DX7 Librarian - MujMAC.cz - Apple, Mac OS X, Apple iPod

20. září 2007, 10.00 | U počítačů a softwaru jsme zvyklí, že jejich morální životnost je obvykle, až na výjimky, několik málo let. U hudebních nástrojů, zvláště těch kvalitnějších, bývá obvykle morální životnost o dost vyšší, ale také přece jenom ne nekonečná.

Proto jsem byl před několika měsíci příjemně překvapen, že i pro dnešní operační systémy, konkrétně Mac OS X, existuje editační a archivační aplikace pro téměř čtvrtstoletí starý legendární klávesový nástroj Yamaha DX7, a to pro jeho první verzi známou pod označením Mark 1. Pravděpodobně se jedná o nejprodávanější elektronický klávesový nástroj všech dob, v několika verzích po dobu asi pěti let (1983 - 88) jich firma Yamaha prodala 170 000 kusů a tento nástroj se na zvukovém charakteru hudby 80. let podepsal podobně jako v 60.-70. letech varhany Hammond, FenderPiano Rhodes, clavinet Hohner a MiniMoog. Nástroj Yamaha DX7 byl roku 1983 v hudebnětechnickém průmyslu tak trochu revolucí. Kromě nadčasově řešeného strohého až "military" designu a velmi kvalitní rychlostně i tlakově citlivé a dodnes velmi ceněné klaviatury obsahoval hlavně nový typ zvukové syntézy. Do té doby naprostá většina podobných nástrojů používala tzv. subtraktivní syntézu, tedy oscilátorů s tvarovými kmity s vysokým obsahem harmonických kmitočtů (pilové a obdélníkové průběhy), které se řízenými filtry dál spektrálně upravovaly.

DX7 oproti tomu obsahuje šest generátorů sinusového signálu, které mohou být různě zapojeny do celkem 32 algoritmů, ve kterých se kombinuje frekvenční modulace s aditivní syntézou. Právě ta frekvenční modulace stála pak u zrodu označení celé výrobní řady jako FM nástroje, protože její vliv na výsledný zvuk je víceméně dominantní. Ale protože kromě FM je tam i aditivní syntéza, Yamaha tyto nástroje označuje jako "Digital Programmable Algorithm Synthesizer". A kdo pochopí fyzikální princip této metody, je schopen na těchto nástrojích vytvořit téměř libovolné zvukové spektrum. Stručně se pokusím vysvětlit, jak to celé funguje.

V případě, že nějaký nosič produkující sinusový signál o dané frekvenci, frekvenčně modulujeme (tedy periodicky měníme jeho frekvenci) modulátorem libovolné frekvence, vznikají na výstupu krom frekvence nosné ještě postranní pásma, která obsahují součtové a rozdílové frekvence nosiče a modulátoru, jejichž počet a amplitudy jsou dány mírou modulace, tzv. modulačním indexem. V zásadě může nastat několik případů: 1. Frekvence modulátoru je shodná s frekvencí nosiče, pak jsou rozdílové kmitočty rovny nebo menší než nula. Součtové jsou rovny celočíselným násobkům nosné frekvence a jejich amplitudy a množství, tedy šířka pásma, jsou dány modulačním indexem. Takto vzniká na výstupu tvarový průběh podobný pilovému v analogových oscilátorech, komu se chce, může si zkusit vynést do grafu funkci y=sin(x + 0,8 sin x), kde 0,8 je modulační index modulátoru. 2. Další příklad může být, že frekvence modulátoru je dvojnásobkem frekvence nosiče. Pak rozdílové frekvence na výstupu jsou menší než nula, součtové pak liché násobky (3, 5, 7,..) frekvence nosiče, chybějící sudé harmonické dávají zvuku pocit "dutosti" podobně jako třeba u krytých varhanních píšťal. Výsledný tvarový průběh je podobný obdélníkovému v analogových oscilátorech, kdo chce, může se přesvědčit funkcí y=sin(x + 0,7 sin 2x), kde 0,7 je modulační index. 3. Neceločíselným poměrem frekvencí modulátoru a nosiče dostaneme neharmonické spektrum, zavedením zpětné vazby i spojité spektrum (tedy šumy, hluky). A protože výsledný zvuk může být složen ze šesti takových různě zapojených obvodů zvaných operátor, kdy každý může mít různou frekvenci, různý modulační index, a to i v závislosti na čase, plyne z toho, že zvukový potenciál takové syntézy je obrovský. Bohužel oproti podstatně jednodušší subtraktivní syntéze je to trošku větší záběr na mozkové závity a mezi hudebníky se často šířil názor, že programování zvuků na tomto nástroji je jen pro profesionální programátory, fyziky a podobné šílence, navíc že při experimentech je zvukový výsledek nepředvídatelný. Opak je ale pravdou, výsledek nejenom že je předvídatelný, on jde dokonce i dosti přesně předem vypočítat.

