Chương 3: Sự phát triển của hệ thống tạo âm và cách tiếp cận sản xuất âm nhạc

Được thúc đẩy bởi sự phát triển của bộ tạo âm FM, Yamaha đã chuyển đổi các synthesizer của mình sang công nghệ kỹ thuật số trong những năm 1980, và nhờ những tiến bộ trong mạch tích hợp, chúng tôi đã cho ra đời các sản phẩm với nhiều chức năng mới đa dạng. Một phần của cách tiếp cận này bao gồm việc phát triển các công nghệ cho phép ghi âm kỹ thuật số các âm thanh thực tế của các nhạc cụ acoustic - thường được gọi là "mẫu" - để sử dụng làm bộ tạo âm. Trống, bộ gõ, tiếng ồn hiệu ứng và các âm thanh tương tự khác tương đối ngắn, khiến chúng trở nên lý tưởng để lấy mẫu; hơn nữa, rất ít điều chỉnh cao độ hoặc âm sắc được yêu cầu khi phát lại những bản ghi âm này. Như vậy, công nghệ lấy mẫu có thể được áp dụng để dễ dàng tái tạo lại âm thanh của các nhạc cụ acoustic này và các nhạc cụ acoustic khác. Vì lý do này, nhiều nhà sản xuất nhạc cụ khác nhau bắt đầu sử dụng bộ tạo âm dựa trên lấy mẫu - còn được gọi là Pulse Code Modulation (PCM) - trong máy trống và các sản phẩm tương tự khác trong những năm 1980. Tại Yamaha, chúng tôi gọi loại engine này là bộ tạo âm Bộ nhớ sóng nâng cao (AWM).

Tuy nhiên, loại bộ tạo âm này không chỉ giới hạn ở âm thanh trống: nó cũng có thể phát lại các mẫu được ghi lại từ piano, guitar và các nhạc cụ khác có thời gian decay dài hơn, cũng như các âm thanh duy trì của organ và các loại tương tự. Tuy nhiên, chế độ sử dụng chính của chúng là một sampler - tức là một thiết bị phát lại các âm thanh nhạc cụ được ghi lại như ban đầu - và chúng không được sử dụng trong synthesizer để thực sự tạo ra âm thanh. Nhiều thách thức vẫn cần được khắc phục trước khi bộ tạo âm Bộ nhớ sóng nâng cao (AWM) cũng có thể hoạt động hiệu quả như một engine synth cho phép thiết kế âm thanh một cách sáng tạo, hoặc như một phần của một nhạc cụ biểu diễn giàu cảm xúc.

Tuy nhiên, một trong những thách thức khó khăn nhất chính là việc phát triển các bộ lọc số có thể hoạt động tương tự như các bộ lọc trong synthesizer analog. Mặc dù các công thức toán học lý thuyết mô tả cách thức hoạt động của các thiết bị này đã được hiểu rõ vào thời điểm đó, nhưng khi được tái tạo bên trong một mạch số, hành vi của chúng lại không mượt mà như bộ lọc analog. Các nhà phát triển đặc biệt gặp khó khăn trong việc tạo ra "sự cộng hưởng", một đặc điểm rất riêng biệt của synth analog. Các nhà sản xuất nhạc cụ khác đã cho ra các synthesizer có bộ lọc số, nhưng phần lớn đều không đạt được mục tiêu. Nhiều sản phẩm không có sự cộng hưởng, trong khi những sản phẩm khác lại cố gắng mô phỏng hành vi độc đáo của bộ lọc này một cách nhân tạo.

Vào thời điểm đó, Yamaha đã thực sự phát triển một bộ lọc số có khả năng tái tạo hành vi của một bộ lọc analog, một tính năng đã ra mắt lần đầu tiên trong synthesizer kỹ thuật số SY77 của chúng tôi vào năm 1989. SY77 được trang bị cả bộ tạo âm AWM và bộ tạo âm FM, cả hai đều có thể được sử dụng cùng với bộ lọc số để tạo ra âm thanh với mức độ biểu cảm đáng kể. Hai cách tiếp cận mới về tạo âm này được đặt tên là tổng hợp Bộ nhớ sóng nâng cao 2 (AWM2) và tổng hợp Điều chế tần số nâng cao (AFM). SY77 đã tạo ra khả năng tạo ra những âm thanh thú vị bằng cách kết hợp giữa lấy mẫu và FM, và cũng có nhiều chức năng đột phá khác - ví dụ, các sóng PCM của engine AWM2 thậm chí có thể được sử dụng làm sóng mang trong bộ tạo âm AFM.

