Síntesis

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Síntesis
Esquema de síntesis.JPEG
autor/es: Max Mathews, Robert Moog
País: New Jersey
año de creación: 1964-65
descriptor/es: "Descriptores del instrumento"
Vínculos: http://www.dtic.upf.edu/~egomez/teaching/sintesi/SPS1/Tema1-IntroduccionSintesi.pdf https://thump.vice.com/es_mx/article/qk5mzv/como-funciona-la-sintesis-de-sonido http://www.aprende-gratis.com/sintesis-sonido/curso.php?lec=filtros-sonido
Principio de funcionamiento: La síntesis resulta de la transformación de energía eléctrica en una vibración acústica. Esto es posible mediante osciladores de varios tipos. Casi todas las formas de síntesis posibles se basan en la sustracción de frecuencias, las que mediante filtros y ecualizadores sobresaltan el sonido deseado en un circuito. No todos son iguales, hay también procesos de síntesis que comienzan desde samples
Obra: J. S. Bach interpretados por el Moog


Descripción sintética

Síntesis analógica vs síntesis digital

Podemos diferenciar dos tipos de síntesis: la síntesis analógica y la digital. La síntesis analógica trabaja con un conjunto contínuo de valores (señales analó-gicas). Los sintetizadores analógicos tienen la función básica de generar sonido desde cero utilizando dispositivos electrónicos capaces de producir este tipo de señales adecuadas para la vibración de altavoces. La síntesis analógica se inicia a mediados de los años 60, y se encuentra en su mayor auge hasta principios de los años 80s. Sin embargo, los ordenadores son máquinas digitales y no analógicas, es decir, sus operaciones se basan en matemáticas discretas. La síntesis digital trabaja en el dominio discreto, y no contínuo. La síntesis digital se inicia en 1957 (Max Mathews), pero no se populariza hasta principios de los 80s, desbancando a la síntesis analógica. Debido a su versatilidad, la síntesis digital permite el uso de infinitas técnicas de síntesis, además de permitir emular cualquier método de síntesis analógica. En la actualidad, la síntesis analógica vuelve a utilizarse, aunque normalmente es emulada digitalmente.

Contexto histórico

Primeros instrumentos eléctricos Unos de los primeros instrumentos eléctricos, el "telégrafo musical", fue inventado por el ingeniero eléctrico Elisha Gray quien solicitó una patente el 27 de enero de 1876. 3​Accidentalmente descubrió la generación de sonidos a través de la propia vibración de un circuito electromagnético, e inventó un oscilador básico de una nota. Este "telégrafo musical" usó una lengüeta de acero con oscilaciones creadas por electromagnetos transmitidas por una línea telegráfica. Gray también implementó una bocina sencilla en los siguientes modelos. Constaba de un diafragma que vibraba en un campo magnético, haciendo al oscilador audible.

Este instrumento fue un instrumento musical electromecánico remoto que usaba telegrafía y un zumbador eléctrico que puede generar un timbre con un sonido fijo. Sin embargo, carecía de una función de síntesis de sonido arbitraria. Algunos erróneamente lo han llamado "El primer sintetizador".

Primeros sintetizadores aditivos – órganos de rueda tonal


Consola del Telarmonio (1897) y Órgano Hammond (1934). En 1887, Thaddeus Cahill inventó el telearmonio (o dinamófono) el cual usaba dinamos (antiguos generadores eléctricos), 6​ era capaz de realizar síntesis aditiva como el órgano Hammond, el cual fue inventado en 1934. Sin embargo, el negocio de Cahill no fue exitoso debido a varias razones (el tamaño del sistema, la rápida evolución de los electrónicos, diafonía en la línea telefónica, etc.), e instrumentos similares pero más compactos que subsecuentemente fueron desarrollados, como los órganos de rueda tonal.

Surgimiento de la electrónica y los primeros instrumentos electrónicos


Izquierda: Theremin (RCA AR-1264; 1930). Centro: Ondes Martenot (7G model; 1978). Derecha: Trautonium (Telefunken Volkstrautonium Ela T42; 1933). En 1906, el ingeniero estadounidense Lee De Forest, guiado por la "era de los electrónicos", 7​ inventó el primer bulbo amplificador, llamado Audión. Esto llevó al desarrollo de nuevas tecnologías del entretenimientos, incluyendo la radio y el cine sonoro. Estas nuevas tecnologías también influenciaron a la industria de la música resultando en varios de los primeros instrumentos musicales electrónicos que usaron bulbos, incluyendo:

Audion piano por Lee De Forest in 1915 8​ Theremin por Léon Theremin in 1920 9​ Ondes Martenot por Maurice Martenot in 1928 Trautonium por Friedrich Trautwein in 1929 La mayoría de los primeros instrumentos usaron "circuitos heterodinos" para producir audiofrecuencias, y estaban limitados por sus capacidades de síntesis. Ondes Martenot y Trautonium se encontraron en un desarrollo continuo por varias décadas, finalmente desarrollaron cualidades similares a sintetizadores posteriores.

