A-01 MIDI VEZÉRŐ és HANGGENERÁTOR
A 8-bites CPU szintetizátor fejlesztésének története... a Roland A-01 egyik figyelemre méltó tulajdonsága a benne található “8-bites CPU szintetizátor”. Ez a különleges hanggenerátor áramkör semmi korábbihoz nem fogható. Ahogy a nevéből is kiderül, a 8-bites CPU szintetizátor egy "virtuális-analóg" digitális hanggenerátor, amely egy 8-bites CPU-val rendelkező szubtraktív szintetizátort reprodukál. Számos terméket reklámoznak virtuális-analóg képességekkel, de ez a szintetizátor valóban képes különleges analóg hangtextúrák létrehozására a 8-bites CPU és egy Lo-Fi 10-bites DA konverter kombinálásának köszönhetően. A megszólaló "vintage digitális" hangzás önmagáért beszél és kétség kívül megérint minden szintetizátor rajongót.
A 8-bites CPU szintetizátor Akira Matsui nevéhez fűződik, aki korábban mérnökként dolgozott a Roland cégnél. Matsui 1977-ben kezdett fejlesztőként dolgozni a Rolandnál és olyan klasszikus termékek megalkotásában vett részt, mint a SYSTEM-700 és SYSTEM-100, valamint a GR-sorozat gitár szintetizátorai. A hozzá köthető számos termék közül a legkiemelkedőbb a JX-3P szintetizátor volt. Ez a gazdag és átütő hangszíneiről ismert hangszer 1983-ban került piacra az első MIDI képességekkel rendelkező szintetizátorként. A Roland Boutique sorozathoz tartozó, 2015-ben megjelent JX-03 szintetizátor megalkotását is ez a hangszer inspirálta.
Matsui úr 2013-ban vonult nyugdíjba a Roland cégtől és azóta otthoni műhelyében készít elektronikus berendezéseket, elsősorban hobbi céllal. Így született a 8-bites CPU szintetizátor is, amely most az A-01 részét képezi. A Roland csapat egyik aktív tagja látta először ezt a házilag készült szintetizátort. A készülék azonnal felkeltette érdeklődését és szeretett volna többet megtudni róla.
Ez a kezdetben hobbi céllal készült 8-bites CPU szintetizátor így került végül az A-01 készülékbe.
● Akira Matsui a legendás Roland mérnökök egyike, aki részt vett számos klasszikus Roland termék fejlesztésében, beleértve a JX-3P szintetizátort is.
Úgy tudjuk, hogy az Ön nevéhez kötődik a klasszikus Roland JX-3P megalkotása. Azért vállalt munkát a Rolandnál, hogy szintetizátorokat építsen?
Matsui: Igen. Az első szintetizátorok megjelenésekor még tanuló voltam. Azonnal felkeltették az érdeklődésemet és izgatni kezdett a dolog. Elkezdtem olvasni a szintetizátor építéssel kapcsolatban megjelenő írásokat és ezzel együtt elkezdtem megtervezni a sajátomat. Hamar rájöttem, hogy egy szintetizátor csak billentyűzettel együtt ér valamit, ezért elkezdtem fából kivágni fehér és fekete billentyűket. Mondanom sem kell, hogy az első oktáv felénél feladtam. [Nevet.] Az iskola mellett sokat bütyköltem otthon, és kifejezetten szerettem azokat a dolgokat, amelyekből hangot lehet kicsikarni. Valószínűleg ezért kötöttem ki végül a Rolandnál.
1977-ben kezdtem a cégnél dolgozni. Rögtön a SYSTEM-700 és SYSTEM-100 összeszerelésével és ellenőrzésével bíztak meg az osakai gyárban. Ezután hamarosan az elektronikus áramkörök tervezésébe kapcsolódtam be. Akkoriban még nem álltak rendelkezésre olyan praktikus eszközök, mint napjainkban. Vettünk egy üres nyomtatott áramköri lapot, filctollal felrajzoltuk rá az áramköröket, majd ezután vas-kloridos oldattal lemarattuk a rézfóliát. [Nevet.] Három évvel később átkerültem matsumotoi gyárba, ahol gitárszintetizátorok fejlesztésével kezdtem foglalkozni. A GR-700 esetében például a kutatás első fázisában vettem rész.
