Історія синтезаторів: від лампової епохи до сьогодення

Синтезатор дозволяє керувати звуком та з нуля створити нові інструменти з унікальним тембром. Можливість конструювати саму звукову хвилю відкрила дорогу мільярду нових жанрів. Синтезатор повністю перевернув уявлення про те, якою взагалі може бути музика. Але синтезатор захопив світ не одразу — боротьба за визнання розтягнулася майже ціле століття.

Лампова епоха

1906 року американський інженер Лі де Форест винайшов аудіон, який сьогодні відомий як катодна радіолампа. Вона відкрила шлях до посилення електронного сигналу.

1912 року де Форест експериментував зі своїм аудіоном і випадково під’єднати його вихід до входу. Всі знають, що трапляється, якщо піднести включений мікрофон до колонки. Пролунає різкий  для вуха звук цвяха по склу – фідбек. Підключення входу підсилювача до виходу призводить до електронної осциляції й генерує звук без всякої механіки (струн, що коливаються тощо). Так з’явився осцилятор – серце будь-якого синтезатора.

Наступним кроком став винахід терменвокса у 1920 році. Його творцем був інженер Лев Термен. Він займався захопливою роботою: вимірював діелектричну постійну газів. Для дослідів він використав осцилятор, що генерував хвилі. Вчений пропускав їх через газ у скляному кубі (по суті – конденсаторі), а потім вимірював місткість газу. Щоб підвищити точність експерименту, Термен вирішив об’єднати одразу два осцилятори. Один видавав коливання певної постійної частоти, тоді як частота іншого могла змінюватися. Різниця між цими осциляторами іноді потрапляла до чутного діапазону. Місткість конденсатора дозволяла керувати висотою звуку. Винахідливий інженер одразу придумав, як це застосувати у музиці, оскільки сам їй захоплювався.

Винайдений таким чином терменвокс давав звук осцилятора без прикрас. Крім нього, з деталей там були лише підсилювач, гучномовець та металева антена. Наближаючи руку до антени, виконавець змінював місткість ланцюга і висоту тону звуку, що генерувався. Найбільш популярною стала модель із двома антенами (друга керувала гучністю звуку). Усі синтезатори першої половини ХХ століття засновані на лампових осциляторах, використаних у терменвоксі.

Грати на інструменті дуже важко. Потрібно запам’ятати позиції всіх нот, а вони ніде не відзначені: нема ні грифа, ні клавіатури. Гра більше схожа на кастування заклинань. Ефекту додає звук, що нагадує виття привида. Не дивно, що терменвокс часто використовувався у фільмах жахів.

У 1930 році німецький інженер Фрідріх Тротвейн винайшов траутоніум. Це синтезатор зі схожою на терменвокс схемою. Однак грати на ньому потрібно накладенням рук на металевий поручень. Винахідник додав кілька модулів для зміни та збагачення звуку, тому розмірами девайс вийшов із тумбочку. Проте з’явилася можливість керувати звуковою хвилею, створюючи нові тембри.

У 1938 році американець Лоуренс Хаммонд з колегами-інженерами створив перший у світі поліфонічний синтезатор Hammond Novachord. Що означає поліфонічний? Річ у тому, що всі попередні винаходи вміли видавати лише одну ноту за один раз. Тобто, ніяких тобі акордів, інтервалів, консонансів, дисонансів… Музична виразність залишалася на рівні тетрісу. Це дозволяло використовувати їх лише як інструменти, що солюють, під акомпанемент. А от Novachord позиціювався як більш-менш повноцінна заміна фортепіано.

Девайс визначив конструкцію побратимів на багато років наперед. Він затвердив використання методу субтрактивного синтезу в аналогових синтезаторах. Метод заснований на відніманні гармонік із генерованої осцилятором хвилі. Простіше кажучи, з початкової хвилі просто забирається все зайве. Створення звуку стало схожим на будівництво будинку.

  • Осцилятор – фундамент. Він виробляє хвилю певної базової форми: синусоїдальну, квадратну, пилкоподібну або взагалі видає рандомний шум.
  • Фільтри – каркас. Базова хвиля проходить через резонансні лоу-пас чи хай-пас фільтри. На аналогових синтезаторах є крутилки Cutoff та Resonance – це саме вони. З їх допомогою можна керувати зрізом високих низьких частот – тобто відняти непотрібну енергію зі звукової хвилі, сформувати обриси майбутнього тембру.
  • Підсилювач – стіни та дах. Хвиля проходить через підсилювач, який іноді називається VCA (Voltage Control Amplifier). Підсилювач дозволяє налаштувати атаку, спад, сустейн та загасання звуку (Attack, Decay, Sustain, Release). Наприклад, якщо потрібно зімітувати піаніно, то атака буде швидкою, а згасання дуже плавним. Потрібна скрипка – атака буде плавною, а згасання швидким. Словом, синтезатор дозволяє повністю задизайнити звукову хвилю за власним бажанням.
  • Ефекти – інтер’єр. Хорус, ревербератор, дилей та інші ефекти збагачують звук, роблять його цікавішим та об’ємнішим. Часто у синтезаторах зустрічається секція LFO (Low Frequency Oscillator). Це теж осцилятор, але низькочастотний, інфразвук. Він необхідний автоматизації параметрів інших блоків: частоти зрізу, сили атаки чи згасання тощо. Звук виходить як би рухливим, не одноманітним, у ньому буде щось змінюватися з кожним затисканням клавіші.

