Capítulo 3: Evolução dos Sistemas de Geradores de Sons e Abordagens à Produção Musical
O Surgimento dos Geradores de Sons Baseados em Amostras
Impulsionada pelo desenvolvimento dos geradores de sons FM, a Yamaha transitou os seus sintetizadores para as tecnologias digitais durante os anos 1980. Graças também aos avanços em circuitos integrados, foram lançados produtos com uma ampla gama de novas funcionalidades. Parte desta abordagem envolveu o desenvolvimento de tecnologias que permitissem a utilização de gravações digitais dos sons reais de instrumentos acústicos—comumente referidas como "amostras"—como geradores de sons. Sons como baterias, percussão e ruídos de efeitos são relativamente curtos, o que os torna ideais para amostragem; além disso, é necessário ajustar muito pouco o tom ou o timbre quando essas gravações são reproduzidas. Assim, a tecnologia de amostragem pode ser aplicada para recriar facilmente os sons desses e de outros instrumentos acústicos. Por esta razão, diversos fabricantes de instrumentos começaram a usar a geração de som baseada em amostragem—também conhecida como Modulação por Código de Pulsos (PCM)—em máquinas de ritmo e produtos similares durante os anos 1980. Na Yamaha, chamamos a este tipo de motor o gerador de sons Advanced Wave Memory (AWM).
No entanto, este tipo de geradores de sons não se limitava apenas aos sons de bateria: eles também podiam reproduzir amostras gravadas de pianos, guitarras e outros instrumentos com tempos de decaimento mais longos, bem como sons sustentados de órgãos e similares. Dito isso, o seu principal modo de utilização era como um amostrador—isto é, um dispositivo que reproduz sons de instrumentos gravados tal como foram—e não eram usados em sintetizadores para realmente criar som. Muitos desafios ainda precisavam ser superados antes que o gerador de sons Advanced Wave Memory (AWM) pudesse também funcionar efetivamente como um motor de sintetizador que permitisse a criação de sons de forma criativa ou como parte de um instrumento altamente expressivo para performances ao vivo.
Uma tarefa particularmente difícil foi o desenvolvimento de filtros digitais que pudessem funcionar de maneira semelhante aos filtros analógicos encontrados em sintetizadores clássicos. Embora as fórmulas matemáticas teóricas que descreviam o funcionamento desses dispositivos fossem bem compreendidas na época, quando replicadas em circuitos digitais, o seu comportamento era muito menos fluido do que o dos filtros analógicos. Os desenvolvedores encontraram grandes dificuldades em conferir caráter à "ressonância", uma característica altamente distintiva dos sintetizadores analógicos. Outros fabricantes de instrumentos já haviam lançado sintetizadores com filtros digitais, mas a maioria não atingiu o objetivo. Muitos não apresentavam ressonância, enquanto outros tentaram simular esse comportamento único de forma artificial.
Na altura, a Yamaha desenvolveu um filtro digital capaz de reproduzir o comportamento de um filtro analógico, uma característica que fez a sua tão aguardada estreia no sintetizador digital SY77 em 1989. O SY77 estava equipado com um gerador de sons AWM e um gerador de sons FM, ambos podendo ser utilizados em conjunto com o filtro digital para modelar sons com níveis notáveis de expressão. Estas duas novas abordagens para a geração de sons foram denominadas síntese Advanced Wave Memory 2 (AWM2) e síntese Advanced Frequency Modulation (AFM), respetivamente. O SY77 permitia criar sons inovadores através de uma combinação híbrida de amostragem e FM, e também apresentava muitas outras funções pioneiras—por exemplo, as ondas PCM do motor AWM2 podiam até ser usadas como ondas de operador no gerador de sons AFM.
Os parâmetros de frequência de corte e ressonância do filtro digital podiam também ser controlados usando a velocidade e o aftertouch do teclado, e a combinação de todas essas características era denominada sistema Realtime Convolution & Modulation (RCM). Com o seu filtro digital suave e a combinação de PCM e FM — os dois gigantes da geração de sons digitais da época —, o SY77 parecia quase bom demais para ser verdade no momento do seu lançamento, e veio a epitomizar o estado avançado da tecnologia dos sintetizadores dos anos 1990.
Capacidade Multitimbre
Outro aspeto notável dos sintetizadores dos anos noventa foi o desenvolvimento dos geradores de sons multitimbricos. Multitimbricidade refere-se à capacidade de um instrumento de reproduzir vários tipos diferentes de som ao mesmo tempo, uma funcionalidade indispensável na produção musical.