Sonido gráfico


Sintetizador ANS y Sonido gráfico En la década de 1920, Arseny Avraamov desarrollo varios sistemas de sonido gráfico, 10​ y sistemas similares al sonido gráfico fueron desarrollados alrededor del mundo, como los vistos en Holzer, 2010. 11​ En 1938, el ingeniero de la URSS Yevgeny Murzin diseñó una herramienta de composición llamada ANS, fue uno de los primeros sintetizadores aditivos en tiempo real usando optoelectrónicos. Aunque su idea de reconstruir el sonido a partir de su imagen era muy simple, el instrumento no fue llevado a cabo hasta después de 20 años, en 1958, Murzin era "un ingeniero que trabajó en áreas no relacionadas a la música" (Kreichi, 1997).

Síntesis substractiva y sintetizadores polifónicos


Hammond Novachord (1939) y Welte Lichtton orgel (1935) En la década de los treinta y cuarenta, los elementos básicos requeridos para la síntesis sustractiva analógica moderna — osciladores, filtros, controles de envolventes, y varias unidades de efectos — ya habían aparecido y fueron implementadas en varias instrumentos electrónicos.

Los primeros sintetizadores polifónicos fueron desarrollados en Alemania y en Estados Unidos. El órgano Warbo Formant fue desarrollado por Harald Bode en Alemania en 1937, era un teclado de cuatro teclas/voces con dos filtros de formantes y un control dinámico de envolventes 13​14​ y posiblemente manufacturado comercialmente por una fábrica en Dachau, acorde a 120 years of Electronic Music,. 15​ El "Novachord" de la marca Hammond fue lanzado en 1939, era un teclado electrónico que usaba doce sets de osciladores por octava con divisores de octavas para generar el sonido, con vibrato, un resonador con banco de filtros y un controlador de envolventes dinámico. Durante los tres años que Hammond manufacturó este modelo, 1069 unidades fueron enviadas, pero la producción fue detenida debido al inicio de la Segunda Guerra Mundial. 16​17​ Ambos instrumentos fueron antecesores de los órganos electrónicos y los sintetizadores polifónicos.

Teclados electrónicos monofónicos


Multimonica por Harald Bode (1940) y Ondioline de Georges Jenny (1941) Durante los cuarenta y cincuenta, antes de que fueran populares los órganos electrónicos y se introdujeran de los órganos combo, un número de instrumentos monofónicos portátiles con pequeños teclados fueron desarrollados y comercializados. Estos pequeños instrumentos consistían de un oscilador electrónico, un efecto de vibrato, filtros pasivos, etc., y la mayoría de ellos paréntesis (a excepción del Clavivox) fueron diseñadas para el uso con ensambles convencionales, en lugar de instrumentos experimentales para estudios de música electrónica que después estarían involucrados en sintetizadores modernos. Algunos de estos pequeños instrumentos son:

Solovox (1940) por la compañía Hammond: un aditamento para instrumento con teclado monofónico que consistía en un gran gabinete de tonos con una pequeña unidad del teclado, tenía la intención de acompañar pianos con una voz monofónica principal de órgano o con un sonido orquestal. Multimonica (1940) diseñada por Harald Bode y producida por Hohner: un instrumento con dos teclados que consistía en un armonio eléctrico en la parte de abajo y un sintetizador monofónico de ondas diente de sierra en la parte superior. Ondioline (1941) diseñado por Georges Jenny en Francia. Clavioline (1947) diseñado por Constant Martin, producido por Selmer y Gibson, etc., este instrumento fue incluido en varias grabaciones populares de los años 60, incluyendo "Runaway" (1961) de Del Shannon, "Telstar" (1962) de The Tornados y "Baby, You're a Rich Man" (1967) de The Beatles. Clavivox (1952) por Raymond Scott. Otras innovaciones


Electronic Sackbut (1948) de Hugh Le Caine y armonio electrostático (Wurlitzer modelo 44, 1953) A finales de la década de los cuarenta, el inventor y compositor canadiense Hugh Le Caine inventó el Electronic Sackbut, héroe de los primeros instrumentos en permitir controlar en tiempo real tres aspectos del sonido (volumen, tono y timbre), hoy en día, sensibilidad a la presión, perilla de tono. Los controladores inicialmente fueron implementados como "teclados sensibles a la presión multidimensionales" en 1945, después fueron cambiados a un grupo pícaro de controladores recuperados por la mano izquierda en 1948.

