Cechą wyróżniającą moduł Roland A-01 jest wbudowany, jedyny w swoim rodzaju 8-bitowy silnik brzmieniowy. To w istocie wirtualnie analogowy układ cyfrowy, który umożliwia syntezę subtraktywną przy wykorzystaniu specjalnej jednostki obliczeniowej (ang. CPU). I choć na rynku istnieje wiele produktów określanych mianem wirtualnie analogowych, ten syntezator - wykorzystując 8-bitową architekturę oraz 10-bitowe konwertery cyfrowo-analogowe typu lo-fi - potrafi generować barwy o unikalnej, analogowej teksturze. Dlatego jego brzmienie, które można byłoby opisać jako "klasycznie cyfrowe", z pewnością pokocha wielu entuzjastów syntezatorów z całego świata.
Podstawową konstrukcję 8-bitowego syntezatora opracował Akira Matsui. Zatrudniony w roli inżyniera w firmie Roland Matsui był zaangażowany w opracowywanie różnych produktów, w tym firmowych klasyków takich jak SYSTEM-700 i SYSTEM-100, a także pierwszych serii syntezatorów gitarowych GR. Spośród wielu produktów, nad którymi pracował, największą popularność zdobył model JX-3P. Ten wprowadzony na rynek w 1983 roku instrument był jednym z pierwszych syntezatorów z systemem MIDI. Ceniony ze względu na barwne i ekspresyjne brzmienia został wskrzeszony przez firmę Roland w 2015 roku w postaci modułu JX-03, zasilając popularną serię Roland Boutique.
Po odejściu na emeryturę w 2013 roku Matsui oddał się swojej pasji - tworzeniu elektronicznych urządzeń w domowym studiu nagrań. To właśnie w jego prywatnej pracowni zrodził się 8-bitowy syntezator, który znajdziemy na pokładzie modułu A-01. Pracownik firmy Roland, który miał okazję zobaczyć i posłuchać tego wykonanego domowym sposobem syntezatora, natychmiast dostrzegł jego ogromny potencjał.
Oto opowieść o tym, jak 8-bitowy syntezator – który Matsui stworzył hobbistycznie – trafił do modułu A-01 i jak odnowiła się współpraca między firmą Roland i jednym z jej legendarnych inżynierów.
Akira Matsui to legendarny inżynier firmy Roland, odpowiedzialny za opracowanie wielu klasycznych produktów, w tym syntezatora JX-3P.
Jesteś znany jako twórca jednego z klasyków firmy Roland, syntezatora JX-3P. Czy to właśnie chęć budowania syntezatorów skłoniła Cię do podjęcia pracy w firmie Roland?
Matsui:Tak. Syntezatory pojawiły się po raz pierwszy na rynku, gdy byłem studentem. Były wówczas modne i bardzo mnie intrygowały. Kiedy w prasie zaczęły pojawiać się artykuły o sposobie ich tworzenia, chłonąłem zawartą w nich wiedzę i zacząłem tworzyć własne. Szybko zdałem sobie sprawę, że syntezator nie był do końca wartościowy bez klawiatury. Pamiętam cięcie kawałków drewna na czarne i białe klawisze, choć muszę się przyznać, że poddałem się w połowie oktawy! [Śmiech] Po prostu lubiłem majsterkować, kiedy byłem na studiach i fascynowały mnie urządzenia "wydające dźwięki", dlatego aplikowałem o pracę w firmie Roland.
Dołączyłem do firmy w 1977 roku i zacząłem od montażu i kontroli syntezatorów SYSTEM-700 i SYSTEM-100 w fabryce w Osace. Następnie zostałem zaangażowany do pracy nad projektowaniem obwodów elektrycznych. W tamtych czasach nie mieliśmy wygodnych narzędzi, jakie mamy dzisiaj, więc braliśmy pustą płytkę drukowaną, rysowaliśmy ścieżki trwałym atramentem i wytrawialiśmy chlorkiem żelazowym. [Śmiech] Po trzech latach w Osace zostałem przeniesiony do Matsumoto i tam zająłem się opracowywaniem syntezatora gitarowego. W tworzenie syntezatora GR-700 byłem zaangażowany od początku etapu badawczego.