Embora a capacidade multitimbrica não fosse tão importante para os teclistas durante as atuações ao vivo, ela permite a reprodução simultânea de diferentes timbres de instrumentos, como bateria, baixo, piano e partes solistas. No entanto, essa capacidade ganhou relevância com a popularização dos sequenciadores MIDI na segunda metade dos anos oitenta, permitindo que um único sintetizador fosse utilizado para criar uma composição completa. Neste contexto, os sintetizadores multitimbricos passaram a ser amplamente utilizados na produção de demos completas e faixas de acompanhamento para teclistas tocarem ao vivo. Embora já existissem geradores de sons com capacidade multitimbrica desde a era FM, o interesse por esta funcionalidade aumentou significativamente com o surgimento de sintetizadores capazes de produzir sons de instrumentos acústicos com alta qualidade e realismo, graças a geradores de sons como o AWM2 e outros similares. Ao mesmo tempo, surgiu uma intensa concorrência entre os fabricantes de sintetizadores, que se esforçavam para oferecer produtos mais baratos, com a capacidade de tocar mais notas ou timbres simultaneamente, e com uma maior variedade de variações sonoras.
Até então, se um teclista quisesse tocar vários sons automaticamente usando um sequenciador MIDI, teria de gastar centenas de milhares de ienes para comprar sintetizadores suficientes para o número de sons necessários.
Agora, no entanto, um único instrumento podia produzir todos esses sons simultaneamente com facilidade. Embora vários fabricantes tenham respondido a esta necessidade com módulos de gerador de sons multitimbricos de oito partes, o nosso TG55 destacou-se pelo excelente custo-benefício com um sistema de som multitimbrico de dezasseis partes, assim como as estações de trabalho SY77 e SY55, instrumentos revolucionários que contribuíram enormemente para expandir o número de pessoas envolvidas na produção de música.
Evolução dos Nossos Sintetizadores PCM
À medida que os geradores de sons baseados em tecnologias de amostragem começaram a ganhar popularidade, os fabricantes de sintetizadores introduziram diversos tipos de instrumentos baseados em geradores de sons PCM, tornando o mercado cada vez mais competitivo. A Yamaha respondeu ao reforçar ainda mais o gerador de sons AWM2 desenvolvido para o SY77 e explorando uma variedade de outras aplicações.
Lançado um ano depois do SY77, em 1990, o SY55 representou um avanço tecnológico significativo ao permitir o uso simultâneo de quatro componentes conhecidos como "elementos", cada um dos quais gerava som através de ondas amostradas. Esta abordagem possibilitava esculpir os sons de maneira altamente artística e criativa—por exemplo, poderia-se criar um som original combinando apenas a porção de ataque de um piano com a porção de sustentação de uma flauta, ou alternativamente, montar um som de seção de metais a partir de trompete, trombone, saxofone alto e saxofone tenor.
Paralelamente a esses desenvolvimentos, as unidades de efeitos também evoluíam rapidamente, em parte devido à adoção de tecnologias digitais. Como resultado, os proprietários de sintetizadores podiam agora processar seus sons com a mesma qualidade elevada das unidades de hardware dedicadas encontradas em estúdios de gravação profissionais, simplesmente utilizando os efeitos já integrados em seus instrumentos.
O SY99, lançado em 1991, permitia a amostragem de sons externos para uso no seu gerador de sons AWM2. Com esta e outras funcionalidades inovadoras, o SY99 ampliou significativamente as capacidades de expansão e criação sonora, marcando um importante marco evolutivo para o sintetizador PCM. Na verdade, o design do gerador de sons AWM aperfeiçoado na primeira metade dos anos noventa—junto com os termos "element" e outros relacionados—é utilizado até hoje nos instrumentos da nossa Série MOTIF.
O Início da Era das Workstations
Desde o início dos anos noventa, os sequenciadores de hardware usados na segunda metade da década anterior—como os da Série QX—começaram a ser gradualmente substituídos por sequenciadores baseados em software para computador. Nos estúdios de gravação, tornou-se cada vez mais comum ver uma vasta gama de dispositivos digitais, como interfaces MIDI ligados a computadores; samplers, sintetizadores e outros geradores de sons montados em racks; e um teclado mãe para introduzir dados de performance, tudo interligado por uma complexa rede de cabos. Utilizando este tipo de sistema de produção musical com o computador no centro, um único músico podia realizar e gravar livremente as faixas desejadas para produzir uma canção completa em muito pouco tempo. Isso elevou, sem dúvida, o nível para se tornar um teclista, e foi por volta dessa época que o desenvolvimento dos sintetizadores se dividiu em dois caminhos distintos com base nas exigências do instrumento.