En Japón, a inicios de 1935, Yamaha lanzó el Magna organ, 19​ un instrumento con teclado multi-tímbrico construido a partir de pastillas y orificios soplados de manera eléctrica. 20​ Era similar al armonio electrostático desarrollado por Frederick Albert Hoschke en 1934 y manufacturado por Everett y Wurlitzer hasta 1961.

Sin embargo, al menos un japonés no estaba satisfecho con esa situación en ese entonces. En 1949, el compositor japonés Minao Shibata discutió acerca del "concepto de un instrumento musical con un alto nivel de ejecución que pudiera sintetizar cualquier tipo de ondas sonoras", y que "..fuese operado de manera sencilla", prediciendo que con tal instrumento, "...la escena de la música cambiaría de manera drástica".


Sintetizador (izquierda) y una consola de audio en Studio di fonología musicale di Radio Milano Estudios de música electrónica como sintetizadores de sonido[editar] Después de la Segunda Guerra Mundial, la música electrónica, incluida la música electroacústica y la música concreta fue creada por compositores contemporáneos, y numerosos "estudios de música electrónica" fueron establecidos en todo el mundo, especialmente en Bonn, Colonia, París y Milán. Estos estudios estaban comúnmente repletos de equipos electrónicos incluyendo osciladores, filtros, cintas, consolas de audio, etc., y todo el estudio funcionaba como un solo sintetizador de sonidos.


RCA Mark II Sound Synthesizer (1957) y el estudio Siemens Studio para música electrónica (1959). Origen del término "sintetizador de sonido" Entre 1951 y 1952, RCA produjo una máquina llamada "sintetizador de música electrónica"; sin embargo, era una "máquina de composición", debido a que no producía los sonidos en tiempo real. 23​ RCA desarrolló el primer "sintetizador de sonidos programable", RCA Mark II Sound Synthesizer instalándolo en Columbia-Princeton Electronic Music Center en 1957. 24​ Compositores prominentes incluyendo a Vladimir Ussachevsky, Otto Luening, Milton Babbitt, Halim El-Dabh, Bülent Arel, Charles Wuorinen y Mario Davidovsky usaron el sintetizador de RCA en varias de sus composiciones.

Síntesis analógica

El objetivo de la síntesis analógica ha sido siempre el de conseguir dispositivos más manejables. Hacia 1964-65, Robert Moog (que había comenzado construyendo Theremins) y Don Buchla (con sugerencias de M. Subotnick) inventan (por separado) los primeros sintetizadoreshttp://www.dtic.upf.edu/~egomez/teaching/sintesi/SPS1/Tema1-IntroduccionSintesi.pdf controlados por voltaje (por tensión). Hasta 1968, Moog construye muy pocas unidades. A finales de este año aparece el disco de Walter/Wendy Carlos, Switch on Bach, con temas de J. S. Bach interpretados por el Moog. Este disco se convierte en el disco de música clásica más vendido hasta entonces. Keith Emerson (ELP) y muchos otros teclistas pop y rock comienzan a utilizar sintetizadores (por ejemplo Lucky Mab, ELP 1969). En 1970 se lanza el portátil Minimoog, que se convierte en uno de los sintetizadores más populares (utilizado por ELP, Stevie Wonder, Blood Sweat and Tears, Frank Zappa, Yes, Pink Floyd, etc en el pop-rock, y por Jan Hammer, Chick Corea, Herbie Hancockm etc en el jazz). El Minimoog se fabrica hasta entrados los 80s. El primer modelo comercial de Buchla está más pensado para la experimentación.Por ejemplo, no tiene teclado. Morton Subotnick grava Silver Apples of the Moon en 1967 con este modelo. Aunque bastante más experimental que Switch on Bach, el disco también tiene un cierto éxito comercial. El modelo 200 (1971) ya es en parte digital. Durante los 70s, Buchla diseña otros modelos (300, 400, 500), posiblemente más revolucionarios que los de Moog (por ejemplo, son programables desde un ordenador integrado), pero nunca alcanzan el éxito comercial de este último.

