Chapitre 2 : Les générateurs de sons FM et l'avènement de la production musicale domestique
Grandes avancées dans les technologies des semi-conducteurs
Le début des années 1980 a vu une explosion de la popularité des composants électroniques à base de semi-conducteurs, et des dispositifs qui n'étaient tout simplement pas possibles avec les technologies antérieures ont commencé à apparaître sur le marché en succession rapide. Des termes tels que « circuit intégré » et « intégration à grande échelle » ont commencé à apparaître dans les examens d'entrée à l'université, et des entreprises ont commencé à produire des jeux électroniques basés sur ce type de circuit. Les percées réalisées dans le domaine des semi-conducteurs au cours de ces années ont été vraiment remarquables.
L'une des technologies les plus remarquables rendues commercialement viables par ces progrès rapides est le générateur numérique de tonalité à modulation de fréquence (FM). Cette méthode de création sonore a été développée à l'origine à l'université de Stanford, aux États-Unis, et Yamaha, la première entreprise à reconnaître son véritable potentiel, a signé un contrat de licence exclusive avec l'université en 1973.
Notre équipe de recherche a commencé à travailler avec des générateurs de sons FM dans le cadre d'un projet visant à faire passer l'Electone® aux technologies numériques, et en 1974 - lorsque le synthétiseur analogique SY-1 de Yamaha a été mis sur le marché - nous avions déjà réalisé avec succès un prototype d'instrument avec un générateur de sons FM numérique à la base. Malheureusement, il n'était pas encore possible de commercialiser cet instrument en raison du nombre considérable de circuits intégrés requis par les technologies des semi-conducteurs de l'époque et de la difficulté à trouver un équilibre satisfaisant entre la taille et la fonction. Au fur et à mesure des progrès réalisés dans le domaine des semi-conducteurs, nous avons finalement obtenu un instrument dont les spécifications étaient jugées acceptables. Et en avril 1981, sept ans après le début du développement, Yamaha a sorti son premier générateur de sons FM, le F-70, un modèle Electone classique. Il a été suivi un mois plus tard par le clavier GS1, un instrument destiné à être utilisé sur scène.
On peut entendre le Yamaha GS1 tout au long du quatrième album studio de Toto, sorti en 1982. Les sonorités naturelles des mailloches métalliques et des cuivres épais sont particulièrement remarquables — des types de voix pour lesquels les générateurs de sons FM excellent. On raconte même que David Paich a été inspiré pour écrire « Africa » en particulier en jouant avec les presets de GS1.
La synthèse FM se distingue par sa capacité à recréer avec un réalisme remarquable des sons très variés et riches en harmoniques, tels que le piano électrique, les cuivres et le glockenspiel. L'échantillonnage est aujourd'hui devenu le pilier de la génération de sons, et parce que cette technique utilise des enregistrements réels, nous tenons pour acquis que nos synthétiseurs peuvent reproduire sans effort les sons d'une vaste gamme d'instruments de musique différents. Cependant, les synthétiseurs analogiques du début des années 80 étaient tout simplement incapables de produire certains types de voix - les sons métalliques de type cloche en sont un exemple notable - ce qui rendait les sons FM du GS1 vraiment sensationnels.
Le GS1 n'a pas été commercialisé en tant que synthétiseur, probablement parce que les sons ne pouvaient pas être édités sur l'instrument lui-même. Les cartes vocales pouvaient être utilisées pour modifier la banque de 16 voix que le GS1 était capable de produire, mais un dispositif de programmation spécial à l'usage des développeurs (voir la photo) était nécessaire pour créer ou modifier ces sons. À vrai dire, cette capacité à rendre les voix modifiables s'est révélée être un obstacle à la réalisation d'un synthétiseur commercialement viable.
