2020-04-13

2.1 DTMの幕開け MIDI、VST等

本日も「音なLABO」へようこそ

コンピュータモデリングの時代と銘打ちまして、シンセサイザーの歴史ソフトウェア編、第1回目となります。

前回までは、シンセサイザーの歴史のハードウェア編をお送りいたしました。

1.1 テルミン～ムーグ
 1.2 発音方式の違いと比較ローズ、ウーリツアー、ハモンド
 1.3 日本3大メーカのそれぞれ DX7、M1、TR808

今回は、DTM時代の新しいシンセサイザーの形について、考察していきます。

1 デジタル以降のシンセサイザーの流れ

まず、デジタル以降のシンセサイザーの技術に関してまとめましょう。

音源：デジタルによって、幅広い倍音成分を持ったサウンドが可能となった（FM音源）
→記憶媒体（特にハードディスク）の進歩により音そのものを記憶することが可能となった（PCM音源）
自動演奏：シーケンスの搭載により、簡易化される（前史では自動ピアノなど大掛かりでな装置が必要であった）
制御系：パラメーターを保存（前史ではコードを繋ぐ、つまみを回すなどが必要であった）することで、瞬時に設定を読み出すことが可能となった。
録音：CD技術などの発展により、音の記録が可能となった。

そして、上記の役割を一台のシンセサイザーに集約させた「ワークステーション」という機器が考案されました。

オアシス Wikipediaより
※2005年発売のワークステーション最高峰の一つ。Pentium4を搭載し、Linux上で動くというもはやコンピュータ。

古くは、シンクラビアが元祖と言われ、概念自体はフェアライトCMI、RCAミュージック・シンセサイザーの時代から存在していました。

2 そしてコンピュータへ

前述のように、技術の革新と共にデジタル化がもたらしたシンセサイザーの発展は、コンピュータ上へと移行していきます。
いよいよ本格的なソフトウェア化の流れが確立されていきます。

Pro Tools　Avid Technology, Inc.オフィシャルより
※現在、レコーディング用としてDAW（Digital Audio Workstation）Pro Toolsを用いないスタジオはない。

そして、誰もがコンピュータを使って音楽を作ることができる「DTM（Desktop Music）」の時代が到来しました。

ここで、DTMとシンセサイザーの関りを説明する上で重要な概念を下記に説明いたします。

3 MIDI

MIDI（Musical Instruments Digital Interface）は、1981年に策定された電子楽器間の伝送ルールを規定した世界共通の規格となります。
例として、2台の鍵盤付きシンセサイザをMIDI伝送ケーブルで繋げてみましょう。この状態で、一方の鍵盤を押下してみます。するもう一方のシンセサイザーからも音が出てきます。
これは、一つの鍵盤を元に二つのシンセサイザーの音源を操作したことになります。

この時、押下したシンセサイザーからは「どの音を押したのか」、「どれぐらいの強さで押したのか」といった情報が、もう一方のシンセサイザーに伝わります。
（もう一つ付け加えると「今も押され続けているのか」という情報も含みます。）
そして、伝えられた側のシンセサイザーの音源から音が生成されます。

つまり、鍵盤（キーボード）は一つ、音源を複数もつシンセサイザーと、制御方法の確立を担っているのがMIDIということになります。
この規格にのっとり作られたのがローランドのGS音源、これに対抗して作られたヤマハのXG音源となります。

GS音源　Wikipediaより
※GS音源、XG音源共に今ではビンテージ機材となってしまいましたが、愛用者も少なくありません。

もちろんMIDIは電子規格としての特性を持ち合わせていた為、コンピュータ上でも取り扱い易いものでした。
今でこそMIDI伝送ケーブルで繋がれる機会は減りましたが、コンピューター内部での情報伝達手段として現在も使用されています。

※現在ではnanoKONTROLなどのMIDIコントローラーは、コンピュータとUSBもしくはIEEE 1394（FireWireなど）で繋がれているが、伝達情報自体はMIDIの規格にのっとった信号が送られている。

やがて、音源自体はコンピュータ上に置かれ、現在の形へと変貌を遂げていきます。

4 VST

VST（Virtual Studio Technology）は、Steinberg社によって開発された規格の一つとなっています。
（他にも、アップルが開発したAU、マイクロソフトが開発したDXiなどが存在するが、現行で最も普及しているのがVSTということになります。）
この規格は、ソフトシンセ、エフェクタプラグイン、波形編集ソフト、DAWをリアルタイムで繋ぐことに成功しました。
言い換えると、DAWの中で様々なシンセサイザー、エフェクト、波形編集（サンプリングした音に音響処理を施すこと）を扱える技術ということになります。