O primeiro desses caminhos baseava-se no uso do sintetizador simplesmente como gerador de sons. Embora algumas aplicações vissem geradores de sons controlados por sintetizadores de sopro e de guitarra, a tendência predominante era que fossem integrados em sistemas de produção musical baseados em computador. No entanto, o gerador de sons seria controlado pelo computador ou por outra fonte de sinal MIDI, o que significava que não precisava mais estar integrado a um teclado da mesma forma que os sintetizadores do passado. Para atender a essa necessidade, a Yamaha lançou uma gama de geradores de sons montados em rack e de mesa sob a designação TG.
O segundo caminho viu o sintetizador evoluir para uma estação de trabalho capaz de satisfazer as necessidades tanto de teclistas quanto de arranjadores—um formato ao qual a maioria dos sintetizadores da época se adaptava. Os músicos podiam criar composições completas usando apenas a estação de trabalho e, sem habilidades específicas em informática, realizar produções completas neste único instrumento, sem a necessidade de cabos complexos, sendo inspirados por áudio de alta qualidade ao nível de estúdio. O SY99, mencionado anteriormente, integrou todos esses elementos e passou a ser visto como o auge das estações de trabalho dos anos noventa; e a Série SY como o ponto de partida dos sintetizadores de estação de trabalho da Yamaha.
A Busca por Novas Técnicas de Geradores de Sons
As abordagens de amostragem e PCM para os geradores de sons, que começaram a dominar a produção de sons em sintetizadores no início dos anos noventa, baseiam-se na gravação e reprodução de instrumentos reais. A gravação e reprodução de alta qualidade permitem replicar exatamente o mesmo som do original; no entanto, transformar isso num instrumento musical convincente não foi fácil, principalmente porque os sons e os timbres precisam ser controlados em tempo real para tornar esses sons utilizáveis. Por exemplo, um teclado de piano tem 88 teclas e o mesmo número de notas na escala, o MIDI permite representar a intensidade do toque numa escala de 127 níveis, sons realistas precisam evoluir ao longo do tempo e interagir entre si, e os controladores devem ser capazes de modular o som para níveis maiores de expressão. Não é difícil perceber que foram necessários múltiplos padrões para cobrir todas essas possibilidades, e o mais adequado tinha que ser selecionado instantaneamente para reprodução. Isso, por sua vez, exigia grandes volumes de dados gravados a serem processados por memórias e processadores que eram lentos e caros na época. Nesse aspecto, as tecnologias disponíveis deixavam muito a desejar.
Embora os sistemas de geradores de sons FM da Yamaha pudessem produzir sons altamente expressivos sem a necessidade de muita memória, a nossa equipa de desenvolvimento de sintetizadores iniciou uma busca para identificar novas abordagens aos geradores de sons que pudessem criar sons muito mais realistas, semelhantes aos dos instrumentos acústicos. Como resultado deste esforço, a modelação física foi identificada como a candidata mais promissora.
A modelagem física é uma abordagem para a geração de sons na qual as ações físicas reais que ocorrem na produção do som são expressas na forma de equações matemáticas, que são então usadas para modelar o processo global. Por exemplo, ao produzir o som de um saxofone, este tipo de gerador de sons modelaria matematicamente o ato do músico soprar ar no instrumento, o ar soprando fazendo com que a palheta vibre, e o som da vibração sendo amplificado devido à ressonância por simpatia dentro do corpo do saxofone. Assim como na síntese FM, este método baseia-se numa abordagem teórica desenvolvida na Universidade de Stanford, com a pesquisa fundamental tendo começado na década de 1980. No entanto, só na década seguinte — quando o desenvolvimento de novos sistemas de geração de sons tornou-se uma questão urgente — é que a equipa de desenvolvimento de sintetizadores da Yamaha decidiu iniciar a investigação e desenvolvimento com o objetivo de converter a modelagem física numa tecnologia prática para uso em sintetizadores.
