Chapitre 3 : Évolution des systèmes de génération de sons et des approches de la production musicale

Stimulé par le développement du générateur de sons FM, Yamaha a fait passer ses synthétiseurs aux technologies numériques au cours des années 80, et grâce aux progrès des circuits intégrés, nous avons mis sur le marché des produits dotés d'un large éventail de nouvelles fonctions. Une partie de cette approche a impliqué le développement de technologies permettant d'utiliser des enregistrements numériques des sons réels d'instruments acoustiques—communément appelés « échantillons »—comme générateur de sons. Les tambours, les percussions, les bruits d'effets et autres sons similaires sont relativement courts, ce qui les rend idéaux pour l'échantillonnage; en outre, très peu d'ajustements de hauteur ou de timbre sont nécessaires lors de la lecture de ces enregistrements. La technologie de l'échantillonnage permet donc de recréer facilement les sons de ces instruments et d'autres instruments acoustiques. C'est pourquoi différents fabricants d'instruments ont commencé à utiliser la génération de sons basée sur l'échantillonnage—également connue sous le nom de Pulse Code Modulation (PCM)—dans les boîtes à rythmes et d'autres produits similaires au cours des années quatre-vingt. Chez Yamaha, nous appelons ce type de moteur le générateur de sons AWM (Advanced Wave Memory).

Ce type de générateur de sons ne se limitait pas aux sons de batterie : il pouvait également reproduire des échantillons enregistrés à partir de pianos, de guitares et d'autres instruments ayant des temps de déclin plus longs, ainsi que les sons soutenus des orgues et autres instruments similaires. Cela dit, leur principal mode d'utilisation était l'échantillonnage—c'est-à-dire un appareil qui reproduit tels quels les sons d'instruments enregistrés—et ils n'étaient pas utilisés dans les synthétiseurs pour créer des sons. De nombreux défis devaient encore être relevés avant que le générateur de sons à mémoire d'onde avancée (AWM) puisse fonctionner efficacement comme moteur de synthétiseur permettant de concevoir des sons de manière créative, ou comme partie intégrante d'un instrument très expressif pour la performance en direct.

Une tâche particulièrement difficile a été le développement de filtres numériques capables de se comporter de la même manière que ceux des synthétiseurs analogiques. Bien que les formules mathématiques théoriques décrivant le fonctionnement de ces dispositifs aient été bien comprises à l'époque, leur comportement, lorsqu'il est reproduit dans un circuit numérique, est beaucoup moins régulier que celui du filtre analogique. Les développeurs ont trouvé qu'il était particulièrement difficile de donner du caractère à la « résonance », une caractéristique hautement distinctive du synthétiseur analogique. D'autres fabricants d'instruments avaient déjà commercialisé des synthétiseurs dotés de filtres numériques, mais la plupart d'entre eux n'étaient pas à la hauteur. Beaucoup d'entre eux ne présentaient pas de résonance du tout, tandis que d'autres tentaient de simuler ce comportement unique du filtre de manière artificielle.

À cette époque, Yamaha avait développé un filtre numérique capable de reproduire le comportement d'un filtre analogique, une fonction qui a fait ses débuts tant attendus dans notre synthétiseur numérique SY77 en 1989. Le SY77 était équipé d'un générateur de sons AWM et d'un générateur de sons FM, tous deux pouvant être utilisés avec le filtre numérique pour sculpter le son à des niveaux d'expression remarquables. Ces deux nouvelles approches de la génération de sons ont été baptisées respectivement synthèse AWM2 (Advanced Wave Memory 2) et synthèse AFM (Advanced Frequency Modulation). Le SY77 permettait de créer des sons passionnants en utilisant une combinaison hybride d'échantillonnage et de FM, et comportait également de nombreuses autres fonctions révolutionnaires - par exemple, les ondes PCM du moteur AWM2 pouvaient même être utilisées comme ondes d'opérateur dans le générateur de sons AFM.

La fréquence de coupure et les paramètres de résonance du filtre numérique pouvaient également être contrôlés à l'aide de la vélocité et de l'aftertouch du clavier, et la combinaison de toutes ces fonctions était appelée système de convolution et de modulation en temps réel (Realtime Convolution & Modulation - RCM). Avec son filtre numérique doux et sa combinaison de PCM et de FM—les deux géants de la génération de sons numériques de l'époque—le SY77 semblait presque trop beau pour être vrai lors de sa sortie, et a continué à incarner l'état avancé de la technologie des synthétiseurs des années 1990.

Un autre aspect notable des synthétiseurs des années 90 est le développement de générateurs de sons multitimbraux. La multitimbralité fait référence à la capacité d'un instrument à jouer plusieurs types de sons différents en même temps, une capacité indispensable à la production musicale.