Все це вже було у Hammond Novachord, але комерційного успіху інструмент не мав. Було випущено лише тисячу штук. Інструмент був громіздким, місця займав як два піаніно, легко ламався. Полагодити його було складно: спробуй вгадати, яка зі 163 катодних ламп вийшла з ладу! Та й час був такий, що публіці було не до музики.

1948 року інженер Олександр Мурзін розробив синтезатор АНС (названий на честь Олександра Миколайовича Скрябіна). Взагалі вчений розробляв різні пристрої для військових. Але в 1938 році йому прийшла ідея створити універсальний синтезатор звуків. Щоб проштовхнути такий проєкт, він заявив, що новий пристрій зможе шифрувати секретні повідомлення у музичному коді. Генерали дали добро. Наступні десять років інженер вечорами паяв прилад просто у себе в квартирі.

В інструменті використовувався метод оптичного синтезу – звук записувався на фотоплівку світловим променем. Жодної клавіатури не було: композитор записував партії на чорній непрозорій плівці, продряпуючи з неї кіптяву стилусом. Із синтезатором експериментували кілька композиторів. Було видано платівку з їхніми треками, яку сьогодні можна послухати в Мережі. Також АНС звучить у кількох фільмах (включаючи «Соляріс» Тарковського).

1957 року з’явився RCA Mark II Sound Synthesizer, синтезатор-секвенсер. Він багато в чому розвивав ідеї АНС Мурзіна. Прилад нагадував перші ЕОМ. Інструмент займав цілу кімнату, важив багато тонн, а композитор спілкувався із машиною за допомогою перфокарти. За свою монструозну зовнішність синтезатор отримав прізвисько «Віктор» — на ім’я доктора Франкенштейна. Інструмент мав деяку поліфонію: можна було використовувати до чотирьох нот одночасно. Звук генерувався дванадцятьма синусоїдальними осциляторами, потім йшов через безліч фільтрів.

Девайс був неймовірно складний у використанні. Нормально грати на ньому могли лише творці-інженери компанії RCA. Деяких успіхів у створенні музики на Mark II досяг композитор з математичною освітою Мілтон Беббітт. Він записав на Mark II альбом Vision and Prayer. Чарльз Вуорінен записав на ньому альбом Time’s Encomium. За платівку композитор отримав Пулітцерівську премію у галузі музики.

Звучить дивно? Недарма. Тоді синтезатор сприймався як передовий інструмент створення авангардної музики. А найпередовішим напрямом був серіалізм — спосіб створення складної атональної музики. Замість мелодії тут — серії-послідовності звуків, що не повторюються. Метод має строгу логіку, так що створення серійної музики більше схожий на програмування. Партії виходять складними для виконання наживо. На допомогу авангардистам і приходить синтезатор, який дозволяє неймовірно точно програмувати серії будь-якої складності.

Епоха транзистора

Транзистори дозволили конструювати набагато стабільніші підсилювачі та осцилятори, а також сильно зменшити їх розміри. Новий виток розвитку синтезаторів пов’язані з інженером Робертом Мугом. Він займався продажем терменвоксів із дев’ятнадцяти років, а потім вирішив робити їх самостійно. У 1964 році він представив у Нью-Йорку синтезаторні модулі на транзисторах. Інструменти були помітно компактнішими та надійнішими за лампові, а ще давали музикантові більше можливостей керування хвилею.

За допомогою транзисторів Муг створив новий осцилятор. Висота його тону управлялася зміною напруги – по 1 на октаву. Так виник перший модульний синтезатор Moog Modular.

Синтезатор Муга був дешевшим і простішим в експлуатації, ніж громіздкі лампові машини. Складати на ньому музику могла будь-яка людина, а не лише додекафоніст із математичною освітою. 1968 року американський композитор Уолтер Карлос випустив альбом Switched-On Bach, де грав твори Баха на Moog Modular. Реліз став платиновим, отримав три «Ґреммі» — і досі вважається одним із найважливіших в історії електронної музики. Платівка показала дві важливі речі:

  • синтезатори можуть успішно імітувати звуки реальних інструментів оркестру;
  • на синтезаторах можна грати звичну для всіх музику, але звучати вона буде дуже незвично.

