El sintetizador es uno de los instrumentos musicales más jóvenes pero ampliamente utilizados en la industria musical tanto para la creación y producción de música electrónica. Los primeros modelos, fabricados en cantidades limitadas y que dieron forma a la concepción actual de los sintetizadores, se remontan a los años 60.
Pero si vamos a ponernos técnicos, ¿qué es exactamente un sintetizador?
Como su nombre sugiere, este dispositivo sintetiza el sonido, es decir, lo genera a partir de la combinación de elementos simples (normalmente señales periódicas y funciones matemáticas) que no tienen por que existir fuera de sus circuitos.
En realidad, los términos síntesis -y por extensión, sintetizador- no son, hoy en día, plenamente acertados, pues gran parte de los instrumentos digitales actuales no sintetizan totalmente el sonido (no parten de cero), sino que utilizan, recombinan y modifican fragmentos almacenados en su memoria.
¿Cuál es la estructura de un sintetizador?
Un sintetizador se compone básicamente de 2 partes:
Motor de audio: es el sintetizador propiamente dicho, donde los componentes se conectan y ajustan para producir un rango de sonidos, que a su vez se compone de un generador o fuente de sonido y modificadores. La combinación de estos componentes puede ser fija (lo más común) o modular (más flexible).
Interfaz de control: Se utiliza para disparar y ajustar parámetros del motor/generador de sonido. El tipo de controlador más común es el teclado MIDI. Otros ejemplos son drum pads, breath controllers, guitarras MIDI, etc.
¿Qué tipos de síntesis existen?
Síntesis Sustractiva
Es el método de síntesis utilizado en la inmensa mayoría de sintetizadores analógicos y basados en la reproducción de muestras. La “síntesis sustractiva” parte de un sonido original con un alto contenido en armónicos, el cual se filtra a continuación para eliminar algunos de sus componentes.
Los sonidos originales, o sonidos en “bruto”, son señales con formas de onda matemáticamente simples: onda cuadrada, onda de diente de sierra, onda triangular y onda sinusoidal, pero también pueden ser sonidos muestreados. Lo que se hace es “sustraer” o restar contenido armónico, por eso necesita ondas con un alto contenido armónico. Aplicando filtros y amplificadores se cambia el timbre de la señal.
El filtrado se lleva a cabo, por lo general, mediante un filtro pasa bajo resonante. Variando su frecuencia de corte se obtiene un sonido característico denominado “barrido de filtro” (filter sweep), que se asocia normalmente a este tipo de síntesis.
La sección de filtro y amplificador puede usar moduladores para conseguir una variación respecto al tiempo. Consiguiendo sonidos más vivos. La modulación es el uso de una señal controladora que varía en el tiempo para variar una o más características de otra señal.
Síntesis Aditiva
Es una síntesis muy poco común basada en el trabajo desarrollado por Joseph Fourier en 1807. Fourier demostró que cualquier señal periódica puede describirse especificando la frecuencia y amplitud de una serie de ondas sinusoidales con diferentes fases y amplitudes. Estos son los parciales de un sonido, que también se llaman armónicos si sus frecuencias son un múltiplo entero de la frecuencia fundamental.
El método para generar un complejo espectro sonoro como la suma de (muchas) ondas sinusoidales simples se llama síntesis de Fourier en su honor, ya que fue el que encontró su base matemática. De manera más general la síntesis aditiva también se puede utilizar si las formas de onda base no son senoidales.
La síntesis aditiva se basa en generar una forma de onda concreta a partir de una serie de ondas sinusoidales, es decir, combina entre sí un gran número de ondas sinusoidales de diferentes frecuencias para obtener el timbre final.
Idealmente una gran cantidad de osciladores sinusoidales son necesarios para la síntesis de Fourier. ¿Cuántos? depende del rango requerido y el brillo: una nota de un bajo puede necesitar más de un centenar, mientras que un alto sonido armónico agudo probablemente necesitará sólo una docena.
Son necesarios muchos parámetros para conseguir sonidos dinámicos y expresivos: idealmente, cada oscilador debe tener su propia envolvente de amplitud, envolvente de tono, sensibilidad a la presión y enrutamiento de modulación.
