Wanneer je je een synthesizer voorstelt, dwalen je gedachten waarschijnlijk af naar vage 8-bits soundtracks van videogames of die onmogelijk pakkende pophooks uit de jaren tachtig. Je kunt je een weelderig digitaal orkest voorstellen dat uit een toetsenbord spat, of een wirwar van kabels en knoppen op een studiobureau. Sommigen van jullie stellen zich een softwareplug-in voor die je aanpast met het toetsenbord van je computer.
Welk beeld er ook opduikt, de impact van de synthesizer in de afgelopen bijna vijftig jaar gaat veel dieper dan de meeste mensen zich realiseren. Deze machines zijn verweven in alles wat we horen: pop, hiphop, filmmuziek en rock-‘n-roll. Maar Dr. Tom Rhea, professor in elektronische productie en ontwerp aan het Berklee College of Music, wijst op iets belangrijkers. Synthesizers veranderden de manier waarop muziek wordt gespeeld door vorm en functie los te koppelen. Akoestische instrumenten zijn gebonden aan de natuurkunde. Je kunt een gitaar of klarinet niet gemakkelijk ombouwen zodat hij als iets heel anders klinkt. “Bij elektronische instrumenten – namelijk de synthesizer – valt dat allemaal buiten het raam”, merkt Rhea op.
Deze vrijheid betekent dat één enkel apparaat bekende en volkomen vreemde tonen kan produceren. Het kan een fluit nabootsen, het geluid van een oceaandeining creëren of een straalgeweer van Mars genereren. Het kan zelfs stemmen verzinnen die nooit hebben bestaan.
Er is hier sprake van een algemene misvatting. Het woord ‘synthesizer’ betekent niet dat de geluiden nep of synthetisch zijn. Het verwijst naar synthese. Dit is het proces waarbij fundamentele eigenschappen van geluid worden gecombineerd om een nieuw geheel te creëren. Een andere mythe die we moeten laten vallen is dat dit magische dozen zijn. Het zijn geen voodoo-apparaten die liedjes voor je schrijven. Het zijn instrumenten die menselijke inbreng vereisen.
Hoe manipuleert een synthesizer geluid? Om dat te begrijpen, moeten we naar de bouwstenen van audio kijken.
De natuurkunde van een noot
Een geluid is in wezen energie die door luchtdrukveranderingen naar uw oor reist. Mensen horen frequenties tussen de 20 en 20.000 hertz. We nemen elk geluid waar aan de hand van de toonhoogte, het timbre en de luidheid ervan.
Zelfs als twee instrumenten exact dezelfde noot spelen, verschillen hun meetbare kenmerken. Overweeg deze kerncomponenten:
- Frequentie : het aantal golfherhalingen in één seconde.
- Amplitude : het volume of de verandering in de luchtdruk.
- Golflengte : de fysieke afstand tussen cycli van een golfvorm.
- Periode : de tijd die een golfvorm nodig heeft om één volledige cyclus te voltooien.
Geluiden bevatten ook harmonischen. Dit zijn lagen van frequenties die samenvloeien om een complexe stem te creëren. Tenslotte is er de levensduur van een geluid. Hoe het verandert vanaf het moment dat het wordt aangeslagen totdat het vervaagt. Dit staat bekend als ADSR : Attack, Decay, Sustain en Release.
“Bij elektronische instrumenten — namelijk de synthesizer — valt dat allemaal buiten het raam”, zegt dr. Tom Rhea.
Subtractieve versus additieve synthese
De meeste mensen komen als eerste met subtractieve synthese in aanraking. Het is een van de meest gebruikelijke methoden voor het genereren van tonen. Je begint met een ruwe golfvorm. Dit initiële geluid bevat alle hierboven genoemde kenmerken. Vervolgens verwijder je elementen. Je legt bepaalde frequenties stil of benadrukt andere.
Het resultaat is een compleet andere toon. De uitvoer kan lijken op een trompet, een snaredrum of een atmosferische whoosh. Het kan vrijwel alles zijn. Tenzij u echter een sampler gebruikt om akoestische geluiden op te nemen en te verwerken, zal een gesynthetiseerde versie nooit een exacte kopie zijn van een instrument uit de echte wereld. Het is een benadering, geen kloon.
Aan de andere kant van het spectrum ligt additieve synthese. Deze methode werkt omgekeerd. In plaats van delen te verwijderen, leg je tonen over elkaar heen. Door componenten aan elkaar toe te voegen bouw je een complexer geluid op.
Onder de motorkap van een synthesizer
Weten hoe geluid wordt gemanipuleerd is slechts de helft van het verhaal. Om deze machines echt te begrijpen, moeten we kijken naar de hardware- en softwarecomponenten die deze manipulatie mogelijk maken.
Wat zijn de basiscomponenten van een synthesizer?
Synthesizers hebben dat bekende pianotoetsenbord. Maar kijk eens beter naar de rest van het chassis. Het is een wirwar van knoppen, draaiknoppen en schakelaars. Het lijkt erop dat hij in een garage thuishoort, en niet in een concertzaal. Toch bevat de machine dezelfde twee kerncomponenten als elk akoestisch instrument: een generator en een resonator.