Час для синтезаторів виявився найкращим. Культурна революція 60-х відчайдушно потребувала нових звуків і форм самовираження. Її рупором були рокери того часу. Moog Modular використовували The Beatles, The Doors, Yes, Tangerine Dream, Emerson, Lake and Palmer.

Навіть сьогодні його часто можна почути у багатьох саундтреках. Наприклад, кінокомпозитор Ханс Циммер («Інтерстеллар», «Темний Лицар», «Дюна»), Клінт Менселл («Привид у обладунках», «Місяць 2112») та Junkie XL («Божевільний Макс: Дорога Лють», «Ліга справедливості Зака Снайдера») часто використовують цей синтезатор.

Майже одночасно з Мугом інженер Дон Букла створив схожий модульний синтезатор Buchla 100. Замість клавіатури у ньому використовувалися чутливі до натискання місткісні тачпади. Також був присутній 16-ступінчастий секвенсер. Він дозволяв забити партію в пам’ять приладу для отримання мелодії, що нескінченно програється, а потім змінювати звук за допомогою фільтрів. Букла намагався уникнути традиційної музичної системи. Інженер хотів, щоб синтезатор занурював музиканта в інший звуковий вимір. Почасти тому його синтезатори не стали такими ж популярними — хоча здобули велике визнання і випускаються досі.

У 1969 році британський інженер Петро Зінов’єв разом із колегами Трістрамом Кері та Девідом Кокереллом дали життя синтезатору EMS VCS 3. Цей компактний монофонічний синтезатор дуже полюбився музикантам: його використовували Pink Floyd, Depeche Mode, Aphex Twin, Jean-Michel Jarre та десятками інших. Він не мав клавіатури та використовувався, як правило, для створення ефектів. Однак ідея компактного синтезатора виправдала себе, і конкуренти не могли її ігнорувати.

У 1970 році виходить Minimoog Model D – спрощений Moog Modular. Нарешті, це був портативний синтезатор з клавіатурою. Управління було досить простим. Модулі не можна було з’єднувати на власний розсуд. Натомість будь-який музикант міг у ньому швидко розібратися та отримати добрий звук за десять хвилин. Габарити вже більше скидалися на сучасні синтезатори. Model D можна було брати із собою на концерт і навіть у тур, тож модель стала хітом. У сімдесятих Minimoog навіть видали у формі «гребінця» — її можна вішати на плече, як гітару.

Аналогові синтезатори на той час переважно були монофонічними — вміли грати лише одну ноту за раз. Розв’язати цю проблему міг Mellotron – перший у світі семплер, який набув популярності наприкінці шістдесятих. Семпли живих інструментів записувалися на магнітну плівку. Якщо натискався акорд — програвали плівки, які відповідають потрібним нотам. Але кнопки були нечутливі до натискання, інструмент був громіздким і легко ламався.

Лише наприкінці сімдесятих з’явилися перші по-справжньому поліфонічні синтезатори Yamaha GS1 і CS-80, Roland Jupiter 8 і Sequential Circuits Prophet-5. В останньому можна було навіть зберегти свої пресети. Крім того, в ньому використовувалася новинка того часу мікропроцесор.

Ера мікрочипів

B 1982 року компанія «Ямаха» випустила перший цифровий синтезатор DX7 на мікрочипах. По суті, мікрочипи — це тисячі транзисторів в одному корпусі. Завдяки їм DX7 мав поліфонію до 16 нот, мав на борту оберемок пресетів з можливістю зберігати свої власні, дозволяв записувати їх на картриджі. А заразом — важив у рази легше за конкурентів і звучав набагато реалістичніше. Не дивно, що він одразу став хітом та визначив звучання всього десятиліття.

Головною новинкою в DX7 став FM-синтез, розроблений професором Джоном Чонінг ще в шістдесяті. На відміну від синтезу методом віднімання, де з початкової хвилі забирається зайве, при FM-синтезі створюється одна базова хвиля, на яку впливає друга — модуляційна хвиля. Звідси й назва: Frequency Modulation, частотно-модуляційний синтез.

Результатом взаємодії двох хвиль стає нова хвиля складнішої форми. Її звучанням можна керувати, змінюючи частоти початкових хвиль та силу їхньої взаємодії. Все це дозволяє створювати більш реалістичні інструменти (включаючи барабани, тарілки та перкусію).

Саме завдяки FM-синтезу та DX7 епоха вісімдесятих звучить як саундтрек зі старої іграшки, а шістнадцятибітні інструменти неминуче викликають ностальгію за тією епохою. Водночас синтезатор дозволяє створювати інопланетні пейзажі, що звучать по-аналоговому. Це, наприклад, продемонстрував Брайан Іно в альбомі Apollo: Atmospheres and Soundtracks. Музикант настільки любив синтезатор DX7, що ділився із публікою своїми пресетами через друковані журнали.

