganos.
Como todavía había interés por los sintetizadores analógicos , y con el aumento de la potencia informática, a lo largo de los años 1990 surgió otro tipo de sintetizador: el de modelado analógico , o sintetizador "analógico virtual". Estos utilizan potencia informática para simular formas de onda y circuitos analógicos tradicionales, como envolventes y filtros, y los ejemplos más populares de este tipo de instrumento incluyen Nord Lead y Access Virus .
Los sintetizadores digitales ahora se pueden emular completamente en software (" softsynth ") y ejecutarse en hardware de PC convencional. Estas implementaciones suaves requieren una programación cuidadosa y una CPU rápida para obtener la misma respuesta de latencia que sus equivalentes dedicados. Para reducir la latencia, algunos fabricantes de tarjetas de sonido profesionales han desarrollado hardware especializado de procesamiento de señales digitales ([DSP]). Los sintetizadores digitales dedicados tienen la ventaja de una interfaz de usuario fácil de interpretar (controles físicos como botones para seleccionar funciones y habilitar funciones, y perillas para configurar parámetros variables). Por otro lado, los sintetizadores de software tienen las ventajas que ofrece una pantalla gráfica rica.
Centrándose en teclados orientados al rendimiento y tecnología informática digital, los fabricantes de instrumentos electrónicos comerciales crearon algunos de los primeros sintetizadores digitales para uso experimental y de estudio con computadoras capaces de manejar algoritmos de síntesis de sonido integrados. [dieciséis]
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En 1973, [17] la compañía japonesa Yamaha obtuvo la licencia de la patente para la síntesis de modulación de frecuencia (síntesis FM) de John Chowning , quien había experimentado con ella en la Universidad de Stanford desde 1971. [18] Los ingenieros de Yamaha comenzaron a adaptar el algoritmo de Chowning para su uso en un programa comercial. sintetizador digital, agregando mejoras como el método de "escalado clave" para evitar la introducción de distorsión que normalmente ocurría en los sistemas analógicos durante la modulación de frecuencia , aunque pasarían varios años antes de que Yamaha lanzara sus sintetizadores digitales FM. [19] En la década de 1970, a Yamaha se le concedieron varias patentes, bajo el nombre anterior de la empresa "Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha", evolucionando los primeros trabajos de Chowning sobre la tecnología de síntesis FM. [20] Yamaha construyó el primer prototipo de sintetizador digital en 1974. [17] [ verificación fallida ]
Lanzado en 1979, [21] el Casio VL-1 fue el primer sintetizador digital de bajo presupuesto, [22] vendido por 69,95 dólares. [21] Yamaha finalmente comercializó su tecnología de síntesis FM y lanzó el primer sintetizador digital FM de la compañía en 1980, el Yamaha GS-1, pero a un costoso precio minorista de 16.000 dólares. [23]
Introducido en 1983, el Yamaha DX7 fue el revolucionario sintetizador digital que tuvo un gran impacto, a la vez innovador y asequible, y que marcó el declive de los sintetizadores analógicos . [24] Utilizaba síntesis FM y, aunque era incapaz de realizar la síntesis de muestreo del Fairlight CMI, su precio rondaba los 2.000 dólares, lo que lo colocaba al alcance de un número mucho mayor de músicos. [25] El DX-7 también era conocido por su método de "escalado clave" para evitar la distorsión y por su reconocible tonalidad brillante que se debía en parte a su alta frecuencia de muestreo de 57 kHz. [26] Se volvió indispensable para muchos artistas musicales de la década de 1980, [27] y se convertiría en uno de los sintetizadores más vendidos de todos los tiempos. [18]
En 1987, Roland lanzó su propio sintetizador influyente de la época, el D-50 . Este popular sintetizador abrió nuevos caminos al combinar de forma asequible muestras cortas y osciladores digitales, así como la innovación [28] de efectos digitales integrados (reverberación, coro, ecualizador [29] ). Roland llamó a esto síntesis aritmética lineal (LA). Este instrumento es responsable de algunos de los sonidos de sintetizador preestablecidos más reconocibles de finales de la década de 1980, como el sonido Pizzagogo utilizado en " Orinoco Flow " de Enya .