Mely termékekhez fűződnek szoros emlékei a Rolandnál töltött évek alatt?
Matsui: Elsőként a JX-3P-t emelném ki a sorból. Ez volt ugyanis az első MIDI-s szintetizátor és ez volt az első olyan hangszer, amelyen a mikroprocesszor programozását végeztem. Előtte szinte kizárólag analóg áramkörök tervezésével foglalkoztam, ezért pontosan emlékszem, hogy mennyi időt és energiát vett igénybe a mikroprocesszor programozás. De nagyon izgalmas feladat volt, hiszen akkoriban a fejlesztés folyamata új irányokat vett. Ezzel együtt a költségek is megnövekedtek, de az JX-3P fedezetet nyújtott erre a Matsumoto gyár számára.
Következőként a VS sorozat jut eszembe. Itt az alapkoncepció egy olyan otthoni stúdió megalkotása volt, amely egyesíti a felvevő funkciót egy keverővel és effektekkel. Akkoriban nagy igény mutatkozott erre, és ezt vissza is igazolta a sorozat hatalmas sikere. A VS sorozat az u.n. "R-DAC" tömörítés rendszert használja, amely hosszabb felvétel időt biztosít, kevesebb merevlemez kapacitás igénybe vételével. Azonban azt hiszem, hogy a VS sorozat igazi népszerűsége a természetes hangzásban rejlik. Egyébként akkoriban jelent meg az MP3 formátum. Az R-DAC az audió információk és ezáltal a hang minden részletét visszaadja, az MP3 ezzel szemben kissé megnyirbálja az audiót.
2013-ban vonult nyugdíjba vonult a Rolandtól és azóta hobbijának szenteli idejét és elektronikus készülékeket készít.
Matsui: Nagyon hálás vagyok azért, hogy a Rolandnál mérnökként eltöltött évek alatt teljes szabadságot kaptam a fejlesztések terén. A pályafutásom végén már főleg a vezetői feladataim voltak, ezért ki voltam éhezve arra, hogy ismét kétkezi munkával hozzak létre valami újat. Miután nyugdíjba vonultam, felszabadult egy csomó időm és újra elkezdtem bütykölni a forrasztópákával, mint annak idején. [Nevet.] Még egy lézer vágót és egy 3D-s nyomtatót is vettem, hogy minden ötletemet meg tudjam valósítani.
Sok mindent készítettem az elmúlt két év alatt: egy helikoptert a légkör fotózásához, ami az elmúlt években népszerűvé vált drone-okhoz hasonló és egy kivezérlés mérő alapján készült asztali órát. A forrasztás iránti vágyam nem hagyott nyugodni, ezért elmentem egy műszaki üzletbe, vettem egy csomó réz szöget és ezek összeforrasztásával készítettem egy távirányítós autót. Gyanítom, hogy a forrasztó ón illatától nem tudok szabadulni. [Nevet.] Egyébként fával is szeretek dolgozni, sőt hegesztek is.
● A 8-bites CPU szintetizátor esetében Matsui úr azt a kihívást állította maga elé, hogy a működést egy 8-bites CPU-ra és 8KB memóriára korlátozza.
Úgy érzem, otthon is teljes odaadással készít dolgokat. Hogy jutott eszébe, hogy újra szintetizátort fejlesszen?