Celkový zvuk může tvořit celkem až 145 parametrů (včetně názvu), z čehož plyne i přes technickou znalost značná pracnost nastavení, pokud se k tomu používají pouze tlačítka na panelu nástroje. Proto také už velmi dlouho existují aplikace pro různé operační systémy počítačů, které mají za úkol zadávání těchto dat zjednodušit. Využívá se k tomu zvláštních systémových dat (System Exclusive, dále jen SysEx) prostřednictvím MIDI (Musical Instruments Digital Interface) a první počítače, které se pro tuto práci používaly, byli Atari ST/TT. Tyto počítače byly dodnes jako jediné vybaveny normovaným MIDI, tedy dvojící DIN-5 konektorů splňujících normou dané elektrické zapojení, tedy zapojení stínění konektorů a připojeného kabelu pouze na straně výstupu kvůli zamezení vzniku zemních smyček, na straně vstupu pak galvanické oddělení signálu optočlenem. Integrace MIDI do gameportu zvukových karet pro hraní zaměřených PC nelze z hlediska norem považovat za standard, spíše za náhražku, pro seriozní použití MIDI v dnešní době je lepší použít USB/MIDI převodníky, např. M-Audio MIDIsport. Při zapojení DX7 do MIDI řetězce je nutno mít na paměti, že se jedná o nástroj první MIDI generace (MIDI existuje právě od roku 1983), tedy podobně jako stejně staré nástroje vysílá data pouze na kanálu 1, přijímat však může na libovolném (1~16). Přes toto omezení však má tento nástroj na své stáří mnoho vymožeností, včetně třeba dálkového ovládání palubních tlačítek. Pomocí SysEx dat lze ovládat v reálném čase jakékoliv zvukové parametry nástroje, ale pozor - vždy po zapnutí má nástroj odesílání i příjem SysEx dat zakázán a je nutno tuto funkci vždy ručně aktivovat. Z důvodu, který zná jen výrobce, nejsou funkce MIDI na panelu uvedeny, takže je to FUNCTION/[8]/[8]/YES. Taktéž z důvodu blbuvzdornosti má vždy po zapnutí nástroj aktivovanou ochranu paměti, takže pokud chcete editované zvuky ukládat do paměti nástroje, je nutno ochranu paměti deaktivovat (MEMORY PROTECT - INTERNAL/NO). V případě zapnutých SysEx dat nástroj vždy při zvolení rejstříku odešle do MIDI kompletní datový výpis daného rejstříku, máte-li spuštěnou aplikaci DX7 Librarian, objeví se pak na monitoru nové okno s přehlednou tabulkou obsahující parametry zvoleného zvuku. DX7 Librerian však umí i přijmout kompletní výpis celého zvukového banku (u DX7 Mark 1 je to 32 zvuků), odeslání z nástroje provedete povelem FUNCTION/[8]/[8]/[8]/YES, odeslání dat trvá necelé dvě vteřiny.

Aplikace DX7 Librarian umí nejen editovat jednotlivé zvuky, ale i extrahovat jednotlivé zvuky z importovaného banku a s nimi jednotlivě pracovat. Své výsledky si můžete archivovat ukládáním jak jednotlivých zvuků, tak i celých bank, takže lze takto zálohovat i celé tovární cartridge. Nezanedbatelnou výhodou je, že k pojmenování zvuků můžete použít komplet ASCII, nástroj je pak umí zobrazit, jen je přímo na nástroji nelze psát, tam jsou oficiálně k dispozici jen velká písmena, číslice a tři oddělovače. Dále můžete přímo z aplikace odeslat mailem své zvuky (jednotlivě i celé banky) do internetové databáze a sdílet tak své zvuky se zvuky jiných tvůrců. Pokud o sdílení nijak nestojíte, je aplikace freeware, který není nutno registrovat, po registraci můžete použít pro sebe 100 zvuků z internetové databáze, pokud zaplatíte 10 USD, můžete těch zvuků použít 1000. Při startu aplikace, máte-li počítač připojený k Internetu, se vždy po chvilce objeví okno s aktuálním stavem internetové databáze. Nakonec posuďte sami, aplikace je k mání včetně licenčních podmínek zde. Samozřejmě za předpokladu, že tento velmi rozšířený nástroj vlastníte, jinak vám tento kousek softwaru bude k ničemu. Ale jinak je tento prográmek z hlediska urychlení programování zvuků velice užitečný, což lze snad poznat i z přiložených screenshotů. Po instalci aplikace DX7 Librarian detekuje připojené MIDI okruhy, z nich si jeden můžete vybrat, dále je nutno nastavit vysílací kanál, aby se kryl s přijímacím kanálem připojeného nástroje, je-li číslo jiné než 1.

Na téma DX7 a MIDI se toho za poslední dvě desítky let napsalo mnoho, takže pro případ, že nástroj budete používat i ke krmení MIDI sequenceru (třeba GarageBand), je nutno brát na zřetel, že Yamaha v rozsahu rychlostní citlivosti nedodržela normu, rychlost spuštění tónu nevysílá od 1 do 127, ale podle některých pramenů jen do 99, podle jiných do 112 – mně se podařilo z ní vyrazit (až mě bolelo zápěstí) maximálně 100. Dále pak se uvádí, že kanálová tlaková citlivost (canal after touch) je chybně vysílán jako kontroler č. 3. To nemohu potvrdit, testovaný nástroj vysílal tlaková data zcela správně jako stavový byte $Dk (k je číslo kanálu 0~F, u DX7 trvale 0) s jedním databytem odpovídajícím úrovni tlaku na klávesy a GarageBand to také interpretoval zcela správně. Yamaha DX7 taktéž místo povelu nota vypnuta (stavový byte $8k+číslo noty+rychlost vypnutí) vysílá povel nota zapnuta rychlostí nula (stavový byte $9k+číslo noty+$00), což umožňuje stavový byte "nota zapnuta" použít jako průběžný a vysílat jen příslušné databyty, čímž lze snížit při hustém a rychlém prstokladu zatížení datové sběrnice skoro o třetinu. I toto, což už je nakonec i součástí MIDI normy velmi dlouho, je vždy interpretováno správně. Yamaha DX7 stále ještě nepatří do starého železa, nakonec o tom svědčí i to, že je pro tento nástroj stále vyvíjen software, a to i pro menšinové platformy.