ディレイラマ AudioNerdzオフィシャルより
※お経風シンセ＋ディレイエフェクトという変わり種のVST プラグイン。後の初音ミクを予言していたのか？

パッケージソフト、シェアウェア、フリーウェアの形式で販売、配布されており特にフリーでは個性的なアイディアによるプラグインが開発されてきました。

まとめ

このように、シンセサイザーは多くの技術発展に支えられ、その形を変えて今日ではソフトウェアとして広くコンポーザーやレコーディングエンジニアにまで愛されることとなりました。

2020-04-09

1.3 日本3大メーカのそれぞれ DX7、M1、TR808

本日も「音なLABO」へようこそ

シンセサイザーの歴史ハードウェア編、第3回目となります。
前回、前々回にわたり、電子楽器とシンセサイザーの流れをエクストリームにご紹介いたしました。

1.1 テルミン～ムーグ

1.2 発音方式の違いと比較ローズ、ウーリツアー、ハモンド
今回は、デジタルシンセサイザー登場以降の流れに関しまして、考察を行っていきます。

1 ムーグ以降の技術的な発展

ムーグシンセサイザーの登場により、シンセサイザーの構造的な主要部分が決定づけられことになりました。
（この構造は、あくまでもアナログシンセサイザーによって可能な電子構造部分となります）

電子楽器創生の当初は、電子オルガンや電子ピアノに代表される「現存する楽器の代用」もしくは「小型化」に注目が集まっていました。
特にこれらの楽器は、設計の初期段階から「ポリフォニック」による演奏が想定されていました。
しかし時が過ぎ人々は、シンセサイザーが技術的な発展と共に楽器の再現性を高めたこと、個性的なサウンドであることに着目するようになっていきます。
そうすると当然のように、シンセサイザーのポリフォニック化が求められるようになりました。

プロフェット5 Wikipediaより
※初期のポリフォニックシンセサイザーの代表格

一方で、真空管からトランジスタ、そしてICへと電子素子及び電子回路の発明が繰り返されていました。
このことは、シンセサイザーに求められていた課題の一つである、ポリフォニックの実装を簡易化させました。

PSG(Programmable Sound Generator) Wikipediaより
※音に特化したICで、これ一つでVCA、VCF、VCO、EGなど複数の役割を果たす

また、パラメーターを記憶させておくことができるようになり、時代はデジタル化へと進むことになりました。

2 日本三大メーカー、ヤマハ、コルグ、ローランド

なぜ、ここにきて日本のメーカーなのか？
それは、その後の電子音楽の方向性を決め、それぞれが圧倒的な個性を持ったシンセサイザーを開発したからに他ならないのです。
では、順を追ってご紹介していきましょう。

・ヤマハ DX7

DX7 Wikipediaより

シンセサイザーの歴史上、最も売れたシンセサイザーであると同時に、以降の一大シンセサイザーブームの火付け役となったのがこのヤマハから1983年に発売されたDX7です。
FM（Frequency Modulation）音源を搭載した為、アナログシンセサイザーにはなかった複雑な倍音成分を持つ音色を出すことが可能となりました。
またFM音源が奏でるきらびやかで金属的な響きは、1980年代のポップミュージックに多く取り入れられ、当時を象徴するサウンドとして現在でもとらえられています。
まさに、デジタル時代の幕開けを宣言した最も有名な一台として、今日でも語りつがれています。

・コルグ M1

M1 Wikipediaより

1988年にコルグから発売されたM1は、PCM（Pulse Code Modulation）音源を搭載した画期的なシンセサイザーでした。
PCM音源とは、平たく言うと「サンプリング」です。現代の技術では、何百種類の音をサンプリングしておくことができるサンプラーが存在しているほど、当たり前の技術です。
しかし、当時はメモリー制限などの厳しい環境下で開発されており、いくつかのサンプリングした音源をデータ化し、音程だけを変えて音にしていました。
前述のとおりこの方式は、現在まで使用されている技術の内の一つとなっています。