Matsui: Nem vitás, hogy továbbra is nagyon érdekelnek a hangzások, és ez számomra a szintetizátorokon keresztül a legkézzelfoghatóbb. Manapság az olcsó ARM-ek és CPU-k felhasználásával szinte bárki elkészíthet egy digitális szintetizátort, ha épp úgy tartja kedve. A Rolandnál töltött éveket megelőzően elég sok analóg szintetizátort készítettem, ezért ez a terület kevésbé izgatott. Viszont egyszer csak elkezdett foglalkoztatni, hogy milyen is lenne egy 8-bites CPU-val működő szintetizátor. Érdekelt, hogy milyen messze lehet eljutni egy 8-bites CPU-ra és 8KB memóriára korlátozott erőforrásokkal. Ez valamikor a 2014-es év elejére tehető. Az oszcillátor programozása volt az első. Itt csodálkoztam rá, hogy milyen kevés erőforrás is elegendő rendes skálák megszólaltatásához. Ezután került sor az összes analóg alkotórész - szűrő, erősítő, majd LFO - programozására, amelyeket sikerült elég jól belepakolnom. A fennmaradó helyre egy step-szekvenszert programoztam és ezzel el is készült a 8-bites CPU szintetizátor.
Tehát szándékosan gördített akadályokat maga elé a 8-bites CPU-val és 8KB memóriával, mert ahogy említette: "bárki elkészíthet egy digitális szintetizátort, ha úgy tartja kedve". Egy közönséges szintetizátort, ha jól értem.
Matsui: Igen, valami ilyesmiről van szó. Kíváncsi voltam arra, hogy mit lehet kihozni egy 8-bites CPU-ból és 8KB memóriából. [Nevet.] Amikor nekilátok valaminek, sokkal jobban élvezem a munkát, ha akadályokkal találom szembe magam.
A “8-bit” hallatán a játtékkonzolokhoz kapcsolódó egyszerű hanggenerátorok jutnak eszembe. Ehhez képest a 8-bites CPU szintetizátor egy virtuális-analóg digitális hanggenerátor, amely egy 8-bites CPU-val reprodukálja a szubtraktív szintetizátor áramkört. Erről van szó?
Matsui: Igen, így igaz. Egy oszcillátor, egy szűrő, egy burkológörbe generátor, egy erősítő és egy LFO tartozik hozzá. Négy oszcillátor hullámformát (fűrész, négyszög, pulzálás és zaj), valamint négy LFO hullámformát (szinusz, háromszög, fűrész és véletlenszerű) használ. A szűrő esetében az u.n. "state-variable" szűrő típusok hatását reprodukáltam.
Az nem fordult meg a fejében, hogy olyan különleges hullámformákat is hozzáadjon, amelyeket kizárólag digitális hanggenerátorral lehet létrehozni?
Matsui: Az alapgondolat az volt, hogy egy 8-bites CPU-val szerettem volna tökéletesen reprodukálni a régi idők klasszikus, analóg szintetizátorainak hangzását. Más funkciók nem jártak a fejemben. Például határozott elképzelésem van azzal kapcsolatban, hogy milyen az "ideális" fűrész hullámforma. Ezért arra koncentráltam, hogy ezt egy 8-bites CPU felhasználásával valósítsam meg. Ugyan ez igaz a burkológörbe generátorra is. Az ellenállásokkal és kondenzátorokkal létrehozott analóg szintetizátor burkológörbe tökéletes reprodukálására törekedtem. De ezzel együtt igyekeztem kihasználni a digitális technológia előnyeit is. Például az LFO frekvencia elég magasra állítható és ebben a helyzetben az oszcillátor modulálásával egy fajta FM-re vagy digitális szintetizátorra emlékeztető hangzás is elérhető.
Igazán lenyűgözött a hang jelenléte, ami ebből a szintetizátorból árad.
Matsui: Néhány virtuális-analóg szintetizátor hangmintaként küldi ki az oszcillátor hullámformákat, míg a 8-bites CPU szintetizátor ténylegesen oszcillál. A zaj szintén az oszcilláció során keletkezik.