Gradualmente se hizo factible incluir muestras de alta calidad de instrumentos existentes en lugar de sintetizarlos. En 1988, Korg presentó el último del popular trío de sintetizadores digitales de la década de 1980 después del DX7 y el D50, el M1 . Esto anunció tanto la creciente popularización de la síntesis digital basada en muestras como el surgimiento de los sintetizadores de " estaciones de trabajo ". [30] Después de este tiempo, se ha descrito que muchos sintetizadores digitales modernos y populares no son sintetizadores completos en el sentido más preciso, ya que reproducen muestras almacenadas en su memoria. Sin embargo, todavía incluyen opciones para dar forma a los sonidos mediante el uso de envolventes , LFO , filtros y efectos como la reverberación. Las series de teclados Yamaha Motif y Roland Fantom son ejemplos típicos de este tipo, descritos como 'ROMplers'; al mismo tiempo, también son ejemplos de sintetizadores de "estación de trabajo".
A medida que disminuyeron los costos de la potencia de procesamiento y la memoria, surgieron nuevos tipos de sintetizadores que ofrecían una variedad de opciones novedosas de síntesis de sonido. El Korg Oasys fue un ejemplo de ello, al empaquetar varios sintetizadores digitales en una sola unidad.
Un sintetizador analógico crea sonido utilizando circuitos electrónicos, como osciladores controlados por voltaje y filtros controlados por voltaje . Por el contrario, un sintetizador digital genera un flujo de números, a menudo utilizando algún tipo de procesador de señal digital , que luego se convierte en sonido mediante un convertidor de digital a analógico (DAC).
Un sintetizador digital es, en esencia, una computadora con (a menudo) un teclado de piano u órgano y una pantalla LCD como interfaz de usuario. Debido a que la tecnología informática avanza rápidamente, a menudo es posible ofrecer más funciones en un sintetizador digital que en un sintetizador analógico a un precio determinado. Sin embargo, ambas tecnologías tienen sus propios méritos. Algunas formas de síntesis, como, por ejemplo, el muestreo y la síntesis aditiva , no son factibles en los sintetizadores analógicos, mientras que, por otro lado, muchos músicos prefieren el carácter de los sintetizadores analógicos a su equivalente digital.
La era de la nueva ola de la década de 1980 trajo por primera vez el sintetizador digital al oído del público. Bandas como Talking Heads y Duran Duran utilizaron sonidos creados digitalmente en algunos de sus álbumes más populares. Otras bandas más de inspiración pop como Hall & Oates comenzaron a incorporar el sintetizador digital a su sonido en los años 1980. Gracias a los avances tecnológicos de la década de 1990, muchos sintetizadores modernos utilizan DSP .
Trabajando más o menos de la misma manera, cada sintetizador digital parece similar a una computadora . A una frecuencia de muestreo constante, la síntesis digital produce un flujo de números. Luego, el sonido de los altavoces se produce mediante una conversión a forma analógica. La síntesis digital directa es la arquitectura típica de los sintetizadores digitales. A través de la generación de señales, el procesamiento de voz y de nivel de instrumento, se crea y controla un flujo de señal mediante capacidades MIDI o controles de voz y de nivel de instrumento. [31]
[Q]
...Cronómetro [3], según tengo entendido, los sonidos de los mecanismos del reloj y todo lo demás fueron muestreados efectivamente por un ADC, almacenados y manipulado por la computadora y luego escupido nuevamente.
¿Cuál fue el gran avance...
[A]
Peter siguió comprando las últimas computadoras que salieron y por supuesto la memoria aumentó.
Luego le construí una grabadora de disco duro para poder almacenar algunos de los sonidos en este disco duro.
...
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Un resumen que muestra la posición de las dos computadoras PDP dentro del sistema MUSYS, y todos los dispositivos conectados a ellas.
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MUSYS es un sistema de programas utilizados para crear música electrónica en el estudio de informática de Electronic Music Studios, Londres.
Este artículo describe el lenguaje de programación empleado por los compositores y la implementación de su compilador y de otros programas en el sistema.
Se demuestra que mediante el uso de un macrogenerador, se puede construir un sistema eficiente y útil a partir de un software simple en una computadora pequeña.
... El D-50 tiene cuatro secciones distintas: / 1. Un sintetizador digital / 2. Un ecualizador digital / 3. Una sección de coro digital / y 4. Una sección de reverberación digital.