Tần số cắt và các thông số cộng hưởng của bộ lọc số cũng có thể được điều khiển bằng vận tốc và aftertouch của bàn phím, và sự kết hợp của tất cả các tính năng này được gọi là hệ thống Cuộn và Điều chế thời gian thực (RCM). Với bộ lọc số mượt mà và sự kết hợp của cả PCM và FM - hai ông lớn của tạo âm số vào thời điểm đó - SY77 dường như quá tốt để trở thành sự thật khi được ra mắt, và nó đã trở thành biểu tượng cho công nghệ synthesizer tiên tiến của những năm 1990.

Một khía cạnh đáng chú ý khác của các synthesizer trong những năm 90 là sự phát triển của các bộ tạo âm đa âm sắc. Đa âm sắc đề cập đến khả năng của một nhạc cụ chơi nhiều loại âm thanh khác nhau cùng một lúc, một khả năng không thể thiếu trong sản xuất âm nhạc.

Mặc dù không quá quan trọng đối với người chơi bàn phím biểu diễn trực tiếp, nhưng khả năng đa âm sắc cho phép các tiếng nhạc cụ khác nhau như trống, bass, piano và các phần solo được chơi cùng nhau. Tuy nhiên, nó thực sự phát huy tác dụng khi các bộ tuần tự MIDI bắt đầu trở nên phổ biến vào nửa cuối những năm 80, cho phép sử dụng một synthesizer duy nhất để tạo ra một bản sắp xếp âm nhạc hoàn chỉnh. Trong bối cảnh này, synth đa âm sắc ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong việc sản xuất các demo tape hoàn chỉnh và các bản nhạc đệm cho các keyboardist chơi cùng. Mặc dù các bộ tạo âm cung cấp khả năng đa âm sắc đã tồn tại từ thời kỳ FM trước đó, nhưng sự quan tâm đến tính năng này đã tăng lên đáng kể với sự xuất hiện của các synthesizer có khả năng tạo ra âm thanh chất lượng cao, chân thực cao của các nhạc cụ acoustic nhờ AWM2 và các bộ tạo âm tương tự khác. Đồng thời, cạnh tranh khốc liệt nổ ra giữa các nhà sản xuất synth khi họ cố gắng cung cấp các sản phẩm rẻ hơn, có thể chơi nhiều nốt hoặc tiếng đồng thời, và cung cấp nhiều lựa chọn biến thể tiếng hơn.

Cho đến thời điểm đó, nếu bạn muốn chơi nhiều tiếng khác nhau cùng một lúc bằng một bộ tuần tự MIDI, bạn sẽ phải bỏ ra hàng trăm nghìn yên để mua đủ số lượng synthesizer cho số tiếng cần thiết.

Giờ đây, chỉ cần một nhạc cụ duy nhất có thể dễ dàng tạo ra tất cả những âm thanh này cùng một lúc. Mặc dù nhiều nhà sản xuất đã giải quyết vấn đề này với các mô-đun bộ tạo âm hỗ trợ đa âm sắc tám phần, nhưng TG55 của chúng tôi đã mang lại giá trị tuyệt vời cho tiền bạc với hệ thống âm thanh đa âm sắc mười sáu phần, cũng như các workstation SY77 và SY55, những nhạc cụ mang tính cách mạng đã mở rộng đáng kể số lượng người sản xuất âm nhạc.

Từ đầu những năm 90, các bộ tuần tự phần cứng đã được sử dụng trong nửa cuối thập kỷ trước - chẳng hạn như những bộ của dòng QX - dần dần được thay thế bằng các bộ tuần tự phần mềm dựa trên máy tính. Trong studio ghi âm, trong khi đó, ngày càng phổ biến việc thấy một loạt các thiết bị kỹ thuật số, chẳng hạn như giao diện MIDI kết nối với máy tính; các sampler, synth và các bộ tạo âm khác được tải vào rack; và một bàn phím chính để nhập dữ liệu biểu diễn, tất cả được kết nối bởi một mạng lưới cáp phức tạp. Sử dụng loại hệ thống sản xuất âm nhạc này với máy tính làm trung tâm, một nhạc sĩ duy nhất có thể tự do biểu diễn và ghi lại bất kỳ bản nhạc nào họ muốn để tạo ra một bài hát hoàn chỉnh trong thời gian rất ngắn. Điều này chắc chắn đã nâng cao tiêu chuẩn để trở thành một người chơi bàn phím, và đó là vào khoảng thời điểm này mà quá trình phát triển của synthesizer đã chia thành hai con đường khác nhau dựa trên những gì được yêu cầu của nó như một nhạc cụ.