Kíváncsi voltam, mit tudok kihozni a 8-bites CPU-ra és 8KB memóriára korlátozott lehetőségekből, és végül magam is meglepődtem, hogy ennek ellenére milyen egyszerű reprodukálni egy analóg szintetizátor funkcióit. Első megközelítésben a hangzás még gyengének tűnt, ezért hosszú időt töltöttem a program összehangolásával. Egy vacak hangzású szintetizátornak tényleg nincs sok értelme. Ha viszont az ember elmélyed a részletek tökéletesítésében, hamar túllépheti a 8KB limitet. Ezért úgy kellet elvégezni az összehangolást, hogy közben a program beleférjen a 8KB-os keretbe. Valójában ettől olyan különleges és egyedülálló a 8-bites CPU szintetizátor hangzása és ez különbözteti meg más modern szintetizátoroktól és szoftveres hanggenerátoroktól.
Szóval a program végső összehangolása sok próbálkozás, tesztelés és korrekció eredménye, igaz?
Matsui: Igen, ez így van. Elméleti síkon sok minden működik, de a gyakorlat merőben más eredményeket hozhat. [Nevet.] És ez igaz az analóg szintetizátorokra is. Csak a fülére támaszkodhat az ember a hangzás kialakításánál, ami csak hosszas próbálgatás és korrekció után kezd hasonlítani az igazi elképzeléshez.
● “Megszállottja lettem a fűrész hullámformának a fejlesztés közben, ezért szeretném, ha az emberek mindig ezeket hallgatnák.
A fejlesztés során, mely pontok igényeltek különösen nagy figyelmet?
Matsui: A lista első helyén a zaj áll. A 8-bites CPU szintetizátor 48 kHz-es mintavételezési frekvenciát használ, ami zaj szempontjából komoly kihívást jelent. Mivel elég sokat foglalkoztam analóg szintetizátorokkal, nem akartam, hogy ez a rendkívül fontos hang összetevő himi-humi legyen. [Nevet.] Olyan zajt akartam, ami ténylegesen hozzájárul a hang megformálásához, ezért rengeteg időt töltöttem ezzel.
És végül a hobbi céllal fejlesztett 8-bites CPU szintetizátor a Roland új A-01-es készülékében kapott helyet? Hogy jött létre ez az együttműködés?
Matsui: Miután befejeztem a 8-bites CPU szintetizátor prototípusát, bemutattam a 2014-es Maker Faire Tokyo keretében. Ez egy kiállítás, amely lehetőséget ad egyének és szervezetek számára, hogy bemutassák az általuk alkotott különböző termékeket. Itt látta meg valaki a Rolandtól. Megtetszett neki és végül az A-01 része lett. Az A-01 egy USB MIDI vezérlő Bluetooth MIDI képességgel és CV/Gate kimenettel, ami már önmagában is különleges, de senki ne felejtse el, hogy van benne egy 8-bites szintetizátor is. [Nevet.]
Egykori Roland mérnökként, mint gondol az A-01-ről?
Matsui: Úgy gondolom, hogy az A-01 egy rendkívül érdekes termék. A 8-bites CPU szintetizátorhoz egy nagyon egyszerű, mégis elég hatékony szekvenszert készítettem. Ráadásul a potméterek is kiválóak, simán és megbízhatóan működnek. Még egy mérnök szemszögéből is feltűnik, hogy mennyi figyelmet fordítottak erre a termékre.
A 8-bites CPU szintetizátorral a legkülönbözőbb hangszínek megszólaltatása lehetséges. Vannak olyan hangszínek, amelyeket kifejezetten ajánlani tud?
Matsui: Lássuk csak. Régóta rajongója vagyok a fűrész hullámformáknak, ezért elfogult vagyok és szeretném, ha az emberek mindig ezeket hallgatnák. Ennél többre ne vágyom. [Nevet.] És ne felejtsük el, hogy az A-01 készülék 16 gyári hangszínnel kerül majd piacra. Alig várom, hogy meghallgathassam ezeket a hangszíneket.
Link a hangszer oldalára:
http://hu.rolandeasteurope.com/products/a-01/
2016. február 17. 09:17