Bien qu'elle ne soit pas très importante pour le claviériste qui se produit en direct, la capacité multitimbrale permet de jouer ensemble différentes voix d'instruments tels que la batterie, la basse, le piano et les parties solistes. Cependant, il a vraiment pris son essor lorsque les séquenceurs MIDI ont commencé à devenir populaires vers la seconde moitié des années 80, permettant à un seul synthétiseur d'être utilisé pour créer un arrangement musical complet. Dans ce contexte, le synthétiseur multitimbral est de plus en plus utilisé pour la production de véritables bandes démo et de pistes d'accompagnement pour les claviéristes. Bien que les générateurs de sons offrant la multitimbralité aient existé dès l'époque légèrement antérieure de la FM, l'intérêt pour cette fonction s'est nettement accru avec l'émergence de synthétiseurs capables de produire des sons d'instruments acoustiques de haute qualité et très réalistes, comme le permettaient l'AWM2 et d'autres générateurs de sons similaires. Dans le même temps, une concurrence féroce s'est installée entre les différents fabricants de synthétiseurs, qui se sont efforcés de proposer des produits moins chers, capables de jouer plus de notes ou de voix simultanément, et offrant un plus grand choix de variations vocales.

Jusqu'à cette époque, si vous aviez voulu jouer plusieurs voix automatiquement à l'aide d'un séquenceur MIDI, vous auriez dû débourser des centaines de milliers de yens pour acheter suffisamment de synthétiseurs pour le nombre de voix requis.

Aujourd'hui, un seul instrument peut produire tous ces sons simultanément et sans effort. Bien que plusieurs fabricants aient répondu à ce besoin avec des modules générateurs de sons prenant en charge la multitimbralité en huit parties, notre TG55 offrait un excellent rapport qualité-prix avec un système sonore multitimbral en seize parties, tout comme les stations de travail SY77 et SY55, des instruments révolutionnaires auxquels on peut attribuer l'élargissement considérable du nombre de personnes produisant de la musique.

Dès le début des années 90, les séquenceurs matériels utilisés dans la seconde moitié de la décennie précédente—tels que ceux de la série QX—ont été progressivement remplacés par des séquenceurs logiciels basés sur l'ordinateur. Dans le studio d'enregistrement, il est devenu de plus en plus courant de voir une vaste gamme d'appareils numériques, tels que des interfaces MIDI connectées à des ordinateurs, des échantillonneurs, des synthétiseurs et d'autres générateurs de sons chargés dans des racks, ainsi qu'un clavier principal pour entrer les données d'exécution, le tout relié par un réseau complexe de câbles. En utilisant ce type de système de production musicale avec l'ordinateur au centre, un seul musicien pouvait librement jouer et enregistrer toutes les pistes qu'il voulait pour produire une chanson complète en très peu de temps. Cela a indéniablement élevé la barre pour devenir un joueur de clavier, et c'est à peu près à cette époque que le développement du synthétiseur s'est divisé en deux voies différentes en fonction de ce qui était exigé de lui en tant qu'instrument.

La première d'entre elles reposait sur le fait que le synthétiseur était utilisé comme un simple générateur de sons. Dans certaines applications, les générateurs de sons étaient utilisés avec des synthétiseurs de vent et de guitare, mais la tendance dominante était de les utiliser comme partie intégrante d'un système de production musicale basé sur l'ordinateur. Cependant, le générateur de sons est contrôlé par l'ordinateur ou une autre source de signal MIDI, ce qui signifie qu'il n'est plus nécessaire de l'intégrer à un clavier comme c'était le cas pour les synthétiseurs d'autrefois. Pour remédier à cette situation, Yamaha a mis sur le marché une gamme de générateurs de sons montés en rack et de bureau sous la désignation TG.

La seconde voie a vu le synthétiseur se développer en tant que station de travail capable de satisfaire les exigences du claviériste et de l'arrangeur—un format auquel la plupart des synthétiseurs de type clavier de l'époque adhéraient. Les joueurs pouvaient produire des morceaux complets en utilisant uniquement la station de travail, sans compétences informatiques particulières, réaliser des productions complètes sur ce seul instrument sans câbles compliqués, être inspirés de manière créative par un son de haute qualité digne d'un studio d'enregistrement. Le SY99 mentionné précédemment réunissait tous ces éléments et a été considéré comme le nec plus ultra des stations de travail des années 90, et la série SY comme la genèse du synthétiseur de station de travail Yamaha.

Les approches d'échantillonnage et de PCM pour la génération de sons, qui ont commencé à devenir le pilier de la production sonore dans les synthétiseurs à partir du début des années 90, reposent essentiellement sur l'enregistrement et la lecture d'instruments réels. Un enregistrement et une lecture de haute qualité permettent de reproduire exactement le même son que l'original. Toutefois, il n'a pas été facile d'en faire un instrument de musique convaincant, principalement parce que la hauteur et le timbre doivent être contrôlés en temps réel pour que ces sons puissent être joués. Considérons, par exemple, que le clavier d'un piano comporte 88 touches et le même nombre de notes, que le MIDI permet de représenter la force du jeu sur une échelle de 127 niveaux, que les sons réalistes doivent évoluer dans le temps et s'associer les uns aux autres, et que les contrôleurs doivent pouvoir moduler le son pour obtenir des niveaux d'expression plus élevés. Il n'est pas difficile de comprendre que de nombreux modèles différents couvrant toutes ces possibilités ont dû être enregistrés, et que le plus approprié a été instantanément sélectionné pour la lecture. Il fallait alors traiter d'énormes volumes de données enregistrées à l'aide de mémoires et de processeurs qui restaient lents et coûteux. À cet égard, les technologies de l'époque ont laissé beaucoup à désirer.