Toda a dedicação e recursos da equipa foram necessários para alcançar o sucesso, mas o esforço compensou, resultando no gerador de sons Virtual Acoustic (VA) — o primeiro do mundo a usar modelagem física. Este gerador de sons foi apresentado ao mundo em 1993 como o núcleo do sintetizador VL1. Com apenas polifonia de duas notas, este sintetizador não convencional contrastava fortemente com a Série SY e outros instrumentos semelhantes da época áurea dos sintetizadores, que possuíam um nível de polifonia muito maior e eram capazes de produzir simultaneamente os sons de vários instrumentos diferentes. No entanto, o VL1 destacou-se pela sua capacidade de reproduzir, com níveis notáveis de realismo, os sons de instrumentos de vento como o saxofone e o trompete, assim como o violino e outros instrumentos de cordas. Para tal, um sinal de um gerador de sons conhecido como instrumento era processado e moldado por um modificador, que controla o som do modelo do instrumento. No caso de um instrumento de vento, por exemplo, um instrumento correspondente à boca ou palheta seria combinado com um modificador que define o material físico ou a forma do que estava a ser modelado.
Uma gama de parâmetros exclusivos do VL1 podia ser atribuída ao instrumento e ao modulador para ajustar o seu comportamento, mas o verdadeiro responsável pelo som realista deste sintetizador era o elevado grau de liberdade com que podia ser tocado. Ao contrário dos sintetizadores do passado, as notas não eram produzidas apenas ao tocar nas teclas: por exemplo, ao modelar um instrumento de sopro, o VL1 podia ser configurado para produzir sons utilizando o seu controlador de respiração — um dispositivo que altera parâmetros MIDI com base na intensidade do sopro. Com o VL1, o músico soprava no controlador de respiração exatamente como se estivesse soprando no instrumento que estava a modelar, enquanto simultaneamente pressionava as teclas no teclado.
Embora qualquer sintetizador compatível com MIDI da época pudesse controlar o volume utilizando um controlador de respiração, o que tornava o VL1 especial era a forma como modelava fielmente instrumentos como o saxofone e o trompete, a ponto de conseguir reproduzir até as mais sutis variações de sons e timbres com base na intensidade do sopro no controlador. Isso resultava em performances dramaticamente mais realistas. Na verdade, os sons de instrumentos de sopro produzidos por este sintetizador poderiam facilmente ser confundidos com os reais, e o seu lançamento despertou um enorme interesse em todo o mundo. Modelos subsequentes incluíram o VL1-m, que tinha o VL1 como módulo gerador de sons, e o VL70-m, de baixo custo. Mesmo hoje em dia, estes instrumentos continuam a ser utilizados regularmente por músicos especializados em sintetizadores de sopro.
Além do gerador de sons do tipo Auto-oscilação VA (S/VA) utilizado no VL1, a Yamaha também desenvolveu um tipo de Oscilação Livre — o F/VA — e o sintetizador virtual analógico VP1, lançado no ano seguinte, era movido por esse motor. O gerador de sons F/VA podia modelar muitas variações diferentes na execução de instrumentos de percussão e cordas, como os toques, os dedilhados e os arcos, mas, em vez de se limitar a simular sons existentes, também podia modelar instrumentos que nunca tinham sido concebidos. Embora os sintetizadores VL1 e VP1 fossem tecnologicamente avançados e expressivos, era necessário utilizar uma série de controladores diferentes, como o controlador de respiração, simultaneamente para tocar neles, o que exigia que os músicos se tornassem altamente habilidosos. Por esta razão, não se tornaram particularmente populares entre os teclistas convencionais e permaneceram como instrumentos de nicho.
O Impacto da Economia dos Anos Noventa
Na década de 1980, a Yamaha consolidou-se como líder no desenvolvimento de sintetizadores digitais com a inovadora Série DX. Com a chegada da era dos sintetizadores PCM na segunda metade daquela década, desenvolvemos com sucesso o gerador de sons AWM2, antes de avançarmos para a poderosa Série SY. No entanto, nem tudo foi um mar de rosas para este fabricante de sintetizadores.
Um dos maiores fatores a afetar o negócio foi a flutuação das taxas de câmbio. Quando o DX7 foi lançado em 1983, um dólar americano correspondia a cerca de 240 ¥; no entanto, esse valor caiu significativamente para 145 ¥ no lançamento do SY77 em 1989. O dólar caiu ainda mais quando o SY99 foi introduzido no final de 1991, passando abaixo de 130 ¥. Desde então, até à chegada do VP1 em 1994, o iene fortaleceu-se ainda mais, fazendo com que o dólar descesse abaixo de 100 ¥.
