1976年:Bell Labs Hal Alles Synthesiser[美国]Hall Alles

哈尔·奥尔斯合成器(图:计算机音乐学报[Computer Music Journal]第1卷第4册)

哈尔·奥尔斯合成器(图:计算机音乐学报[Computer Music Journal]第1卷第4册)

1976年:哈尔·奥尔斯的(贝尔实验室)哈尔·奥尔斯合成器

哈尔·奥尔斯合成器亦称贝尔实验室数字合成器,是电子乐器史上最早的“实时”数字乐器之一,与GROOVE SYSTEM等非实时的数字/模拟混合型合成器不同。这台乐器其实是20世纪70年代中期,哈尔斯在贝尔实验室1)Bell Labs,位于美国新泽西默里山(Murray Hills)。时,研发用于电话的数字滤波器和音源装置的成果。

当时,实验室指派奥尔斯将自己的电话通信研究成果“推销”给实验室的内部人士。结果奥尔斯发现,虽然自己完全没有音乐细胞,但如果将是音乐实时合成功能加入他的演示中,他会轻松得多:

“作为一家研究机构,我们没有(生产)产品责任。作为一家科研机构,我们研究成果的‘保质期’相当短,因此,要让成果产生影响,我们必须进行所谓的‘演示’。这相当于我们在一个搞了一百多年模拟设计的公司里推销数字设计。在这段30分钟的演示里,我表现得相当不错;我展示了自己设计制造的这台数字硬件的实时处理性能。一般情况下,我每周要对贝尔实验室里负责产品研发的人进行几次演示。我曾开发了最早的一种可编程数字滤波器,这款滤波器支持动态配置,能够实现所有终端控制室(end telephone office)的声音过滤和生成(tone generation)。这款滤波器同样能通过一定设置,实现实时播放数字合成音乐的功能。我进行了一个针对电话应用场景的演示(技术上令人印象深刻,但是对大多数人来说很无聊),结束时则进行了一个合成音乐的演示。这段音乐演示几乎获得了所有人的赞赏,甚至在最后的时候,有好多人过来看演示,是专门为了听音乐的。”

马克思·马修斯(Max Mathews),MUSIC X系列软件的作者,同样也是贝尔实验室的职员,当时见证了奥尔斯的演示。过后,他激动地鼓励奥尔斯利用纯数字技术开发一款乐器。

“(这台乐器的)目标是兼备工作室级录音能力以及混音/处理能力,此外,它还要具备乐团那样的丰富表现力,并配备位敏键盘2)Position sensitive keyboard,应类似今天具备力度、触后等功能的键盘。——译者注、推子、旋钮、摇杆等类似的人类控制界面。这台乐器还需要一台通用计算机用于设置、控制、录制一切东西。同时,它还得一体化,还得便携。我在吃完午餐回来的路上将提案呈给了我的上司;我们还没走到办公室,他就同意了。”

奥尔斯虽然没有什么音乐技术背景,但他着迷于罗伯特·慕格合成器以及卡洛斯的《连通巴赫》(Switched on Bach)。受这两者启发,他开始在20世纪70年代中期开始组装新的数字合成器——“一台危如累卵、性能要打上问号的一次性实验室作品”。

然而,奥尔斯合成器项目才刚刚完成,就因为实验室要进行更加商业化的研发,而被搁置一旁,除了内部演示,几乎没有在其他场合出现。这种情况在1977年有了改变。这一年,贝尔实验室和美国电报电话公司(AT&T)在庆祝电影艺术学院(Motion Picture Academy)的有声电影50年纪念会上,将这台乐器当作了一台主要的展品。

随后,道格·拜耳(Doug Bayer,贝尔实验室的软件研究员)调入项目组,负责改进这台乐器的人机界面和操作系统。紧接着,这台相当脆弱的乐器被辗转送到好莱坞——在这里,罗杰·鲍威尔(Roger Powell)3)同时使用过这台乐器的人或组织还包括托德·伦德格伦(Todd Rundgren,《乌托邦/Utopia》)、大卫·鲍威(David Bowie band)的乐队以及后来的苹果计算机公司音频实验室。曾受聘在为观众进行现场表演。下面的视频,是当时录制的一段备播带,如果演出前设备坏了,就会播放这段视频:

尽管这台乐器获得了音乐产业的兴趣,奥尔斯最后还是转而进入了贝尔实验室的其他研究领域。在马克思·马修斯使用了一段时间后,1981年,这台乐器被捐赠给欧柏林音乐学院(Oberlin College Conservatory)音乐技术系(TIMARA department – Technology in Music and the Related Arts),在学院里的近期维修中,还换上了更加现代的零件。

《计算机音乐学报》(Computer Music Journal)第一卷第三册(1976年秋)中对奥尔斯合成器的描述

一种便携式数字声音合成系统
H.G. 奥尔斯,贝尔实验室
新泽西默里山,07974

哈尔·奥尔斯合成器由三部分组成

1.一台DEC LS1-11微型计算机,该计算机配有2张软盘,一个可映射64K字库ROM,可用于表查找(table look-up)和I/O缓冲,该计算机还配有一台ASCII AT&T彩色监视器以及一部ASCII键盘。因为输入设备和合成硬件间不是硬连接(hard-wired),而且合成器间的相互连接,是通过将程序调入注册器中实现的,这台乐器有很多种使用方式。比如说,A.实时指定所有控制参数,或者在演奏时指定;B.在演奏前制作文件,但准备过程是实时的,在随后的演奏中,文件可以通过一些子控制器播放;C.文件可非实时地制作或编辑,用以更好地提高原始演奏。

