Sintetizador digital de Bell Labs

El sintetizador digital de Bell Labs , más conocido como la máquina de Alles o Alice , fue un sintetizador aditivo experimental diseñado por Hal Alles en Bell Labs durante la década de 1970. La máquina de Alles utilizaba un sintetizador digital de 16 bits controlado por computadora que operaba a 30k muestras/seg con 32 osciladores de onda sinusoidal. La máquina de Alles ha sido llamada el primer sintetizador aditivo digital verdadero, ^{[ 1 ]} siguiendo experimentos anteriores de Bell que fueron parcial o totalmente implementados como software en grandes computadoras. Solo se grabó una composición completa para la máquina, antes de que fuera desmontada y donada al departamento TIMARA del Conservatorio de Oberlin en 1981. ^{[ 2 ]} Varios sintetizadores comerciales basados ​​en el diseño de Alles fueron lanzados durante la década de 1980, incluido el chip de sonido Atari AMY .

La máquina Alles constaba de tres partes principales: un microordenador LSI-11 , generadores de sonido programables y varios dispositivos de entrada. El sistema estaba integrado en una sola unidad de gran tamaño y pesaba 300 libras; los diseñadores, con optimismo, lo describían como portátil. ^{[ 3 ]}

El microordenador venía equipado con dos unidades de disquete de 8 pulgadas (de Heathkit , que vendía su propia máquina LSI-11, la H11 ) y un terminal de vídeo a color de AT&T . Estaba conectado a un convertidor analógico-digital personalizado que muestreaba las entradas a una resolución de 7 bits 250 veces por segundo. Los dispositivos de entrada consistían en dos teclados de piano de 61 teclas, cuatro joysticks analógicos de 3 ejes, un banco de 72 deslizadores y varios interruptores. ^{[ 3 ]} Cualquiera de los controladores podía utilizarse para controlar cualquier parámetro, bajo control programable. Las entradas se interpretaban y luego se utilizaban para generar salidas que se enviaban a los generadores de sonido como una serie de parámetros. El ancho de banda necesario para controlar el sintetizador era bastante limitado. El ordenador podía procesar unos 1000 cambios de parámetros por segundo antes de que la CPU se sobrecargara. ^{[ 4 ]}

El generador de sonido era bastante complejo, conteniendo 1400 circuitos integrados . ^{[ 5 ]} El primer banco de 32 osciladores se utilizaba como señales maestras, lo que generalmente significaba que el sistema tenía hasta 32 notas de polifonía (véase más abajo). Un segundo conjunto de 32 osciladores estaba sincronizado con uno de los maestros, generando los primeros N armónicos, donde N variaba de 1 (primer armónico) a 127. Además, había un banco de 32 filtros programables, 32 multiplicadores de amplitud y 256 generadores de envolvente. Todas estas señales podían mezclarse de forma arbitraria en un banco de 192 acumuladores. Estos se enviaban a uno de los cuatro canales de salida de 16 bits, y de ahí a un convertidor digital-analógico para su salida. ^{[ 5 ]}

Las formas de onda reales se generaron consultando la amplitud para un tiempo dado en una tabla basada en ROM de 64 kWords . Alles utilizó varios trucos en la tabla para reducir la cantidad de cálculos que el sistema necesitaba ejecutar en la CPU del controlador. En un caso, se evitó una multiplicación consultando dos números de la tabla y restándolos, ya que se observó que el resultado era el mismo que el de la multiplicación de dos números relacionados. Todo el sistema estaba controlado por un conjunto de 255 temporizadores con 16 pilas FIFO para eventos. El controlador publicaba los eventos en las colas, que luego se ordenaban por marca de tiempo y se introducían en el generador en orden. ^{[ 5 ]}

La máquina Alles tuvo una gran influencia en la industria, pero el coste de su implementación era tan elevado que pasó algún tiempo antes de que las máquinas basadas en sus principios estuvieran disponibles a un precio asequible para la mayoría de los músicos.