Le concept d'interface utilisateur
Les sons produits par un synthétiseur analogique peuvent être modifiés en ajustant les valeurs des résistances et des autres composants électroniques qui constituent son circuit générateur de sons; par conséquent, des boutons et des curseurs contenant des résistances variables peuvent être ajoutés pour fournir une fonctionnalité d'édition sonore. La façon dont ces contrôleurs sont disposés dépend de la conception et de la taille du synthétiseur lui-même, et des instruments tels que le CS-80 présenté au chapitre 1 nécessitaient déjà un grand nombre de boutons. Les synthétiseurs numériques ont beaucoup plus de paramètres sonores que leurs prédécesseurs analogiques, de sorte qu'il aurait été totalement impossible d'attribuer un contrôleur physique à chacun d'entre eux.
Il est également important de rappeler que les synthétiseurs numériques fonctionnent sur la base de programmes, de la même manière que les logiciels informatiques. Pour produire un nouveau son, il suffit d'ajouter le programme nécessaire. Cependant, si les paramètres des sons eux-mêmes doivent être modifiables, le synthétiseur a également besoin d'un programme d'édition. Il va sans dire que le programme d'édition nécessiterait ses propres boutons et molettes pour saisir les valeurs des paramètres - en langage moderne, sa propre interface utilisateur (IU).
L'écran, le clavier et la souris de l'ordinateur constituent l'interface utilisateur qui nous est la plus familière. En 1980, ni Windows ni Mac n'existaient encore, et la saisie de commandes et de texte à l'aide d'un clavier constituait le principal moyen d'interface entre les utilisateurs et leurs ordinateurs. Les méthodes auxquelles nous nous sommes habitués aujourd'hui - par exemple, travailler avec une interface graphique et une souris ou un écran tactile - n'existaient pas à l'époque. Lors du développement du synthétiseur numérique, la création d'une interface utilisateur claire et simple pour le musicien désireux d'interagir avec le son de manière plus intuitive et pour l'utilisateur n'ayant aucune expérience de la programmation informatique a sans doute été le plus grand défi à relever.
Pour y remédier, nos développeurs ont conçu le nouveau type de programmeur illustré ci-dessous. Cette méthode utilise plutôt une combinaison de lampes et de boutons que le concepteur sonore peut utiliser pour confirmer les réglages précédents des paramètres lorsqu'il effectue des modifications.
Les interfaces utilisateur des synthétiseurs modernes offrent un accès libre et complet à tous les paramètres internes - nous ne nous rendons pas compte de la chance que nous avons, car cela n'a pas toujours été le cas. À l'époque où les semi-conducteurs et les technologies de programmation se développaient à une vitesse fulgurante, d'innombrables essais et erreurs ont été nécessaires pour mettre au point une interface utilisateur propice à la création sonore. Néanmoins, il s'agit d'une étape cruciale dans le développement des synthétiseurs de l'époque.
L'arrivée du DX7 va transformer la scène musicale
Deux ans après avoir réussi, contre toute attente, à développer un générateur de sons FM, à créer une interface utilisateur pour la programmation et l'édition de sons, et à commercialiser avec succès le GS1, Yamaha a présenté au monde son synthétiseur à modulation de fréquence DX7. Au cœur du générateur de sons FM se trouve l'opérateur—un composant fondamental utilisé pour générer et modifier le son. Alors que le GS1 disposait de quatre opérateurs, le nouveau DX7 en compte désormais six, ce qui lui permet de créer des sons beaucoup plus élaborés. De plus, ce synthétiseur révolutionnaire intégrait des fonctions de création et d'édition de sons, et permettait de stocker ces sons sur une mémoire de type cartouche, le tout pour environ un dixième du prix du GS1. Il n'est donc pas surprenant que ce nouvel instrument ait eu un effet aussi profond sur le monde des synthétiseurs.
À cette époque, plusieurs départements de Yamaha développaient différents instruments en parallèle et, alors que le GS1 avait été précédé par le prototype TRX100, le précurseur direct des synthétiseurs de la série DX était un modèle d'essai connu sous le nom de Synthétiseur musical à algorithme programmable (PAMS). En reconnaissance de ce fait, le DX7 est identifié comme un synthétiseur numérique à algorithme programmable sur son panneau supérieur.