2.音源库,由64个振荡器组成,第一组32个振荡器用于产生声音——也就是最多32复音。第二素32个振荡器用于产生音源振荡器的泛音。声音的波形可以在64K的字库ROM中通过振幅进行查找,或者制作波形。除了音源,库中还有32个可编程滤波器,32个振幅倍增器(multiplier)以及256个包络生成器。所有元件的信号都可以4个16位输出通道中的任意一个,并从这里进入数字模拟转换器,最终输出。

3.多个输入设备,包括两组61键键盘(让乐器能够有双音色),4个3轴摇杆以及一组72个推子。在计算机的带宽限制内(每秒约1000个参数变化),这些控制器能够让音源产生实时参数变化,并让乐器能够“在每秒钟内产生100种相当复杂的声音”。(Alles. Computer Music Journal Vol.1 Number 4.)

奥尔斯的这台乐器对电子乐器产生了显著却又无声的影响,这种影响集中体现在意大利公司克鲁玛(Crumar)的高端GDS合成器(General Development System,通用开发系统)——实际上,1980年发布的GDS合成器就是奥尔斯合成器的商业包装版。GDS是一台16位数字合成器,具有32个振荡器,同时提供了加法、FM/相位失真合成技术,包含音源和控制键盘,控制端为Z-80微型计算机。这台标价三万美元的合成器是面向一般音乐制作及工作室录音使用的产品,提供了远超当时模拟合成器的稳定性能和实时演奏能力。温迪·卡洛斯(Wendy Carlos)便是GDS合成器的早期(也是今天的)螃蟹客。

温迪·卡洛斯使用Crumar GDS演奏的一段《电子世界争霸战》(Tron)主题曲

随着奥尔斯合成器原型中使用的零件价格越来越便宜,更多与这台乐器相似的低成本产品发布,其中就包括(同样是克鲁玛发布的)1981年发布的DKI Synergy,时价5300美元。这台乐器不再使用外置计算机,而是引入了一套更加简化的按钮界面(或者也可选购一台Kaypro 2计算机),使整个乐器具有了一个更加便携的外型。1981年,凯撒·卡斯特罗(Ceasar Castro)和艾伦·赫伯兰(Alan Heaberland)开始生产Casheab S-100,可以看到,他们明显受到了奥尔斯合成器设计的影响。日本的计算机厂商雅达利(Atari)也开始了他们的“高峰项目”(Sierra Project),这是一台具备64振荡器的单芯片版奥尔斯合成器,主要用于游戏音效和音乐——也就是为人所熟知的AMY1芯片,由于法律上的纠纷,这一芯片未能见于世人。

一台Crumar GDS合成器,由海德威工作室(Hideaway Studio)丹·威尔逊(Dan Wilson)复原

一台Crumar GDS合成器,由海德威工作室(Hideaway Studio)丹·威尔逊(Dan Wilson)复原

最终,所有这些早期的加法/FM合成器都随着更加便宜的雅马哈(YAMAHA)DX7 FM合成器(1983年发布)到来,而遭遇狙击。Synergy 合成器于1985年停产,但一项名为Mulogix Slave 32的机架MIDI版Synergy直到1989年才停产4)该产品由默瑟·斯托克尔(Mercer Stockell)、吉姆·怀特(Jim Wright)和杰里·普塔申斯基(Jerry Ptascynski)发明。

图:美国《大众科学》杂志(Popular Science),1978年1月

图:美国《大众科学》杂志(Popular Science),1978年1月


参考资料:

http://www.sonicstate.com/news/2015/06/19/hear-the-worlds-first-digital-additive-synth/

Interview with Hal Alles. October 2017 by Simon Crab.

Chadabe, Joel .”Electric Sound”, Prentice Hall, 1997, pg. 178

Alles, Hal,, “A Portable Digital Sound Synthesis System”, Computer Music Journal, Volume 1 Number 3 (Fall 1976), pg. 5-9

Alles, Hal, (Alles 1979), “An Inexpensive Digital Sound Synthesizer”, Computer Music Journal, Volume 3 Number 3 (Fall 1979), pg. 28-37

Alles, Hal, “Music Synthesis Using Real Time Digital Techniques”, Proceedings of the IEEE, Volume 68 Number 4 (April 1980), pg. 436–449

Manning, Peter “Electronic and Computer Music”, Oxford University Press US, 2004

http://retiary.org/ls/obsolete_systems/Alles_synth_1977.pdf

www.hideawaystudio.co.uk

注释   [ + ]

1. Bell Labs,位于美国新泽西默里山(Murray Hills)。
2. Position sensitive keyboard,应类似今天具备力度、触后等功能的键盘。——译者注
3. 同时使用过这台乐器的人或组织还包括托德·伦德格伦(Todd Rundgren,《乌托邦/Utopia》)、大卫·鲍威(David Bowie band)的乐队以及后来的苹果计算机公司音频实验室。
4. 该产品由默瑟·斯托克尔(Mercer Stockell)、吉姆·怀特(Jim Wright)和杰里·普塔申斯基(Jerry Ptascynski)发明。

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