Những ứng dụng đầu tiên của các bộ tạo âm này chủ yếu được sử dụng như một nguồn âm thanh đơn thuần. Mặc dù có một số trường hợp các bộ tạo âm được chơi bằng các synth wind và guitar, nhưng xu hướng phổ biến là sử dụng chúng như một phần không thể thiếu của hệ thống sản xuất âm nhạc dựa trên máy tính. Tuy nhiên, bộ tạo âm sẽ được điều khiển bởi máy tính hoặc một nguồn tín hiệu MIDI khác, có nghĩa là nó không còn cần phải được tích hợp với một bàn phím theo cùng một cách như các synthesizer trong quá khứ. Để giải quyết vấn đề này, Yamaha đã ra mắt một loạt các bộ tạo âm dạng rack-mount và desktop-type dưới dòng sản phẩm TG.

Con đường thứ hai cho thấy synth phát triển như một workstation có khả năng đáp ứng các yêu cầu của cả keyboardist và arranger - một định dạng mà hầu hết các synthesizer kiểu bàn phím trong thời đại đó đều tuân theo. Người chơi có thể tạo ra những bản nhạc hoàn chỉnh chỉ bằng cách sử dụng workstation, và không cần bất kỳ kỹ năng máy tính nào, có thể tạo ra những sản phẩm hoàn chỉnh trên một nhạc cụ duy nhất mà không cần bất kỳ dây cáp phức tạp nào, được truyền cảm hứng sáng tạo bởi âm thanh chất lượng cao cấp studio. SY99 đã đề cập trước đó đã kết hợp tất cả các yếu tố này, và được coi là đỉnh cao của các workstation những năm 90; và dòng SY được coi là nguồn gốc của synthesizer workstation Yamaha.

Các phương pháp lấy mẫu và PCM để tạo âm bắt đầu trở thành trụ cột của sản xuất âm thanh trong các synth từ đầu những năm 90 có cốt lõi là việc ghi âm và phát lại các nhạc cụ thực tế. Việc ghi âm và phát lại chất lượng cao cho phép tái tạo lại chính xác cùng một âm thanh như bản gốc; tuy nhiên, việc phát triển điều này thành một nhạc cụ âm nhạc thuyết phục không phải là một việc dễ dàng, chủ yếu là vì cao độ và âm sắc phải được điều khiển trong thời gian thực để làm cho những âm thanh này có thể chơi được. Ví dụ, hãy xem xét rằng bàn phím piano có 88 phím và cùng một số nốt âm giai, MIDI cho phép cường độ chơi được biểu diễn trên một thang đo 127 cấp độ, âm thanh thực tế cần thay đổi theo thời gian và kết hợp với nhau, và các bộ điều khiển phải có khả năng điều chế âm thanh để đạt được mức độ biểu cảm cao hơn. Không khó để thấy rằng nhiều mẫu khác nhau bao phủ tất cả các khả năng này phải được ghi lại, và mẫu phù hợp nhất phải được chọn ngay lập tức để phát lại. Điều này đòi hỏi một lượng lớn dữ liệu ghi âm phải được xử lý bởi bộ nhớ và bộ xử lý vẫn còn chậm và đắt tiền. Về mặt này, các công nghệ của thời đó vẫn còn nhiều điều phải mong muốn.

Mặc dù hệ thống tạo âm FM của Yamaha có thể tạo ra những âm thanh rất biểu cảm mà không cần nhiều bộ nhớ, nhưng nhóm phát triển synthesizer của chúng tôi đã bắt đầu một cuộc tìm kiếm để xác định các cách tiếp cận mới để tạo âm có thể tạo ra những âm thanh thực tế hơn, tương tự như những âm thanh của các nhạc cụ acoustic. Kết quả của nỗ lực này, mô hình vật lý đã được xác định là ứng cử viên sáng giá nhất.

Ngoài bộ tạo âm kiểu dao động tự do VA (S/VA) được sử dụng trong VL1, Yamaha cũng phát triển một loại dao động tự do F/VA - và synthesizer analog ảo VP1 được ra đời vào năm sau đó được điều khiển bởi engine này. Bộ tạo âm F/VA có thể mô hình hóa nhiều biến thể khác nhau trong việc đánh, gảy và kéo cung của các nhạc cụ bộ gõ và dây, nhưng thay vì chỉ giới hạn ở việc mô phỏng các âm thanh hiện có, nó còn có thể mô hình hóa các nhạc cụ chưa từng được hình dung trước đó. Mặc dù synthesizer VL1 và VP1 rất tiên tiến về mặt công nghệ và biểu cảm, nhưng để biểu diễn trên chúng, người chơi cần phải điều khiển cùng lúc nhiều bộ điều khiển khác nhau, chẳng hạn như bộ điều khiển hơi thở, và điều này có nghĩa là các nhạc sĩ của họ cần phải có kỹ năng cao. Vì lý do này, chúng không trở nên đặc biệt phổ biến đối với những người chơi bàn phím thông thường và vẫn là một nhạc cụ dành cho một nhóm người chơi nhỏ.