Z którymi produktami wiążesz najwięcej wspomnień z okresu pracy w firmie Roland?
Matsui:Zdecydowanie z JX-3P. To był pierwszy syntezator wyposażony w obsługę MIDI i jednocześnie pierwszy instrument, w którym programowałem mikroprocesor. Do tej pory pracowałem prawie wyłącznie przy projektowaniu obwodów analogowych, więc pamiętam dobrze ten trudny okres programowania mikroprocesora. Udział w tym etapie prac rozwojowych oznaczał dla mnie wejście w nowe obszary i świetnie się przy tym bawiłem. To były dość trudne czasy pod względem sprzedaży, ale model JX-3P osiągnął bardzo dobre wyniki i przysłużył się fabryce Matsumoto.
Inny produkt, który dobrze pamiętam to seria VS. Chodziło o stworzenie urządzenia, które pozwoliłoby przekształcić dowolne pomieszczenie w studio nagrań, dlatego w urządzeniach tej serii zintegrowany był nie tylko rejestrator dźwięku, ale również mikser i efekty. Było to idealne odzwierciedlenie potrzeb muzyków w tamtych czasach i seria stała się olbrzymim przebojem. W serii VS stosowany był schemat kompresji, nazywany "R-DAC", umożliwiający użytkownikowi wykonywanie dłuższych nagrań na ograniczonej przestrzeni dysku twardego i wierzę, że naturalne brzmienie schematu R-DAC istotnie przyczyniło się do popularności tej serii. W tym okresie pojawił się format MP3, który jednak usuwał znaczną część informacji z nagrania, podczas gdy R-DAC zasadniczo pozostawiał zawarte w nim informacje nienaruszone, dzięki czemu zachowywane były niuanse oryginalnego brzmienia.
Gdy przeszedłeś na emeryturę w 2013 roku, zająłeś się hobbystycznym budowaniem urządzeń elektronicznych.
Matsui:Przez wiele lat pracy firma dawała mi swobodę w opracowywaniu produktów w taki sposób, w jaki chciałem jako inżynier, więc jestem im za to bardzo wdzięczny. Ale pod koniec mojej kariery pełniłem funkcje zarządzającego i odczuwałem ciągły głód "tworzenia własnymi rękami". Dlatego po przejściu na emeryturę ta chęć od razu we mnie eksplodowała i od tej pory wciąż majstruję, trzymając w ręce pistolet lutowniczy. [Śmiech] Kupiłem nawet wycinarkę laserową i drukarkę 3D, zatem mam teraz zestaw za pomocą którego mogę robić, co chcę, kiedy tylko pojawi się pomysł.
W ciągu dwóch lat na emeryturze zrobiłem wiele rzeczy. Skonstruowałem helikopter do wykonywania zdjęć lotniczych - coś w rodzaju drona, które stały się popularne w ostatnich latach - oraz zegar tablicowy, oparty na mierniku VU. Miałem również niepowstrzymaną chęć lutowania różnych rzeczy, więc poszedłem do sklepu ze sprzętem do majsterkowania, kupiłem olbrzymią ilość mosiężnych gwoździ i przylutowałem wszystkie do zdalnie sterowanego modelu samochodu. Kiedy to wspominam, to zastanawiam czy nie chodziło o to, aby po prostu nawąchać się zapachu pasty lutowniczej? [ Śmiech] Robię również w drewnie i spawam.
8-bitowy silnik syntezy zrodził się w wyniku szukania rozwiązań przełamujących ograniczenia działania 8-bitowego procesora i pamięci 8 kB.
Cieszy Cię tworzenie różnych rzeczy w domu, zgodnie z potrzebami serca. Co sprawiło, że znowu pomyślałeś o stworzeniu syntezatora?