Denk aan een viool. De snaren en strijkstok zijn de generator. Het houten lichaam is de resonator. Op een synthesizer wisselen de rollen. De oscillator is de generator. Het filter is de resonator.
Laten we de klassieke analoge synthesizer eens onder de loep nemen. Digitale versies zijn verschillende beesten. We komen er later op terug. Analoge synths genereren geluid door elektrische spanningen te manipuleren. Het is pure natuurkunde en techniek.
De signaalketen: spanning, filter en versterker
De oscillator vormt deze spanningen. Het produceert een constante toonhoogte op een specifieke frequentie. Dit definieert de basisgolfvorm. Het signaal beweegt zich vervolgens langs de lijn.
Jij bestuurt de oscillator. Pianotoetsen werken. Er rolt een pitchwiel. Of u past andere interfacetools aan. Het doel is om de rauwe toon te zetten.
Vervolgens raakt het signaal het filter. Hier gebruik je knoppen om het geluid uit te snijden. Je elimineert frequenties. Je benadrukt anderen. Het is net als het boetseren van klei. Het filter definieert de toonkleur.
Vanaf het filter gaat het signaal naar de versterker. Dit onderdeel regelt het volume. Maar het is niet alleen een simpele aan/uit-schakelaar. De versterker is voorzien van envelopbediening. Deze bepalen het volume gedurende de levensduur van het biljet. Aanval. Verval. Aanhouden. Uitgave. De envelop bepaalt hoe het geluid ademt.
Modulaire waanzin
Bij analoge synthesizers zijn deze functies georganiseerd in modules. Elke module heeft een gespecialiseerd doel. Toonhoogte. Toon. Luidheid.
De vroegste modules waren ingekapseld in individuele behuizingen. Elke eenheid creëerde of verwerkte een specifiek signaal. Muzikanten verbonden ze met patchkabels. Deze modulaire aanpak maakte gelaagdheid en complexe verwerking mogelijk. Je zou het geluid kunnen veranderen in iets geheel nieuws. Het was een puzzel van elektriciteit.
De geschiedenis van synthese
Wanneer werd de eerste synthesizer uitgevonden? Het antwoord hangt af van wie je het vraagt.
Sommigen wijzen naar het Telharmonium. Uitgevonden eind jaren 1890. Of de theremin. Gemaakt in 1919. Dit zijn elektronische instrumenten. Maar Rhea, een historicus op dit gebied, is het daar niet mee eens. Deze vroege apparaten gaven geen volledige controle over geluidselementen. Ze misten de fundamentele architectuur van de synthese.
De eerste echte synthesizer was een hybride. Het combineerde pianotoetsen met elektronische technologie. Uitgevonden in Frankrijk in 1929 door Armand Givelet en Eduard Coupleaux. Er werd gebruik gemaakt van een papieren bandlezer. Het manipuleerde elektronische circuits. Het zou een orkest van vier stemmen kunnen creëren.
Het woord ‘synthesizer’ zelf kwam later in het lexicon terecht. De RCA Electronic Music Synthesizer Mark I werd uitgebracht in 1956. Hij maakte gebruik van stemvorken. Het las informatie die op rollen papiertape was geponst. Er werd muziek afgespeeld via luidsprekers.
Robert Moog en de moderne tijd
Robert Moog wordt algemeen beschouwd als de vader van de moderne synthesizer. Hij was een Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur. Hij bouwde theremins in zijn vrije tijd. Begin jaren zestig raakte hij bevriend met muzikant Herbert Deutsch. Uit deze vriendschap ontstond een samenwerking.
Moog wilde de eerste commercieel verkrijgbare synthesizer uitvinden. Het resultaat was de modulaire systemen uit de 900-serie. Deze eenheden, uitgebracht in 1964, torenden uit als mainframecomputers. Een spinnenweb van kabels ‘patchte’ de modules aan elkaar. Het systeem kan geluiden sequencen of in realtime afspelen. Het was complex. Het was krachtig.
Het was ook polariserend. De vroege marketing van Moog kon het muziekestablishment niet overtuigen. “Als verkoper ging ik muziekwinkels binnen, waar ik praktisch werd weggegooid”, herinnert Rhea zich. “Er werd mij verteld dat [de synthesizer] geen muziekinstrument zou zijn.”
Toen kwam Switched-On Bach. Het Grammy-winnende album van Wendy Carlos verscheen in 1968. Het stelde de muzikale mogelijkheden van synths bloot aan een breder publiek. Plotseling waren de lawaaimakers instrumenten.
Groepen als Parliament-Funkadelic, het Mahavishnu Orchestra en Emerson, Lake en Palmer adopteerden de technologie. Het cruciale moment was echter de Minimoog. Het consolideerde de grote modulaire elementen tot één enkele, draagbare eenheid. Het was minder duur. Tijdens de productieperiode kwamen er 13.000 synthesizers in handen van uitvoerende muzikanten.