Na época do DX7, orgulharmo-nos de oferecer sintetizadores de alto desempenho a preços acessíveis para clientes em todo o mundo. No entanto, a rápida valorização do iene na década de 1990 afetou severamente a competitividade dos preços dos nossos produtos. Em particular, os sintetizadores que a Yamaha havia desenvolvido como modelos de entrada encontraram-se agora nas faixas de preço médio a alto nos mercados internacionais, colocando-os além do orçamento dos utilizadores a quem se destinavam.
O colapso da bolha económica japonesa trouxe mais problemas. A partir de 1991, o Japão experimentou uma rápida queda económica, e as vendas de instrumentos eletrónicos relativamente caros sofreram bastante. Outros fabricantes japoneses enfrentaram dificuldades semelhantes e reagiram a esses tempos difíceis ao simplificar a gama de produtos, partilhar funcionalidades entre vários modelos e ajustar as suas linhas de produtos com opções mais económicas.
Embora os sintetizadores tenham nascido do desejo de proporcionar aos músicos o mesmo nível de expressividade dos instrumentos acústicos, Os avanços nas tecnologias de amostragem permitiram a reprodução exata dos sons desses instrumentos com facilidade. Como resultado, começou a dar-se mais importância ao sintetizador como alternativa aos instrumentos acústicos do que à funcionalidade que ele proporcionava para a criação de sons. Além disso, vários outros desenvolvimentos também facilitaram a comparação dos sons de sintetizadores de diferentes fabricantes utilizando os mesmos dados de desempenho. Por exemplo, o padrão General MIDI (GM) foi publicado em 1991 para sintetizadores que produzem sons em resposta a mensagens MIDI, e o Standard MIDI File (SMF) foi desenvolvido como um formato comum para a troca de dados de desempenho MIDI. Consequentemente, os compradores de sintetizadores passaram a focar mais nas diferenças nos sons produzidos e na adequação à produção musical do que nas funções específicas dos sintetizadores e na sua tocabilidade.
Seguindo esta tendência, outros fabricantes de sintetizadores reduziram os recursos dedicados ao desenvolvimento de hardware e funcionalidades, direcionando os seus esforços para a qualidade e diversidade das formas de onda no coração dos seus sintetizadores PCM. Em outras palavras, procuraram competir e se diferenciar com base no conteúdo digital, o que resultou em um crescimento constante da clientela. Em reação a esta tendência, a Yamaha procurou recuperar o terreno perdido através da inovação tecnológica. No extremo oposto dos modelos VL e VP voltados para performance, o foco foi aprimorar a funcionalidade de produção musical das estações de trabalho. Para clientes mais conscientes dos custos, foi lançada a Série W em 1994, seguida um ano depois pelo sintetizador QS300—um modelo que suportava o formato MIDI XG. Os sintetizadores da Série W eram especialmente adequados para a produção musical de alta qualidade, com 8 MB de memória de ondas (a maior disponível na época), seis processadores de efeitos independentes, multitimbralidade de 16 partes em todas as situações e suporte para GM. No entanto, ao contrário dos instrumentos da Série SY, esses sintetizadores não foram bem recebidos pelos teclistas profissionais.
Diversas ideias foram propostas para sair desta situação, como o desenvolvimento de novos geradores de sons, a adição de funcionalidades inovadoras e o aprimoramento dos nossos geradores de sons PCM. Também planejámos e lançámos muitos produtos novos. No entanto, a Yamaha não conseguiu acompanhar a rápida mudança no mercado de sintetizadores e no ambiente de negócios em geral, e também não lançou produtos que satisfizessem plenamente as necessidades dos utilizadores. Como era de esperar, isso agravou ainda mais a situação precária dos sintetizadores Yamaha.
Na primeira metade dos anos noventa, alcançámos um grande sucesso com a nossa série QY de sequenciadores, que permitia a qualquer pessoa produzir música praticamente em qualquer lugar; além disso, a crescente popularidade do formato XG tornou possível que qualquer um se tornasse facilmente um produtor. No campo dos sintetizadores, no entanto, apesar de termos dado continuidade ao sucesso das nossas séries SY e TG com o lançamento e atualização de mais de 30 produtos diferentes (como a série EOS B, a série P, as séries VL/VP, a série W, o QS300 e o A7000), tornou-se claro que o logotipo da Yamaha estava lentamente a ser substituído tanto no palco quanto no estúdio. Enquanto procurávamos urgentemente uma forma de superar essas dificuldades, o negócio dos sintetizadores da Yamaha continuava a enfrentar problemas.