Matsui:Przez cały czas, gdy robiłem te rzeczy, byłem zainteresowany dźwiękiem. Miałem to nieokreślone pragnienie, aby skonstruować syntezator. Teraz mamy tanie moduły pamięciowe i procesory, więc każdy może stworzyć przyzwoity cyfrowy syntezator, jeśli tylko zechce. Pracując w firmie Roland, samodzielnie zbudowałem wiele syntezatorów analogowych, więc po przejściu na emeryturę nie odczuwałem dużej ekscytacji na myśl o tworzeniu podobnych instrumentów. Pewnego dnia zastanawiałem się, co by było, gdybym zrobił syntezator z 8-bitowym procesorem. Chodziło o to, aby sprawdzić jak daleko mogę zajść przy ograniczonych zasobach 8-bitowego procesora i 8 kB pamięci. Z tego co pamiętam, był początek 2014 roku. Pierwszym elementem, który zaprogramowałem, był generator i - co było nieco zaskakujące - w krótkim czasie powstało coś, za pomocą czego można było zagrać skale przy niewielkim wykorzystaniu zasobów. Następnie zaprogramowałem kolejne elementy typowego analogowego syntezatora – filtr, wzmacniacz, a następnie LFO – i udało mi się to wszystko całkiem zgrabnie spakować. Pozostałe zasoby wykorzystałem do stworzenia sekwencera krokowego, a w efekcie powstał w pełni funkcjonalny 8-bitowy syntezator.
Czy wobec tego, że Twoim zdaniem niemal każdy mógłby stworzyć zwykły syntezator, celowo postawiłeś sobie te wszystkie przeszkody – w tym przypadku 8-bitowy procesor i 8 kB pamięci?
Matsui:Chyba właśnie tak było. Można powiedzieć, że chciałem sprawdzić, jak daleko zajdę z 8-bitowym procesorem i pamięcią 8 kB. [ Śmiech] Z budowaniem różnych rzeczy jest często tak, że im więcej przeszkód, tym więcej przy tym zabawy.
Kiedy słyszymy "8-bitowy", to na myśl przychodzi procesor dźwięku, używany w konsolach gier. W tym wypadku 8-bitowy syntezator określa wirtualnie analogowy silnik brzmieniowy, wykorzystujący 8-bitowy procesor do odwzorowania subtraktywnego toru syntezy. Czy to prawda?
Matsui:Tak, to się zgadza. Ma jeden generator, filtr, generator obwiedni, wzmacniacz i LFO. Generator oferuje cztery przebiegi (piłokształtny, prostokątny, impulsowy i szum) oraz cztery przebiegi LFO (sinusoidalny, trójkątny, piłokształtny i losowy). W przypadku filtra odtworzyłem charakterystykę typowych układów filtracyjnych stanu zmiennego.
Czy myślałeś o dodaniu nietypowych przebiegów lub funkcji, które można stosować tylko w cyfrowych modułach brzmieniowych?
Matsui:Koncepcja działania tego syntezatora opierała się na odtworzeniu za pomocą 8-bitowego procesora prostych algorytmów, używanych w erze syntezatorów analogowych, więc nigdy nie myślałem o włączaniu niezwykłych funkcji. Nawet kiedy mówisz "przebieg piłokształtny", to ja osobiście mam w głowie własny pomysł na "idealny przebieg piłokształtny" i chciałem go odtworzyć za pomocą 8-bitowego procesora. To samo dotyczy generatora obwiedni – chciałem odwzorować obwiednię analogowego syntezatora bez udziału rezystorów i kondensatorów. Oznacza to, ze w pewnych aspektach zachowałem zalety domeny cyfrowej. Na przykład - jeśli ustawisz dość dużą częstotliwość LFO przy modulacji wysokości generowanego dźwięku, uzyskasz efekt typowy dla syntezatorów FM, charakteryzujących się bardziej "cyfrowym" brzmieniem.
Byłem pod wrażeniem wyjątkowej wyrazistości i prezencji dźwięku, niespotykanej w innych syntezatorach cyfrowych lub analogowych.
Matsui:Niektóre wirtualne syntezatory analogowe wykorzystują próbki dźwiękowe, a generator 8-bitowego syntezatora rzeczywiście oscyluje. Szum również pochodzi z oscylacji.
Chciałem sprawdzić, co mógłbym osiągnąć w ramach ograniczonych zasobów 8-bitowego procesora i 8 kb pamięci, ale w rzeczywistości odtworzenie funkcji syntezatora analogowego nie było trudne. Gdybym jednak na tym poprzestał, dźwięk byłby dość słaby, dlatego poświęciłem mnóstwo czasu na strojenie programu. Posiadanie syntezatora charakteryzującego się kiepskim brzmieniem nie ma sensu. Ale jeśli chciałbyś wdrożyć wyszukane opcje strojenia w celu poprawienia dźwięku, szybko przekroczysz limit 8 kB zasobów. Więc wykonujesz strojenie, ale również upewniasz się, że program mieści się w 8 kB. Myślę, że właśnie dzięki temu dźwięk tego 8-bitowego syntezatora jest tak unikalny i odróżnia się od dźwięku nowoczesnych syntezatorów sprzętowych czy programowych.
