Lineare e Aritmetico: Roland D50

Roland D-50 è uno dei sintetizzatori più importanti degli anni ottanta ed ha segnato in maniera indelebile la storia della musica elettronica. Lanciato nel 1987, è stato uno degli strumenti più rivoluzionari del suo tempo. Fu il primo a combinare suoni e campionamenti in PCM con la sintesi sottrattiva. Questa nuova tecnica, denominata Lineare Aritmetica, permise per la prima volta di creare suoni con un attacco realistico e credibile seguito da un corpo strutturale sintetizzato. Questo innovativo approccio ha reso il D50, un pioniere nel suo campo e offrì ai musicisti dell’epoca, una palette sonora rivoluzionaria molto più ricca e versatile di qualunque altro strumento disponibile sino ad allora.
Dalle prime righe del suo manuale utente possiamo leggere:
Roland D-50 è molto diverso da qualsiasi altro sintetizzatore passato o presente e ciò annuncia l’alba di una nuova era. In passato esistevano i sintetizzatori analogici che si basavano su una varietà di elementi come i VCO, i VCF, e VCA e questi elementi costitutivi, erano relativamente facili da capire e programmare. Potevano produrre suoni caldi e avvolgenti tuttavia non erano in grado di emulare in maniera convincente suoni acustici o creare sonorità innovative. D’altra parte, la prima generazione dei sintetizzatori digitali, gli FM dei primi anni ottanta, pur essendo in grado di generare nuove e bellissime sonorità, sono difficili da programmare ed il processo di creazione dei suoni non è così semplice ed intuitivo come quello del mondo analogico. Il D50 cambia tutto e grazie alla sua innovativa tecnologia digitale e ai suoi chip appositamente progettati, è facile da programmare e capace di creare suoni realistici ed innovativi, dal carattere caldo ed avvolgente.
Insomma una vera e propria rivoluzione!

Roland D50

La situazione del tempo.
La Yamaha aveva sovvertito il mercato, dominato sino ad allora dalle macchine analogiche, introducendo nei primi anni 80, la linea dei sintetizzatori Dx. La loro innovativa tecnologia di sintesi FM rivoluzionò il mercato e mise in crisi molti degli altri produttori di strumenti musicali dell’epoca che per mancanza d’idee e tecnologia, non seppero rispondere con progetti altrettanto innovativi. Come abbiamo già detto negli articoli precedenti di questa rubrica, molti produttori furono colti di sorpresa dal rilascio e dal successo della linea Dx e per non soccombere, si videro costretti a fare delle scelte decisive: chiudere la propria attività o avanzare la loro tecnologia al fine di creare qualcosa di altrettanto nuovo ed innovativo.

Uno degli strumenti della PPG

Alcune aziende iniziarono a utilizzare piccoli campionamenti sonori digitali memorizzati nelle memorie ROM per simulare in maniera realistica i suoni percussivi e delle batterie elettroniche mentre altre, come l’americana PPG o la giapponese CASIO, iniziarono a realizzare delle macchine in grado di registrare e riprodurre suoni in maniera digitale. Questo tipo di approccio sembrava veramente promettente e consentiva di “catturare l’essenza” di un suono per poi poterla utilizzare durante la sua riproduzione.
Gli ingegneri di Roland partirono probabilmente dal fatto che l’orecchio umano riconosce e identifica un suono principalmente dal suo attacco: bastano solo pochi millisecondi di suono reale per essere identificato come credibile e convincente. La sua evoluzione nel tempo ha sì una sua importanza ma questa, poteva essere comunque simulata anche con le tecniche analogiche tradizionali.
Da questa semplice intuizione, il team di Roland creò una nuova tecnologia e una serie di nuovi chip, in grado di combinare un tradizionale sistema sintetizzatore analogico (generato però per via numerica e digitale) con un riproduttore di forme d’onda campionate: la sintesi Lineare Aritmetica appunto.
Questa tecnica  ha consentito risultati incredibilmente realistici utilizzando pochissima ROM che ai tempi era ancora molto costosa e pertanto poco usata.

L’uovo di Colombo
Gli ingegneri dotarono lo strumento di una memoria ROM da 64Kbyte nella quale memorizzarono i campionamenti PCM a 8bit degli attacchi di alcuni suoni, principalmente percussivi.
I suoni memorizzati erano molto corti ed essenziali ed il più delle volte riproducevano solo l’attacco del suono. Nei link seguenti potete ascoltare alcuni esempi contenuti nella memoria del D50.

PCM 33 – SteamPCM 47 – Pizz
PCM39 – Lips1PCM 98 – Loop22
Alcuni dei campioni memorizzati nella memoria del D50

Durante la riproduzione del suono, il sintetizzatore utilizzava principalmente questi campionamenti nella prima fase di attacco sovrapponendoli al corpo del suono generata dal suo motore interno a sintesi sottrattiva. I campioni potevano essere riprodotti sia in modalità one-shot che in modalità loop. Questo “escamotage”, così semplice e banale agli occhi dei nostri giorni, permise di creare suoni innovativi e rivoluzionari per l’epoca e a mio avviso ancora oggi molto validi.
Per sentire come suona questo strumento, guardate il video del Maestro Marcello Colò nel quale esegue alcuni brani con il mio D-50.