Trong những năm 1980, Yamaha đã khẳng định vị thế là một công ty đi đầu trong việc phát triển synthesizer kỹ thuật số với dòng DX đột phá. Với sự ra đời của kỷ nguyên synth PCM vào nửa cuối thập kỷ đó, chúng tôi đã phát triển thành công bộ tạo âm AWM2, trước khi chuyển sang dòng SY mạnh mẽ. Tuy nhiên, không phải tất cả đều suôn sẻ đối với nhà sản xuất synth này.

Một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến hoạt động kinh doanh của chúng tôi là biến động tỷ giá hối đoái. Khi DX7 được ra mắt vào năm 1983, một đô la Mỹ tương đương với khoảng 240 Yên Nhật; tuy nhiên, con số này đã giảm mạnh xuống còn 145 Yên vào thời điểm ra mắt SY77 vào năm 1989. Đô la đã tiếp tục giảm mạnh hơn nữa khi chúng tôi giới thiệu SY99 vào cuối năm 1991, giảm xuống dưới mức 130 Yên. Từ đó cho đến khi ra mắt VP1 vào năm 1994, Yên Nhật đã tiếp tục tăng cường hơn nữa, cuối cùng khiến đô la giảm xuống dưới 100 Yên.

Trở lại thời kỳ DX7, chúng tôi đã tự hào cung cấp các synthesizer hiệu suất cao với giá cả hợp lý cho khách hàng trên toàn thế giới, nhưng sự tăng giá nhanh chóng của Yên Nhật trong những năm 90 đã làm suy yếu đáng kể tính cạnh tranh về giá của các sản phẩm của chúng tôi. Đặc biệt, các synthesizer mà Yamaha đã phát triển như là các mẫu cấp nhập cảnh giờ đây đã nằm trong phân khúc giá trung bình đến cao cấp đối với thị trường ở nước ngoài, đưa chúng ra ngoài tầm với của những người dùng mà chúng được hướng đến.

Sự sụp đổ của bong bóng kinh tế Nhật Bản đã mang lại thêm nhiều khó khăn. Kể từ năm 1991 trở đi, nền kinh tế Nhật Bản suy giảm nhanh chóng và doanh số bán các nhạc cụ điện tử tương đối đắt tiền đã giảm sút nghiêm trọng. Các nhà sản xuất Nhật Bản khác cũng phải chịu những khó khăn tương tự và đã đối mặt với những thời kỳ khó khăn này bằng cách hợp lý hóa dòng sản phẩm của mình, chia sẻ chức năng giữa nhiều mẫu và cấu hình lại các dòng sản phẩm của họ với các sản phẩm ít tốn kém hơn.

Mặc dù synthesizer được sinh ra từ mong muốn mang đến cho nhạc sĩ cùng mức độ biểu cảm như các nhạc cụ acoustic, nhưng những tiến bộ trong công nghệ lấy mẫu hiện đã cho phép tạo ra chính xác cùng một âm thanh như những nhạc cụ này một cách dễ dàng. Kết quả là, người ta ngày càng coi synthesizer như một sự thay thế cho các nhạc cụ acoustic hơn là những chức năng mà nó cung cấp để thiết kế âm thanh sáng tạo. Hơn nữa, một số phát triển khác cũng đã giúp so sánh âm thanh của các synth từ các nhà sản xuất khác nhau bằng cách sử dụng cùng một dữ liệu biểu diễn trở nên dễ dàng hơn. Ví dụ, tiêu chuẩn General MIDI (GM) đã được công bố vào năm 1991 cho các synthesizer tạo ra âm thanh để đáp ứng các thông điệp MIDI, và Tệp MIDI Tiêu chuẩn (SMF) đã được phát triển như một định dạng chung để trao đổi dữ liệu biểu diễn MIDI. Do đó, người mua synth tập trung nhiều hơn vào sự khác biệt về âm thanh được tạo ra và tính phù hợp để sản xuất âm nhạc hơn là các chức năng và khả năng chơi riêng của synthesizer.