Цифровой синтезатор Bell Labs , более известный как Машина Аллеса или Элис , был экспериментальным аддитивным синтезатором, разработанным Хэлом Аллесом в Bell Labs в 1970-х годах. Машина Аллеса использовала управляемый компьютером 16-битный цифровой синтезатор, работающий со скоростью 30 тыс. сэмплов/сек с 32 синусоидальными осцилляторами. Машину Аллеса называют первым настоящим цифровым аддитивным синтезатором [1] , последовавшим за более ранними экспериментами Белла, которые были частично или полностью реализованы в виде программного обеспечения на больших компьютерах. Для машины была записана только одна полноценная композиция, прежде чем она была разобрана и передана в дар отделу TIMARA консерватории Оберлина в 1981 году. [2] Несколько коммерческих синтезаторов, основанных на конструкции Аллеса, были выпущены в 1980-х годах, включая звуковой чип Atari AMY .
Машина Аллеса состояла из трех основных частей: микрокомпьютера LSI-11 , программируемых звуковых генераторов и ряда различных устройств ввода. Система была упакована в большой единый блок и весила 300 фунтов — конструкторы оптимистично называли ее портативной. [3]
Микрокомпьютер был снабжен двумя 8-дюймовыми дисководами (от Heathkit , который продавал свою собственную машину LSI-11, H11 ) и цветным видеотерминалом AT&T . Он был подключен к настраиваемому аналого-цифровому преобразователю , который сэмплировал входные данные с разрешением 7 бит 250 раз в секунду. Устройства ввода состояли из двух 61-клавишных фортепианных клавиатур, четырех 3-осевых аналоговых джойстиков, банка из 72 ползунков и различных переключателей. [3] Любой из контроллеров мог использоваться для управления любым параметром под управлением программы. Входные данные интерпретировались, а затем использовались для генерации выходных данных, которые отправлялись на звуковые генераторы в виде серии параметров. Полоса пропускания, необходимая для управления синтезатором, была довольно ограниченной. Компьютер мог обрабатывать около 1000 изменений параметров в секунду, прежде чем он зависал в ЦП. [4]
Звуковой генератор был довольно сложным, содержащим 1400 интегральных схем . [5] Первый банк из 32 осцилляторов использовался в качестве главных сигналов и, как правило, означал, что система имела до 32-голосную полифонию (см. ниже). Второй набор из 32 осцилляторов был подчинен одному из главных, генерируя первые N гармоник, где N было от 1 (первая гармоника) до 127. Кроме того, был банк из 32 программируемых фильтров, 32 амплитудных множителя и 256 генераторов огибающей. Все эти сигналы могли быть смешаны произвольным образом в банк из 192 аккумуляторов. Затем они отправлялись на один из четырех 16-битных выходных каналов, а оттуда на цифро-аналоговый преобразователь для вывода. [5]
Фактические формы волн были сгенерированы путем поиска амплитуды для заданного времени из таблицы на основе 64 килослов ROM . Аллес использовал несколько трюков в таблице, чтобы уменьшить количество математики, которую система должна была выполнять в процессоре контроллера. В одном случае умножение было исключено путем поиска двух чисел из таблицы и вычитания их, поскольку было замечено, что результат был таким же, как умножение двух связанных чисел. Запуск всего был набором из 255 таймеров с 16 стеками FIFO для событий. Контроллер помещал события в очереди, которые затем сортировались по временной метке и подавались в генератор по порядку. [5]
Машина Аллеса оказала большое влияние на отрасль, но стоимость ее внедрения была настолько высока, что прошло некоторое время, прежде чем машины, основанные на ее принципах, стали доступны по цене, доступной большинству музыкантов.