Bien que les systèmes de génération de sons FM de Yamaha puissent produire des sons très expressifs sans nécessiter beaucoup de mémoire, notre équipe de développement de synthétiseurs s'est lancée dans la recherche de nouvelles approches de la génération de sons qui permettraient de créer des sons beaucoup plus réalistes, semblables à ceux des instruments acoustiques. À la suite de cet effort, la modélisation physique s'est avérée être le candidat le plus prometteur.

En plus du générateur de sons Self Oscillation type VA (S/VA) utilisé dans le VL1, Yamaha a également développé un type d'oscillation libre—le F/VA—et le synthétiseur analogique virtuel VP1 sorti l'année suivante était piloté par ce moteur. Le générateur de sons F/VA pouvait modéliser de nombreuses variations dans la frappe, le pincement et l'archet des instruments à percussion et à cordes, mais au lieu de se limiter à simuler des sons existants, il pouvait aussi modéliser des instruments qui n'avaient même jamais été conçus. Bien que les synthétiseurs VL1 et VP1 soient très avancés sur le plan technologique et très expressifs, il faut jouer en même temps sur un certain nombre de contrôleurs différents, tels que le contrôleur de respiration, pour pouvoir les utiliser, ce qui signifie que leurs musiciens doivent être très compétents. Pour cette raison, ils ne sont pas devenus particulièrement populaires auprès des claviéristes conventionnels et sont restés un instrument de niche.

Dans les années 1980, Yamaha s'est imposé comme leader dans le développement des synthétiseurs numériques avec la série DX. Avec l'arrivée de l'ère des synthétiseurs PCM dans la seconde moitié de cette décennie, nous avons développé avec succès le générateur de sons AWM2, avant de passer à la puissante série SY. Pourtant, tout n'a pas été facile pour ce fabricant de synthétiseurs.

La fluctuation des taux de change a été l'un des principaux facteurs affectant notre activité. Lorsque le DX7 est sorti en 1983, un dollar américain équivalait à peu près à 240 yens japonais; cependant, cette valeur a chuté de manière significative à 145 yens au moment de la sortie du SY77 en 1989. Le dollar avait encore baissé lorsque nous avons introduit le SY99 à la fin de l'année 1991, passant sous la barre des 130 yens. Depuis lors et jusqu'à l'arrivée du VP1 en 1994, le yen s'est encore renforcé, forçant finalement le dollar à passer sous la barre des 100 yens.

À l'époque du DX7, nous étions fiers de fournir des synthétiseurs de haute performance à des prix raisonnables à des clients du monde entier, mais l'appréciation rapide du yen dans les années 90 a sérieusement érodé la compétitivité des prix de nos produits. En particulier, les synthétiseurs que Yamaha avait conçus comme des modèles d'entrée de gamme se sont retrouvés dans la fourchette des prix moyens à élevés sur les marchés étrangers, ce qui les rendait hors de portée du budget des utilisateurs auxquels ils étaient destinés.

L'effondrement de la bulle économique japonaise a aggravé la situation. La période qui a débuté en 1991 a été marquée par un déclin économique rapide au Japon, et les ventes d'instruments électroniques relativement coûteux en ont fortement souffert. D'autres fabricants japonais ont connu des difficultés similaires et ont affronté ces temps difficiles en rationalisant leur gamme de produits, en partageant les fonctionnalités entre plusieurs modèles et en reconfigurant leurs gammes avec des produits moins coûteux.

Si le synthétiseur est né de la volonté d'offrir au musicien le même niveau d'expressivité que les instruments acoustiques, les progrès des technologies d'échantillonnage permettent désormais de produire facilement exactement les mêmes sons que ces instruments. En conséquence, le synthétiseur a été davantage considéré comme une alternative aux instruments acoustiques que comme un outil de création sonore. En outre, un certain nombre d'autres développements ont également facilité la comparaison des sons des synthétiseurs de différents fabricants en utilisant les mêmes données de performance. Par exemple, la norme General MIDI (GM) a été publiée en 1991 pour les synthétiseurs qui produisent des sons en réponse à des messages MIDI, et le Standard MIDI File (SMF) a été développé comme un format commun pour l'échange de données de performance MIDI. Par conséquent, les acheteurs de synthétiseurs se sont davantage concentrés sur les différences entre les sons produits et l'aptitude à la production musicale que sur les fonctions et la jouabilité propres au synthétiseur.