Síntesis digital

En 1957, Max Matthews realiza la primera síntesis digital (Newmann Guttman, Pitch Variations, 1957) en los laboratorios de Bell Labs (New Jersey). Max Matthews crea el lenguaje de síntesis sonora Music I (1957), que dará paso a Music II (58), III (60), IV (62), V y otros posteriores como Music 10, Music 360, CMix, cmusic, Common Lisp Music y CSound1 , el actual estándar de facto creado por B. Vercoe en 1986 y en permanente evolución. Estos primeros sistemas sólo están en Bell Labs y en la vecina universidad de Princeton, por lo que son pocos los compositores que tienen acceso a ellos. Los primeros compositores en utilizarlo, en los 60s son James Tenney (Dialogue 1963), Jean Claude Risset, Richard Moore, Barry Vercoe, John Chowning (inventor de la síntesis FM en 1977), Gerald Bennet, Charles Dodge, etc. Poco a poco van surgiendo nuevos métodos de síntesis sólo posibles en el dominio digital: aditiva con análisis/resíntesis, síntesis por modelado físico, FM, granular, etc, pero existe todavía un problema de control de los parámetros, no se puede implementar en tiempo real y es difícil el acceso a esta tecnología. El primer sistema a tiempo real es la Samson Box, instalada en CCRMA (Stanford 1977)), y el primer sistema comercial, el Synclavier (Jon Appleton,1977).

Principio de funcionamiento

Actualmente se reconocen 10 formas de creación posibles que serán presentadas a continuación:

●Síntesis Sustractiva: Una vez entendida la capacidad del oscilador de hacer cualquier valor armónico, es posible crear cualquiera gracias a filtros que eliminen los sonidos no deseados, dejando así la frecuencia deseada. Fue el primer tipo de síntesis que se produjo. Las siguientes formas se basan todas en la eliminación de frecuenciashttps://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia no deseadas.

●Síntesis Aditiva: Se basa en la similitud entre la curva de la frecuencia del oscilador y la armonía que suelta, esto permite la reproducción de la frecuencia para lograr una sínteis efectiva. Según la revista Sound on Sound es un método "...muy ineficiente pero el principio existe".

●Síntesis con componentes modelados: Este tipo de síntesis se basa en la creación de instrumentos mediante códigos algorítmicos que asimilen las características del sonido deseado. Se usa comúnmente para intentar imitar instrumentos reales (Caja, trompeta, cuerdas, etc) en sintetizadores.

●Tabla de ondas: Es una forma de organizar la síntesis inicial no se basa en la curvatura de la señal inicialmente creada, sino, en su movimiento constante producido por tres rejillas planas (de ahí el nombre tabla), por lo que sale un tono muy propenso a evolucionar y es más ligera la carga eléctrica a la hora de hacer síntesis. (Para mayores detalles entre aquí).

●Síntesis de Vectores: Al igual que la tabla de ondas, la síntesis vectorial se basada en la creación de oscilaciones a través de dos rejillas, pero que a diferencia del anterior, este contaba con un control de parámetros a través de un Joystick. El sintetizador más icónico en usar esta tecnología es el Prophet VS.

●Síntesis linear aritmética: Esta tecnología fue desarrollada por Roland a mediados de los 80tas para lograr emular sonidos de instrumentos reales de manera más convincente, gracias a la combinación de dos diferentes fuentes de sonido para lograr una de mayor fiablidad. Por ejemplo el ataque de una campana, con el decay de un pad que emulara al instrumento.

●Síntesis de distorsión en base: Este tipo de síntesis combina la lógica de reducción de la síntesis sustractiva, pero en este caso, a través de un origen de rejillas similar al de las tablas de ondas.

Las siguientes formas de síntesis no son derivadas de la sustracción de frecuencia:


●Síntesis en FM: Las letras FM abrevian a: modulación de frecuencia. Esto quiere decir que, en vez de producir una frecuencia y diferenciarla con filtros, se hace uso de un oscilador modulado; el cual crea un armónico a la frecuencia inicial, mediante el cambio constante de la frecuencia de la señal.

●Síntesis basada en Samples: La mayor diferencia en este tipo de síntesis es que el origen de la frecuencia no proviene de una oscilación, sino de un sample seleccionado. El sintetizador lo que hace entonces es separar por todo el teclado el timbre inicial y emitir tonos basados en este.

●Granular: La síntesis granular funciona con una combinación de lógicas entre samples y de tabla. El instrumento secciona varios samples y crea sonido alternando entre cada uno, por lo que se crean paisajes muy completos con timbres que evolucionan constantemente.

Referencias

http://www.dtic.upf.edu/~egomez/teaching/sintesi/SPS1/Tema1-IntroduccionSintesi.pdf https://thump.vice.com/es_mx/article/qk5mzv/como-funciona-la-sintesis-de-sonido http://www.aprende-gratis.com/sintesis-sonido/curso.php?lec=filtros-sonido

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