Іншими важливими приладами стали випущена в 1980 драм-машина TR-808 від компанії Roland і басовий синт TB-303, випущений роком пізніше. Вони не здобули успіху на старті, однак у другій половині десятиліття стали неймовірно популярними. Настільки, що визначили звучання трансу, хіп-хопу та техно на роки вперед. TR-808 давав дуже низький і глибокий звук бочки, а TB-303 умів видавати пронизливо-кислотні басові партії — що ще потрібне для танцювальної музики?

Цифрова революція

Наприкінці вісімдесятих настала ера персональних комп’ютерів. З’явилися перші цифрові робочі станції DAW. ПК дозволив керувати синтезаторами за протоколом MIDI. Партії можна було записувати в цифровому форматі — спочатку на магнітну плівку, потім на CD, а потім і на вінчестер.

 

Комп’ютер став центром домашньої студії багатьох музикантів, замінивши громіздкі мікшерні пульти та студійні магнітофони. А потім самі синтезатори.

Одним з перших софтверних синтезаторів став ReBirth RB-338 – десктопний емулятор Roland TB-303 та TR-808, випущений у 1996 році. Одночасно почали з’являтися перші VST-плагіни для DAW — спочатку ефекти реверберації та луни, а потім і синтезатори. Першим став Neon. Це віртуальний аналоговий синтезатор із двома осциляторами та поліфонією до 16 нот, випущений у пакеті плагінів для Cubase у 1999 році.

На сьогодні синтезатори розділилися на кілька категорій.

  • Плагіни. Саме вони зараз створюють більшу частину електронної музики. З ними зручніше працювати, вони не займають місця, не гріються, не споживають електрики. Не кажучи вже про ціну. На просторах мережі повно безплатних плагінів синтів, зроблених ентузіастами за спасибі. Для точної емуляції Moog Modular або Prophet-5 існує велика колекція знакових вінтажних синтезаторів у форматі VST Arturia. Їхній функціонал дуже скрупульозно скопіювали. Нарешті, існують VST-синти із власним унікальним звуком. Наприклад, NI Massive, що дозволяє отримати той самий квакаючий бас дабстепу за 30 секунд.

  • Керувати VST-плагінами дозволяють MIDI-контролери. Їх безліч — від невеликих клавіатур, що перетворюють ПК на будь-який із встановлених на жорсткий диск синтів, до педів з елементами керування інструментами та трекінгом у DAW.
  • Синтезатори для навчання. Їх часто називають “самограйками” через режим акомпанементу: натиснув клавішу – грає музика. Тією чи іншою мірою всі вони копіюють Yamaha DX7, додаючи або зменшуючи функціональність (все залежить від ціни). Їх купують або дітям для занять, або для виступів у кафе. Але деякі моделі також можна використовувати як MIDI-клавіатуру.
  • Цифровий фортепіано. Відрізняються реалістичнішим звучанням і віддачею від клавіатури, схожої на реальне фортепіано. Клавіші часто повнозважені, дуже чутливі до сили та швидкості натискання, мають молоточковий ефект. Але звуків та варіантів їх налаштування зазвичай небагато: найчастіше це імітація класичних інструментів.
  • Професійні синтезатори. Моделі, які використовують на сцені професійні клавішники – робочі станції типу Korg Kronos, на якому грає, наприклад, Джордан Рудес з Dream Theater. Там весь можливий фарш: секвенсер, рекордер, драм-машина, процесор ефектів, реалістичні звуки, гнучкі налаштування. Також досі випускаються аналогові синтезатори – від перевидань до нових приладів. Наприклад, компанія Behringer останніми роками представила безліч недорогих аналогових моделей, включаючи копію Мінімуга.

  • Модулі Eurorack. У двохтисячних відбувся ренесанс модульних синтезаторів. Сталося це завдяки формату Eurorack, який уніфікував габарити та параметри модулів. У результаті невеликі компанії та ентузіасти-одиначки спаяли під цей формат тисячі різних модулів ефектів. Музиканти збирають із них кастомні інструменти, на яких можна влаштовувати багатогодинні джем-сейшни.

Що зрештою?

Синтезатори повністю змінили уявлення у тому, як може звучати, виконуватися і створюватися музика. Вони збагатили палітру музичних звуків, створили сотні нових жанрів, дозволили складати її з більшою швидкістю та зручністю. Тепер кожен власник ПК і навіть смартфона може спробувати себе як музикант – достатньо лише завантажити DAW та пару плагінів.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Читайте также:

Штучний інтелект тепер може створити індивидуальну музичну добірку за запитом

Riffusion — модель штучного інтелекту, яка створює музику шляхом її візуалізації

Як дивитися фільми та слухати музику під час блекаутів?

Що таке генеративна музика та які існують інструменти для її створення