Crumar de Italia y Music Technologies de Nueva York colaboraron para formar Digital Keyboards en un esfuerzo por rediseñar la Alles Machine. El resultado fue un sistema más pequeño de dos partes, con un microordenador basado en Z80 y unidades de disco como una unidad, y un solo teclado y un conjunto limitado de deslizadores de entrada como la segunda unidad. Conocido como Crumar General Development System , o GDS , se lanzó en 1980 por $30,000. Se vendió a estudios que necesitaban un sistema flexible que pudiera garantizar el mismo rendimiento una y otra vez. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} Los sintetizadores analógicos de la misma época estaban sujetos a cambios ambientales en los controles de entrada que significaban que cada interpretación, incluso después de un pequeño retraso, sería diferente. Wendy Carlos poseía un GDS y lo usó en la banda sonora de Tron . ^{[ 9 ]} También fue una de las usuarias más devotas del instrumento, y todavía lo usa hasta el día de hoy.

Un trabajo posterior sobre el mismo concepto básico produjo el Synergy de menor costo , lanzado en 1981. ^{[ 10 ]} El Synergy eliminó el componente de computadora y reempaquetó todo el sistema en una carcasa con un teclado de 77 teclas. Otro sintetizador aditivo llegó al mercado casi al mismo tiempo, el Con Brio ADS200 , a un precio ligeramente inferior de $20,000. Ni el Con Brio ni el GDS se vendieron bien, mientras que el Synergy logró obtener cierta cuota de mercado. Sin embargo, cuando el famoso Yamaha DX7 fue lanzado en 1983, rápidamente se apoderó del mercado. La síntesis FM del DX7 ofrecía el mismo control básico sobre el sonido de salida que un sintetizador aditivo, pero podía duplicar los efectos de muchos osciladores encadenados en tan solo dos. ^{[ 11 ]} Su precio de $2,000 eliminó cualquier competencia de los sintetizadores aditivos. La producción del Synergy terminó en 1985.

Tras el cierre de Digital Keyboards a principios de 1985, se produjo una versión final de la máquina original. El diseñador jefe de Digital Keyboards, Mercer "Stoney" Stockell, se marchó y fundó Mulogix con Jim Wright y Jerry Ptascynski. El Mulogix Slave 32 era un Synergy rediseñado como un módulo de montaje en rack de 2U con interfaz MIDI . El Slave 32 podía leer y escribir cartuchos EPROM del Synergy. ^{[ 12 ]}

En 1981, Caesar Castro y Alan Heaberland presentaron su placa Casheab S-100. Esta guardaba un parecido asombroso con el diseño de Alles & Bayer. Uno de los primeros en adoptarla fue Roger Powell , quien diseñó su sistema "Databoy" en torno a ella. Powell utilizó un sistema 8800 de fabricación propia para escanear el teclado y los controladores de modulación, además de proporcionar acceso a una biblioteca de sonidos personalizada que él mismo creó. ^{[ 13 ]}

A partir de 1984, Atari inició un proyecto para desarrollar una implementación en un solo chip de la Alles Machine dentro de su proyecto Sierra . El chip AMY 1 resultante utilizaba 64 osciladores y generadores de ruido adicionales para proporcionar los efectos especiales necesarios en los juegos. Sin embargo, el AMY nunca se lanzó al mercado, y un intento de un tercero por producir un sintetizador de bajo costo basado en el chip fracasó cuando Atari amenazó con una demanda. ^{[ 14 ]}

Dos artistas destacados que se sabe que actuaron en la Alles Machine son Roger Powell y Laurie Spiegel . Powell ofreció la primera actuación pública en directo. Lamentablemente, esta actuación nunca se grabó. La otra actuación conocida es la del compositor Laurie Spiegel.

Varios temas del álbum Games de Larry Fast (Synergy) fueron extraídos de sesiones grabadas en Bell Labs con un sintetizador digital.

A Greg Smith se le atribuye haber tocado un Synergy en las notas del álbum de Michael Jackson , " Beat It ". ^{[ 15 ]}

El compositor y tecladista electrónico Don Slepian fue contratado como artista residente en el departamento de Acústica e Investigación del Comportamiento de Bell Labs bajo la dirección de Max V. Mathews de 1979 a 1982 para desarrollar obras utilizando el sintetizador digital de Bell Labs. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Durante este tiempo produjo Sea of ​​Bliss ^{[ 18 ]} y Rhythm of Life , ^{[ 19 ]} dos piezas de larga duración basadas en la Alles Machine. ^{[ 20 ]}