Comme son nom l'indique, le PAMS crée des sons à partir de différents algorithmes de calcul—à savoir la modulation de phase, la modulation d'amplitude, la synthèse additive et la modulation de fréquence (FM)—et, dès le départ, le prototype prend en charge le stockage de programmes en mémoire. Toutefois, cette grande liberté de conception sonore s'est accompagnée d'une augmentation considérable du nombre de paramètres requis, ce qui signifie que le PAMS ne pouvait pas encore être commercialisé en tant qu'instrument pouvant être programmé par l'utilisateur moyen.
Pour résoudre ce problème, les développeurs de Yamaha ont décidé de simplifier la conception du générateur de sons du synthé en faisant en sorte que les générateurs d'enveloppe du modulateur* et de la porteuse* partagent des paramètres communs. Ils ont également réduit le nombre d'algorithmes—ou de modèles de combinaison d'opérateurs—à 32. Cela a ouvert la voie à l'achèvement de la gamme originale de la série DX, comprenant les DX1, DX5, DX7 et DX9. Bien que quatre modèles aient été commercialisés à cette époque, cinq codes de modèle—DX1, DX2, DX3, DX4 et DX5—ont été utilisés au cours du développement. Le DX1 a gardé son code à sa sortie, ce qui est assez rare pour les produits Yamaha, tandis que le DX2 et le DX3 sont devenus ensemble le DX5. Les modèles de développement DX4 et DX5 ont été commercialisés sous les noms de DX7 et DX9, respectivement.
Le DX7 a connu un succès immédiat dans le monde entier, et l'instrument et son son sont rapidement devenus des éléments moteurs de la musique pop des années quatre-vingt. Il convient toutefois de noter que nombre de ses technologies et caractéristiques ont également fortement influencé la manière dont les synthétiseurs ont été développés par la suite.
Le premier d'entre eux était un écran LCD composé de deux lignes de 16 caractères chacune. Avant le DX7, les valeurs des paramètres des synthétiseurs étaient généralement confirmées par la position des boutons et des curseurs, ce qui signifie qu'il n'y avait aucun moyen de vérifier avec précision les réglages des paramètres ou d'afficher les noms des voix. Mais avec l'arrivée de ce type d'élément d'interface utilisateur, il est devenu possible d'afficher toutes sortes d'informations, et la tradition de nommer les voix originales est née. Par ailleurs, le fait que les paramètres individuels puissent être appelés et modifiés un par un sur l'écran LCD a éliminé le besoin d'une vaste gamme de contrôleurs sur le dessus de l'instrument. Le panneau de commande soigné du DX7 n'aurait pas été possible sans cet écran, et cette distinction claire par rapport aux synthétiseurs du passé a été un autre facteur de son immense popularité.
La prochaine caractéristique révolutionnaire du DX7 était l'utilisation de cartouches de mémoire pour stocker et rappeler les voix - une caractéristique qui n'était possible que grâce à la conception numérique du synthé. Alors que le GS1 utilisait des cartes vocales de type magnétique, Yamaha a décidé que les cartouches contenant une mémoire numérique conviendraient mieux à la série DX, car elles ne sont pas affectées par les puissants champs magnétiques produits par les haut-parleurs et autres équipements similaires. Le DX7 peut stocker 32 voix en interne, mais avec une cartouche ROM branchée dans son emplacement, 64 voix supplémentaires sont disponibles. Les cartouches RAM, quant à elles, peuvent être utilisées pour écrire et rappeler jusqu'à 32 voix originales. Cette capacité à augmenter le nombre de voix est unique au synthétiseur numérique, et notre approche très pratique basée sur des cartouches a également mis les sons des musiciens professionnels à la portée de tous. À l'époque du synthé analogique, la seule façon de reproduire les sons utilisés par les professionnels était de copier les positions de chaque bouton, et même dans ce cas, il était presque impossible d'obtenir exactement les mêmes réglages. Les propriétaires de DX7, cependant, pouvaient facilement acheter des cartouches contenant les sons réels de synthétiseurs célèbres. Cette nouvelle approche, qui permettait non seulement de posséder le même instrument que son héros synthétiseur, mais aussi de jouer les mêmes sons, était extrêmement attrayante pour les musiciens amateurs.