・ローランド TR808

TR808 Wikipediaより

ローランドと言えばSH-101などのキーボード型も有名ですが、その後のデトロイト・テクノやハウス、ヒップホップに計り知れない影響を与えたのは名機TR808に他なりません。
1980年に発売され、のちにTR909、TB303と共に「三種の神器」として名を馳せることとなります。
実は、前述した電子楽器に求められた技術（ポリフォニックによる楽器としての操作性、パラメーターによる制御系）とそのもう一つが、「演奏の自動化」でした。
TR808には「シーケンス（音の時系列制御）」が用いられ、上記の課題を実現することとなりました。
それに加え、個性的で基本を押さえたサウンドは現在でもこぞって使用されている一つとなっています。

まとめ

このように、技術的な革新の真っただ中で活躍した日本のシンセサイザー達が今日でも輝かしく歴史上に君臨していることがお分かりいただけたでしょうか？
しかし、この時代を境にハードウェアとしてのシンセサイザーは終焉を迎えていきます。
そしてコンピュータの発展と共にシンセサイザーはプログラム化され、ソフトウェアとしてDTM時代の大きな支えとなっていきました。

何度となくアナログシンセサイザーのサウンド面での再評価や見直しは行われてきましたが、その全てはあくまでも「モデリング」に他なりません。
現在でも新しいシンセサイザーは登場しておりますが、どれもコンピュータを内蔵した形で開発されております。
それはまるで、電話としてではなく、コンピュータに電話の機能を搭載したスマホに酷似しているようです。

電子楽器のソフトウェア化は、電子楽器が電気的な技術に依存してきた為、ある意味では宿命であったように思えます。
こうして、シンセサイザーの歴史は新しい時代へと移行しいくのでありました。

2020-04-04

1.2 発音方式の違いと比較ローズ、ウーリツアー、ハモンド等

本日も「音なLABO」へようこそ

シンセサイザーの歴史ハードウェア編、第2回目となります。
前回は、ムーグシンセサイザー登場までをご紹介しました。

1.1 テルミン～ムーグ

現行の電子楽器は、ムーグ以降のシンセサイザーの発展と言って過言ではありません。
しかし、歴史の中でシンセサイザーとは違った歩みをすることになる電子楽器たちも存在しました。
それらは「電子ピアノ」、「電子オルガン」という形で現代では定着しています。
今回は、発音方式の違いなどからシンセサイザーとの比較、考察を行っていきます。

1 シンセサイザーの仕組み

改めてムーグシンセサイザーに至るまでの技術的な経緯をおさらいしておきましょう。
発電機を発振器に利用していた「テルハーモニウム」は音源形式に正弦波の加算合計を用いました。
（この形式は後述する電子オルガンのハモンドに継承されます。）
その後、真空管の発明とフィードバック回路により発振器が小型化されました。
小型化された発振器により、発音方式はヘテロダインを経て減算方式へと移行します。
減算方式は、「FM音源」、「PCM音源」などのデジタル時代に至るまで活躍するいわゆる「アナログシンセサイザー」の発音方式です。
この減算方式を採用し、VCA、VCF、VCOという電圧で全てをコントロールする画期的な方式を搭載したのがムーグでした。
VCA(Voltage Controlled Amplifier)とは、電圧で音量を調節することです。
VCF(Voltage Controlled Filter)とは、電圧で音色を変化させることです。
VCO(Voltage Controlled Oscillator)とは、電圧で音高を制御する発振器です。
これらに、ADSRを生成するEG(Envelope Generator)と、ビブラートやAM変調の為のLFO(Low Frequency Oscillator)を加えたものが基本的なアナログシンセサイザーの仕組みとなります。
（上記に関しては、深堀記事を制作予定）

VCOの回路例 Wikipediaより

2 ハモンド電子オルガン

1929年、技術者で発明家のアメリカ人ローレンス・ハモンドによって電子オルガンの草分け的存在である「ハモンドオルガン」が発明されました。

ハモンドオルガン Wikipediaより

音源形式は正弦波の加算合計となります。
最初の方式は光学式、その後トーンホイールによる正弦波発生装置による方式、現在ではLSIによる発振方式へと変化していきました。
同時代に電子オルガンは、テルミンによって「リズミコン」、ドイツのベルテらによって「リヒトトン・オルゲル」が開発されました。

回転式スピーカー「レスリー」と一緒に使用されることが一般的で、現代までジャズからロックといった幅広いキーボーディストに愛用されています。
このころのシンセサイザーがモノフォニック（単音）なのに対して、早い時期からポリフォニック（複数音）化に貢献し開発されました。