Aunque esto puede sonar como que el hardware es el factor limitante, la usabilidad lo es aún más. El principal problema de este método reside en controlar un elevado número de señales. La mayor parte de los parámetros tienen muy poca influencia en el sonido y, en general es muy difícil estimar cómo es el espectro de un sonido que se quiere conseguir.
Así, la simulación de instrumentos acústicos parece imposible sin un análisis adecuado de hardware y software. Algunos de los sintetizadores de síntesis aditiva más conocidos son el Kawai K5 y el Kurzweil K150FS. El Kawai es más limitado en la arquitectura y el sonido, pero tiene una interfaz de programación de muy agradable, mientras que el K150FS es más versátil, pero sólo se puede programar a través de algún software de Apple II.
Síntesis FM o por modulación de frecuencia
La modulación de frecuencia es el término técnico que describe cómo funciona la radio FM: una señal de audio en forma de música o de palabra que se utiliza para modular una portadora de alta frecuencia, que se encarga de retransmitir el audio como parte integrante de la señal de radio modulada.
El principal problema de la FM es que no permite una programación intuitiva sino que se necesita mucha práctica para trabajar con ella. Sin embargo, una de sus principales ventajas consiste en que necesita muy poca memoria para almacenar una gran cantidad de sonidos.
Waveshaping
La síntesis por tabla de ondas utiliza la misma idea que la síntesis sustractiva, pero partiendo de formas de onda mucho más sofisticadas. En ese caso puede almacenarse más de un ciclo de la forma de onda y ordenar estas de manera que puedan seleccionarse dinámicamente en tiempo real.
Síntesis por tabla de ondas (wavetable):
La síntesis por tabla de ondas hace uso de la misma idea que la de la versión analógica, pero la hace extensiva a áreas más complejas. Las formas de ondas son, por general, segmentos completos – pero cortos – de muestras reales, que pueden ordenarse en forma de bucles para conseguir un sonido continuo de una cierta duración.
También es posible agrupar varios de estos segmentos para formar muestras complejas. Esto se hace a menudo para empalmar el comienzo de un sonido con una parte continua de otro. Puesto que no se emplean muestras completas, este método aprovecha al máximo el espacio de memoria disponible, si bien lleva implícita una disminución de la calidad. Este tipo de síntesis se utiliza principalmente en tarjetas de sonido económicas e instrumentos MIDI de uso doméstico.
Síntesis S&S:
Es un acrónimo del término inglés “samples and synthesis». Este método utiliza tanto la técnica de tabla de ondas como la de repetición de muestra, pero hace hincapié en el filtrado y conformación de la síntesis sustractiva, todo ello en el dominio digital. El S&S es muy empleado en instrumentos MIDI, tarjetas de sonido e instrumentos electrónicos profesionales.
Síntesis por modelado físico:
El modelo físico emplea ecuaciones matemáticas para tratar de describir como funciona la física de un instrumento. El resultado puede ser desde un sonido sorprendentemente realista hasta uno totalmente sintético, pasando por una mezcla de ambos.
Su característica más importante es la forma en que el modelo responde como si se tratara de un instrumento real. Necesita una gran capacidad de procesado, por lo que es difícil encontrarlo fuera de los equipos profesionales.
Síntesis granular:
Dispone de formas de ondas complejas o sampleadas y estas están subdivididas en muchas regiones o “gránulos” (de ahí que reciba el nombre de granular). La síntesis granular se basa en reproducir de forma secuencial una serie de muestras de muy corta duración – gránulos – de forma que el conjunto se aprecie no como una secuencia rítmica sino como un tono continuo.
Este tipo de síntesis fue desarrollado en el entorno académico. El primer sintetizador que alcanzó notoriedad fue el sistema Kyma de Symbolic Sound.
¿Qué tipos de sintetizadores existen?
Sintetizadores Modulares: En décadas pasadas los sintetizadores eran grandes dispositivos con un nido de cables que salían de sus paneles. Para crear sonidos, el músico y/o técnico tenía que enchufar los distintos cables en diferentes módulos tales como osciladores, filtros, generadores de envolvente o amplificadores. El signal path, es decir, el orden en el que se conectaban los módulos, originaba el sonido.
Sintetizadores hardwired: más fáciles de transportar y usar–, sustituirían finalmente a los modulares. Pero con la llegada de la tecnología digital la síntesis modular vuelve de nuevo a ponerse de moda a través de aplicaciones como SynthEdit.