Il convient également de mentionner les améliorations remarquables que les développeurs de Yamaha ont apportées aux performances des claviers, d'autant plus importantes qu'elles permettent de contrôler les sons extrêmement complexes rendus possibles par la FM. Associé à un clavier tactile, le générateur de sons FM peut moduler les sons d'une myriade de façons différentes. Afin de tirer le meilleur parti de cette technologie, nous avons décidé d'équiper le DX7 de notre FS Keybed. Bien que développé à l'origine pour l'Electone, ce clavier est devenu un composant standard des synthétiseurs phares de Yamaha pendant plus de deux décennies, et a été apprécié par de nombreux musiciens.
Enfin, le DX7 prend en charge le MIDI, une norme technique introduite en 1982 pour permettre aux instruments de musique d'échanger des informations numériques entre eux. Outre les informations produites en jouant sur le clavier, il s'agit également des données générées par l'utilisation de la pédale de sustain, de la pédale de volume et de nombreux autres contrôleurs liés à la performance. Le simple fait que Yamaha ait adopté cette norme si tôt après sa sortie est une autre raison pour laquelle le DX7 a attiré tant d'attention à l'époque, mais les fonctionnalités qu'il offrait étaient tout aussi inspirées. Par exemple, en contrôlant le DX7 à l'aide d'un séquenceur MIDI—un appareil qui peut jouer des synthétiseurs automatiquement en transmettant des données MIDI —on peut recréer la performance d'un autre musicien note pour note, et créer sans effort des parties au son robotique ou des phrases à grande vitesse que les humains auraient beaucoup de mal à jouer en continu. Une autre caractéristique qui a permis au DX7 de se faire remarquer est sa capacité à produire de la musique innovante et avant-gardiste, comme les sons dance et techno nés dans les années 80 —une musique obtenue en combinant des performances MIDI robotiques avec des basses de synthétiseur dures qui possédaient un son FM distinctif.
Grâce à ces caractéristiques et à d'autres, le synthétiseur numérique DX7 a bouleversé à la fois les performances et les aspects commerciaux de l'industrie musicale et a grandement influencé la musique pop de l'époque et la forme des synthétiseurs à venir.
Le monde changeant du synthétiseur
Après l'introduction du DX7, le monde du synthétiseur a connu un changement majeur. L'ajout de la prise en charge MIDI a non seulement permis de jouer automatiquement des parties musicales, mais a également donné naissance au concept d'extension du générateur de sons pour les interprètes en temps réel. Par exemple, deux DX7 peuvent jouer exactement la même partie de piano électrique, et si la hauteur de l'un de ces instruments est légèrement augmentée, il en résultera un effet de type chorus, ce qui rendra le son global beaucoup plus riche. Cette approche était tout aussi applicable à un plus grand nombre de synthés, mais comme personne ne pouvait réellement jouer avec trois ou quatre synthés en même temps, nous avons réalisé que les DX7 utilisés exclusivement dans une capacité d'expansion n'avaient pas besoin d'un clavier. Notre réponse a été la série TX de modules générateurs de sons sans clavier.
Le DX7 a été suivi par de nombreux autres produits de ce type, tels que le générateur de sons TX816 monté en rack, capable de produire des sons extrêmement riches, et le TX7, qui contenait un générateur de sons DX7 dans un boîtier très distinctif. Les sons FM luxueux qu'ils délivrent grâce à l'extension du générateur de sons sont également devenus un élément indispensable de la scène musicale de l'époque, ce qui a permis à ces produits de se forger une excellente réputation.
Les synthétiseurs de la série DX de Yamaha ont continué à évoluer avec les progrès de la technologie. Le DX7 II avait un corps en aluminium pour réduire le poids et améliorer considérablement la portabilité, et un lecteur de disque a été ajouté plus tard pour prendre en charge les disquettes de 3,5 pouces qui étaient largement utilisées à l'époque. Le développement ultérieur de la série a permis d'introduire des fonctions encore plus créatives, telles que des canaux de sortie doubles avec prise en charge du panoramique stéréo, et une fonctionnalité de micro-accordage permettant aux musiciens d'utiliser des systèmes d'accordage autres que le tempérament égal, tels que les gammes musicales arabes. Le mini clavier DX100 (sorti un peu plus tôt) présentait quant à lui un certain nombre d'innovations spécifiquement destinées au musicien : par exemple, la molette de pitch bend a été déplacée dans le coin supérieur gauche et, lorsque l'instrument est joué debout à l'aide d'une sangle, le sens du pitch bend peut être inversé de manière à ce que les notes puissent être pliées de la même manière qu'avec une guitare.