Crumar из Италии и Music Technologies из Нью-Йорка объединились, чтобы сформировать Digital Keyboards в попытке переупаковать Alles Machine. Результатом стала меньшая двухкомпонентная система с микрокомпьютером на базе Z-80 и дисководами в качестве одного блока, а также одной клавиатурой и ограниченным набором входных ползунков в качестве второго блока. Известная как Crumar General Development System , или GDS , она была выпущена в 1980 году за 30 000 долларов. Она была продана студиям, которым нужна была гибкая система, которая могла бы гарантировать одинаковую производительность раз за разом. [6] [7] [8] Аналоговые синтезаторы той же эпохи были подвержены изменениям окружающей среды в элементах управления входом, что означало, что каждое исполнение, даже после небольшой задержки, было другим. Венди Карлос владела GDS и использовала ее в саундтреке к фильму «Трон» . [9] Она также была одним из самых преданных пользователей инструмента и до сих пор использует его.
Дальнейшая работа над той же базовой концепцией привела к появлению более дешевой модели Synergy , выпущенной в 1981 году. [10] В Synergy был удален компьютерный компонент, и вся система была переупакована в корпус с 77-клавишной клавиатурой. Примерно в то же время на рынок вышел еще один аддитивный синтезатор — Con Brio ADS200, по немного более низкой цене в 20 000 долларов. Ни Con Brio, ни GDS не продавались хорошо, в то время как Synergy удалось занять некоторую долю рынка. Однако, когда в 1983 году был выпущен знаменитый Yamaha DX7 , он быстро захватил рынок. FM-синтез DX7 предлагал тот же базовый контроль над выходным звуком, что и аддитивный синтезатор, но мог дублировать эффекты многих объединенных осцилляторов всего за два. [11] Его цена в 2 000 долларов устранила любую конкуренцию со стороны аддитивных синтезаторов. Производство Synergy закончилось в 1985 году.
Окончательная версия оригинальной машины была выпущена после закрытия Digital Keyboards в начале 1985 года. Главный конструктор Digital Keyboards, Мерсер «Стоуни» Стокелл, покинул компанию и основал Mulogix вместе с Джимом Райтом и Джерри Птащински. Mulogix Slave 32 представлял собой Synergy, переупакованный в модуль для монтажа в стойку 2U с интерфейсом MIDI . Slave 32 мог считывать и записывать картриджи EPROM из Synergy. [12]
В 1981 году Цезарь Кастро и Алан Хеберленд представили свою плату Casheab S-100. Она также имела поразительное сходство с дизайном Alles & Bayer. Одним из первых последователей был Роджер Пауэлл , который разработал свою систему «Databoy» вокруг нее. Пауэлл использовал самодельную систему 8800 для сканирования клавиатуры и контроллеров модуляции, а также для предоставления доступа к пользовательской библиотеке звуков, которую он создал. [13]
Начиная с 1984 года, Atari начала разрабатывать одночиповую реализацию Alles Machine в своем проекте Sierra . Получившийся чип AMY 1 использовал 64 осциллятора и добавил генераторы шума для обеспечения специальных эффектов, необходимых в играх. Однако AMY так и не был выпущен, а попытки третьей стороны создать недорогой синтезатор на основе чипа прекратились, когда Atari пригрозила судебным иском. [14]
Известно, что два известных артиста выступали на Alles Machine — это Роджер Пауэлл и Лори Шпигель . Пауэлл дал первое публичное живое выступление. К сожалению, это выступление никогда не было записано. Другое известное выступление — композитор Лори Шпигель.
Несколько треков на альбоме Games Ларри Фаста (Synergy) были взяты из сессий, записанных в Bell Labs на цифровом синтезаторе.
Композитор и электронный клавишник Дон Слепян был нанят в качестве художника-резидента в отделе акустических и поведенческих исследований Bell Labs под руководством директора Макса В. Мэтьюза с 1979 по 1982 год для разработки произведений с использованием цифрового синтезатора Bell Labs. [15] [16] В это время он создал «Sea of Bliss» [17] и «Rhythm of Life» [18] — две полноценные композиции, основанные на машине Аллеса.
[19]