Muzikanten eren Moog nog steeds. Het jaarlijkse Moogfest in Asheville, NC, houdt zijn nalatenschap levend. Zelfs toen de digitale technologie de overhand nam, bleef het analoge geluid iconisch.
Andere pioniers
Moog was niet het enige spel in de stad. Don Buchla en Alan R. Pearlman waren ook pioniers van de moderne synthesizer.
Buchla’s synthesizers uit de 100-serie arriveerden rond dezelfde tijd als de eerste eenheden van Moog. Ze gebruikten drukgevoelige aanraakplaten in plaats van pianotoetsen. Deze interface sprak avant-gardemuzikanten en academici aan. Het bood een ander soort controle.
Pearlmans ARP2500 en 2600 arriveerden begin jaren zeventig. Deze leken op verkleinde modulaire synthesizers. Rockacts maakten er intensief gebruik van.
Ondanks hun innovatie benaderden noch Buchla noch Pearlman de populariteit van Moogs instrumenten. De ontwerpen van Moog werden de standaard. Zij bepaalden het tijdperk.
Digitaal gaan
Het analoge tijdperk domineerde tientallen jaren. Maar de technologie ging vooruit. Digitale synthesizers begonnen hun analoge tegenhangers te vervangen. Waarom? De redenen zijn van technische aard. En economisch. En ze hebben alles veranderd aan de manier waarop we geluid maken.
Het was geen toeval dat digitaal het overnam. Het was economie.
Rhea zegt het botweg. Digitale instrumenten kosten minder om te maken. Ze verkopen voor minder. De gemiddelde muzikant die in de jaren 80 in een hotelbalzaal speelde, gaf geen $ 15.000 uit aan een synth. Dat konden ze niet.
Analoge apparatuur is duur. Digitale apparatuur is schaalbaar. Dat is het echte verhaal hier. Geen sonische superioriteit. De pitchstabiliteit is zeker beter in digitaal. Maar de markt koos voor de goedkopere optie.
De printplaten vertellen een ander verhaal dan de knoppen. Analoge synths zijn afhankelijk van spanning. Digitale synths vertrouwen op code. Processors en algoritmen interpreteren binaire strings. Die snaren worden geluidsgolven. Het is wiskunde die lawaai maakt.
Dit is niet in een vacuüm uitgevonden. Het onderzoek begon in 1957. Max Mathews van Bell Labs schreef Music I. Het eerste computerprogramma dat muziek afspeelt. Het duurde tientallen jaren voordat het tot commerciële hardware kwam.
Hoe digitale synthesizers de muziekproductie veranderden
De eerste golf sloeg toe in de jaren tachtig. De Yamaha DX7 arriveerde in 1983. Het werd een vroege bestseller. Het veranderde alles.
Producenten hadden geluid nodig. Hiphop. Knal. Steen. Elektronisch. Digitale synths werden onmisbaar. Componisten gebruiken ze ook voor filmmuziek. Soms is het een auditieve schets. Later gevuld met live instrumenten. Soms is het de hele soundscape. Volledig weergegeven door code.
Formulieren vertakken zich. Vroege add-on-apparaten gekoppeld aan desktopcomputers. Toen kwamen softwareprogramma’s. Ze vertrouwden op de hardware van de computer om het zware werk te doen.
Dan is er de virtuele analoge synthesizer. Het is een hybride concept. De interface ziet eruit als analoog. Knoppen. Wijzerplaten. Een fysiek toetsenbord. Maar eronder? Digitale technologie drijft alles. Het bootst de look na. Er wordt gebruik gemaakt van digitale verwerking.
De rol van MIDI in moderne audioworkflows
Digitale synths werkten niet op zichzelf. Ze moesten met andere apparaten praten.
Voer MIDI in. Digitale interface voor muziekinstrumenten. Geïntroduceerd in 1983. Hetzelfde jaar als de DX7. Het is een protocol. Het koppelt synthesizers aan sequencers. Monsternemers. Drummachines. Allerlei elektronische apparatuur.
Het kan ook worden aangesloten op digitale audiowerkstations. Avid’s Pro Tools. Apple’s logica. MIDI is de lijm. Het verandert een verzameling gadgets in één enkele workflow.
De democratisering van de muziekcreatie
Barrières zijn verdwenen.
Synthesizers geven iedereen de mogelijkheid om muziek te maken. Als je de neiging hebt, kun je creëren. De technologie is toegankelijk. Betaalbaar. Overal.
Dit heeft een dubbele rand.
Er zijn wonderen. Nieuwe geluiden. Nieuwe stijlen. Toegankelijkheid voor echte beginners.
Maar er zijn ook verschrikkingen.
“De democratisering van muziek, met de daarmee gepaard gaande verschrikkingen en wonderen.” – Rhea
Je buurman met een stem als gebroken glas kan een liedje opnemen. Net zo gemakkelijk als een door Juilliard geschoolde zanger. De kloof in vaardigheden wordt kleiner. De toetredingsdrempel is vrijwel nul.
Dit is het resultaat. Meer muziek. Minder filteren.
Raadpleeg de links op de volgende pagina voor meer informatie over audiogadgets.