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Per saperne di più sulla storia ed i personaggi legati al progetto D-50 leggete l’ottimo articolo di Luca Pilla pubblicato questo mese sul sito di Strumenti Musicali.
http://www.smstrumentimusicali.it/roland-d-50-synth-legend/

Uno sguardo al motore di sintesi.
Il motore sonoro del D-50 supporta quattro parziali sonori (gli oscillatori o generatori del suono): due appartenenti all’UPPER TONE e due al LOWER TONE.
I due parziali possono a loro volta essere generati in due modalità differenti:
tramite la sintesi sottrattiva o tramite la riproduzione di una delle 100 forme d’onda PCM campionate e memorizzate nella memoria dello strumento.

La struttura di una Patch e del suono.

Il suono viene poi processato tramite una serie di parametri comuni come il generatore d’inviluppo (ENV) gli oscillatori a bassa frequenza (LFO) l’equalizzatore e l’effetto chorus programmabile.
I due parziali possono essere miscelati in diversi modi compresa la possibilità di modulare un parziale con il suono filtrato da un modulatore ad anello (Ring Modulator) dell’altro parziale.
Questa modalità consente di creare sonorità inusuali e complesse da un punto di vista armonico

Le 7 differenti strutture sonore con cui potevano essere combinati gli oscillatori

D-50 memorizza tutte le informazioni necessarie a richiamare un singolo suono in una delle sue 64 memorie interne accessibili tramite gli tasti Bank e Number secondo la filosofia standard di Roland.
Per aumentare il numero di patch disponibili, è possibile espandere la memoria dello strumento tramite delle card esterne su cui memorizzare altre 64 nuove patch. Tramite i due pulsanti “Internal” e “Card” è possibile selezionare la fonte di memoria da cui poter caricare le impostazioni dei suoni.
In pratica erano disponibili in massimo di 128 suoni pronti all’uso.
Il D-50 disponeva anche di una completa a ricca implementazione MIDI. Era infatti possibile, oltre che programmare lo strumento tramite i sui sistemi esclusivi, caricare e scaricare patch o interi banchi suoni. Numerosi erano gli Editor Library disponibili con i quali era molto facile creare imponenti archivi sonori da caricare al bisogno.

Uno dei tanti Software di editing per D50 ancora oggi disponibile.

Altri punti di forza.
Altra grande ed inedita novità fu sicuramente il suo multi effetto digitale integrato.
Il D-50 includeva per la prima volta un processore in grado di generare chorus, riverberi ed equalizzatori che arricchivano e davano corpo al suono in maniera convincente ed inedita.
Un joystick permetteva una manipolazione intuitiva del suono e dei parametri, rendendo l’interazione con il sintetizzatore molto espressiva ed intuitiva.
La tastiera sensibile alla dinamica con aftertouch rispondeva al tocco del musicista in modo preciso e puntuale. L’innovativa interfaccia utente e il suo ampio display (ampio per l’epoca) rendeva semplice e accessibile la sua programmazione anche se per i più pigri, era disponibile un programmatore esterno denominato PG-1000 che consentiva l’accesso immediato e tramite controlli fisici a ogni parametro dello strumento.

Il D-50 ha avuto un impatto rilevante sulla musica degli anni ’80 e ’90, diventando uno strumento fondamentale in molti generi, dal Pop alla New wave, dal R&B alla New age.
La sua capacità di produrre suoni caldi e analogici, insieme alla flessibilità della tecnologia digitale, ha aperto nuove frontiere nella creazione musicale.
Roland D-50 non è stato solo un sintetizzatore, ma un vero e proprio simbolo di innovazione che ha contribuito a definire il suono di un’intera epoca.

La sua evoluzione.
Negli anni successivi alla presentazione del D-50, la Roland, in preda ad una frenesia tecnologica a mio avviso “autodistruttiva”, sfornò una serie di macchine, una dopo l’altra, tutte molto interessanti andando a togliere inevitabilmente mercato al D-50 e ai suoi derivati.
Questi nuovi strumenti, principalmente basati sulla sola riproduzione di suoni campionati (ROM Player), andavano ad intercettare le richieste degli utilizzatori di quegli anni che volevano macchine in grado di produrre suoni il più possibile simile agli strumenti reali. Anche se alcune di loro, come ad esempio l’U20, ebbero un grande successo commerciale, a mio avviso non eguagliarono mai l’innovazione e la qualità tecnologica introdotta con il D-50. Nel 1990 dal Roland sostituì definitivamente la tastiera con la più grande “Super LA” D-70 che però non ebbe la stessa fortuna del suo predecessore.
Il D-50 è ancora oggi molto popolare sia per la sua storia ma soprattutto per la sua qualità sonora e per il suo metodo di sintesi unico.
Numerosi ancora oggi sono i suoi cloni virtuali, alcuni dei quali direttamente prodotti dalla casa madre e scaricabili in forma di VST dal Cloud Roland.

Uno sguardo sotto il cofano.
Dallo schema a blocchi dello strumento possiamo facilmente individuare la catena di generazione sonora che è composta da tre differenti chip custom realizzati appositamente dalla Roland per il progetto D-50.

Il Chip IC31 è il generatore sonoro che è direttamente collegato alle due Mask Rom che contengono i campioni PCM delle forme d’onda.

Il DSP di generazione sonora e le sue Mask Rom in cui erano memorizzati i suoni PCM

Come possiamo notare dallo schema, le memorie hanno 18 bit di indirizzo e quindi sono rispettivamente da 256KByte caduna e hanno un bus dati ad 8Bit.
E’ incredibile che con una memoria così piccola fosse possibile realizzare uno strumento dalle così ampie possibilità sonore ed espressive.
In cascata al generatore sonoro vi erano altri due DSP custom per l’implementazione del Riverbero e del Chorus digitale: due grandi ed inedite novità.

I due DSP dedicati agli effetti sonori

Di seguito potete vedere una foto della mainboard dello strumento:

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