上記のような特徴が並べられますが、この時代のハモンド最大の特徴は「小型化」に成功したことにあるでしょう。
もともと「オルガン」という楽器は、教会などに置かれた「パイプオルガン」という巨大な楽器の再現として開発されました。
音源形式を継承することになった「テルハーモニウム」にしても、その巨大さから汎用的に使用されることはありませんでした。
ハモンドの小型化はこういった問題の解決となり、広く人々に親しまれることになりました。

3 ローズ、ウーリツアー電気・電子ピアノ

前述した「パイプオルガン」の再現、小型化が電子オルガンであったように、ピアノの再現、電気的な音量の増幅を担ったのが「電気・電子ピアノ」です。
発音を機械的に行い、電気的に増幅した電気ピアノの代表格が「ローズ」ピアノです。

ローズピアノ Wikipediaより

ローズピアノは1940年代にハロルド・ローズによって開発されました。
金属製音叉の一方をハンマーで叩き、電磁ピックアップで電気信号に変換する方式でエレキギターに近い方式です。
音源方式が直接的な電気的発振ではないため、一般的に「電気ピアノ」に属されています。
（余談ですが、サウンド的には後発のデジタル式シンセサイザーでの再現が容易であった。）

また1947年に、リードの振動を電気的に増幅させる方式の電気ピアノが開発されました。それが「ウーリツアー」です。

ウーリツアー Wikipediaより

その当時はそれぞれの特徴的な音色から、ローズはフュージョン、ウーリツアーはロックと使い分けるミュージシャンも多くいたそうです。
（クロスオーバーが盛んな現在では、必ずしもそういった枠にとらわれる必要もなくなりました。）

まとめ

開発当初は、シンセサイザーもオルガンやピアノの再現を目標としていた面もありましたが、上記のようなそれを専門とした方式とは別のユニークな音として進化していきます。
そしてこのような電子オルガン、電気・電子ピアノもまた、オリジナルのパイプオルガンやピアノとは違った音として発展していきます。
やがてその個性的な音は、デジタルシンセサイザーの時代に再現の的として吸収され機能していくこととなります。

2020-04-03

1.1 テルミン～ムーグ

本日も「音なLABO」へようこそ

シンセサイザーの歴史ハードウェア編、第1回目となります。
今回は主に、電子楽器の誕生に深く関わる「電気で音を作る」ということはどういうことか？
また、シンセサイザーの礎となったムーグ登場までの軌跡など。
こちらを中心に考察していきたいと思います。

1 電気を音に電子楽器誕生の瞬間

時代にして19世紀末期頃から、電気を音に変換する構想は何人かの技術者の中で練られていました。
それらは、電話やラジオの技術的な応用から着想を得たものでした。
有名なもので言うと、エジソンの「フォノグラフ（蓄音機の原型となった発明）」などにより
音→電気信号という、イメージが少しずつ人々の頭の中を巡らせていたのですが、まだ電気そのもので音を作る段階には至っていませんでした。
そんな中、記録に残っている最古の、電気による振動そのものを音源とした楽器「テルハーモニウム」が発明されました。

テルハーモニウム Wikipediaより

テルハーモニウムの音源方式は正弦波の加算合成を用い、この方式は後のハモンドオルガンへと継承されていきます。
この時代にはまだ「発振器」が発明されておらず、正弦波の生成にには発電機が使用されました。

2 シンセサイザー誕生前夜電子回路による音のジェネレート

時は少し進み1916年。ド・フォレストによって真空管によるフィードバック回路が発明されました。
ここ10年の間に真空管が発明され、増幅回路など音響に欠かせない発見がなされてきました。
そして、フィードバック回路による音のジェネレートがいよいよ本格化する流れとなります。
この時代、中でも特に後世まで語り継がれる有名な楽器が発明されました。それが「テルミン」です。

テルミン Wikipediaより

音源方式はヘテロダイン方式（一つの正弦波にもう一つの正弦波を用いて音に変化を与えるラジオなどに使用される方式）
二本のアンテナに手を近づけて音高と音量を調節するユニークな操作方法を採用しました。
通説的に「最古のシンセサイザー」と紹介されることがありますが、音源方式から厳密的にはあと一歩のところまで近づいているといったところでしょうか。
まさに「シンセサイザー誕生前夜」を決定づけた楽器と言って過言ではないでしょう。