Czy wobec tego strojenie odbywało się metodą prób i błędów?
Matsui:Tak, dokładnie tak. Strojenie syntezatorów sprowadza się ostatecznie do metody prób i błędów… [ Śmiech] To jest również prawdą w przypadku syntezatorów analogowych. Po prostu zaczynasz grać i polegasz na swoich uszach, aby wszystko dostroić.
"Miałem obsesję na punkcie kształtowania przebiegu piłokształtnego, więc chciałem aby każdy go posłuchał."
Na jakie inne rzeczy zwracałeś szczególną uwagę podczas procesu tworzenia?
Matsui:Na pierwszym miejscu mojej listy byłby zapewne szum. 8-bitowy syntezator pracuje z częstotliwością próbkowania 48 kHz i wszystkie obliczenia wykonuje w ramach tej częstotliwości, a szum jest największym konsumentem zasobów. Ponieważ pracowałem z syntezatorami analogowymi przez długi czas, nie zadowoliłaby mnie "waniliowa" wersja szumu. [ Śmiech] Chciałem uzyskać przyjemne brzmienie szumu, który ludzie mogliby wykorzystywać do rzeźbienia dźwięku, więc poświęciłem temu zagadnieniu mnóstwo czasu.
Opracowany przez Ciebie w ramach hobby 8-bitowy syntezator został zintegrowany z nowym produktem A-01 firmy Roland. Jak doszło do tej współpracy?
Matsui:Gdy ukończyłem mój pierwszy prototyp 8-bitowego syntezatora, wystawiłem go na Maker Fair Tokyo 2014 (targi dla osób i organizacji, zaangażowanych w "tworzenie rzeczy" [monozukuri]). Zainteresował się nią przedstawiciel firmy Roland i zapytano mnie, czy syntezator mógłby znaleźć się w sekcji modułu brzmieniowego A-01. W rezultacie moduł A-01 stał się bardzo interesującym produktem. Już samo połączenie sterownika USB MIDI z opcją Bluetooth MIDI i wyjściem CV/GATE jest ciekawe, a tu mamy jeszcze 8-bitowy syntezator! [ Śmiech]
Jako doświadczony inżynier firmy Roland, co myślisz o module A-01?
Matsui:Myślę, że to naprawdę interesujący produkt. Sekwencer, który zrobiłem dla tego 8-bitowego syntezatora jest bardzo prosty, ale sekwencer modułu A-01 jest dość potężny, pozwala m.in. na tworzenie przesunięć rytmicznych. Poza tym, potencjometry są naprawdę świetne. Tego typu enkodery znajdują zastosowanie w regulacji głośności, są bardzo przyjemne w użytkowaniu i wydają się przylegać dobrze do palców. Z inżynierskiej perspektywy wskazuje to na obsesyjną wręcz dbałość o najmniejsze szczegóły tego produktu.
8-bitowy syntezator daje użytkownikom możliwość tworzenia rozmaitych brzmień, takich jak barwy basowe czy solowe, ale czy są jakieś inne zastosowania, które polecałbyś jako twórca tego modułu?
Matsui:Zobaczmy... Byłem przez lata wielkim fanem przebiegów piłokształtnych, więc byłbym szczęśliwy, gdyby ludzie rozwijali zastosowanie tego brzmienia. Myślę, że instrument ma wspaniały, spójny dźwięk, który zapada w pamięć. Jeśli ktoś jest fanem przebiegów piłokształtnych, to mógłby pomyśleć - "To wszystko, czego mi potrzeba!". [ Śmiech] Nawiasem mówiąc, moduł A-01 będzie sprzedawany z szesnastoma fabrycznymi brzmieniami, więc nie mogę się doczekać, aby usłyszeć, jakiego rodzaju brzmienia zaprogramują specjaliści z firmy Roland.