Non seulement elle a pris d'assaut le monde de la musique des années 80, mais la série DX a également été le moteur du développement de l'interface utilisateur du synthé numérique moderne et de sa fonctionnalité principale en tant qu'instrument.
Production musicale à domicile
Jusque dans les années 80, les musiciens amateurs jouaient certes leur musique en direct, mais les enregistrements étaient exclusivement réalisés dans des studios par des professionnels. Au cours de cette décennie, cependant, l'enregistreur multipiste (MTR)—un appareil capable d'enregistrer quatre pistes individuelles sur une cassette musicale standard—est devenu extrêmement populaire, ce qui a permis à n'importe qui, indépendamment de ses capacités, de produire des enregistrements multipistes dans le confort de son foyer. Au début, le processus standard de MTR consistait à enregistrer d'abord le rythme à l'aide d'une boîte à rythmes, puis à superposer les pistes de basse, de guitare et de clavier pour compléter le morceau. Avec la popularité croissante des instruments compatibles MIDI, les musiciens ont pu synchroniser leurs séquenceurs et leurs boîtes à rythmes, et les synthétiseurs MIDI tels que ceux de la série DX ont été régulièrement utilisés pour les pistes de basse et d'accords. Cependant, le DX7 ne pouvait produire qu'une seule voix à la fois, ce qui signifie que deux de ces synthétiseurs étaient nécessaires si, par exemple, une basse et un piano électrique devaient être joués en même temps.
La solution de Yamaha a été le générateur de sons en plusieurs parties. Les données MIDI peuvent être affectées à des canaux spécifiques, et si un séquenceur MIDI tel qu'un produit de la série QX est utilisé pour transmettre des données de performance organisées en différents canaux, les voix de basse, de piano et de marimba peuvent, par exemple, être jouées par les données des canaux 1, 2 et 3, respectivement. Un générateur de sons multicanal recevant ces données attribuerait une voix différente à chaque canal et, dans notre exemple, l'équivalent de trois synthétiseurs individuels devrait être intégré dans un seul générateur de sons. Le produit développé par Yamaha dans le cadre de cette approche était le module générateur de sons TX81Z—un appareil révolutionnaire contenant l'équivalent de huit synthétiseurs FM, chacun avec quatre opérateurs dédiés. Les huit générateurs de sons FM peuvent également être réglés sur le même canal pour produire des sons plus riches et plus denses. En outre, les opérateurs ont été équipés pour la première fois de formes d'onde autres que l'onde sinusoïdale, ce qui a permis de générer une gamme de sons plus diversifiée. C'est pourquoi le TX81Z est souvent considéré comme un joyau caché parmi les modules de synthétiseur.
C'est à cette époque que les producteurs de musique ont commencé à jouer simultanément toutes les parties—qu'il s'agisse d'instruments rythmiques, de basse ou d'accords—à l'aide d'un seul synthétiseur, et que les synthétiseurs avec séquenceurs MIDI intégrés ont commencé à apparaître sur le marché. Développé pour répondre à ce besoin, le Yamaha V-50 était le synthétiseur FM ultime, combinant le TX81Z avec un clavier, un séquenceur MIDI, une machine à rythmes basée sur la génération de sons PCM et des processeurs d'effets numériques. Cet instrument a transcendé les limites du synthé numérique, le propulsant dans l'ère des stations de travail.
En moins d'une décennie, entre le GS1 de 1981 et le V-50 de 1989, nos synthétiseurs numériques sont passés du statut d'instrument de performance de base à celui de station de travail musicale à part entière. Les années 80 ont sans aucun doute été l'une des périodes les plus passionnantes et les plus dynamiques de l'histoire du synthétiseur Yamaha.
