Ana sayfa Donanım Teknoloji ve Sanatın Buluştuğu Enstrüman: Synthesizer

Teknoloji ve Sanatın Buluştuğu Enstrüman: Synthesizer

439
0

İngilizce adıyla “synthesizer” veya kısaca “synth” olarak bilinen ses sentezleyici sistemler, gerek dünyada gerekse ülkemizde yaygın olarak kullanılan enstrümanlar arasında yer alıyor.

Kelime anlamı itibarıyla sentezleme eylemini gerçekleştiren sistem veya düzenek olarak kabul edilebilecek kavramı dilimize çevirirken “sentezleyici” veya daha kolay ifade edilebilir olması sebebiyle “sentezör” terimlerini kullanmak mümkün. Ancak, biz bu yazıda, dilimize de yerleşmiş olması sebebiyle İngilizce olan “synthesizer” terimini kullanmayı tercih edeceğiz. Synthesizer’ları detaylı olarak tanımaya başlamadan önce tarihine kısa bir yolculuk yapalım.

Synthesizer Tarihine Kısa bir Bakış

Ses sentezine yönelik elektrik enerjisinin kullanımı 1759 yılına dek uzanıyor. İlk olarak elektrikle çalışan Harpsichord”u takiben elektromekanik piyanonun ortaya çıkması ile birlikte elektrikli düzeneklerin artan oranda mekanik düzeneklerin yerini almaya başladığını ifade etmek yanlış olmaz. Gerçek anlamda synthesizer olarak kabul edilen ilk ürün Amerikalı mucit Thaddeus Cahill tarafından geliştirilmiş olan Telharmonium adlı enstrümandır. Dynamophone olarak da bilinen bu enstrüman, “touch sensitive” (dokunma duyarlı) 7 oktavlık bir klavyeye ve polifonik özelliğe sahiptir. Thaddeus Cahill”in 1898 yılında patent başvurusu yaparken “synthesis” terimini kullanması oldukça önemli. Enstrümanı ilginç kılan husus ise Telharmonium ile üretilen müziğin, otel, restoran gibi yerlere telefon hatları vasıtasıyla dağıtılıp buralarda yayınlanması amacıyla tasarlanan devasa bir sistemin parçası olarak kurgulanmış olması.

Dönemin kayda değer bir başka icadı ise Rus Fizikçi Léon Théremin tarafından geliştirilmiş olan Theremin adlı ilginç enstrüman. Enstrümanın patenti 1928 yılında ABD”de alınır, ticari bir ürüne dönüştürülmesi RCA firması vasıtasıyla mümkün olur. Enstrüman, algılayıcı olarak görev yapan iki antenden oluşur ve icracının ellerinin antenlere yaklaştırılıp uzaklaştırılması suretiyle ortaya çıkan elektromanyetik alanın perde ve genlik parametrelerine dönüştürülmesi ile ses üretir.  Monofonik olarak çalınabilen enstrümanın yaklaşık 9 oktavlık bir aralıkta ses üretebildiği biliniyor. Theremin”i takiben dönem içerisinde Fransız ürünü Ondes Martenot, Alman ürünü Trautonium ve yine bir Fransız ürünü olan Givelet & Coupleux’s synthesizer enstrümanları, kayda değer gelişmeler arasındadır.

1935 yılında Amerikalı mühendis Laurens Hammond tarafından geliştirilmiş olan Hammond orgu gelmiş geçmiş en popüler enstrümanlar arasındaki yerini alır. Orgun çalışma prensibi ilerleyen paragraflarda değineceğimiz eklemeli (additive) sentez yöntemine dayanır. Armonik olarak ilişkili sinüs dalgalarının birleştirilerek karmaşık bir ses tonunun elde edildiği Hammond, temel olaral elektrik ve elektromekanik düzeneklerden faydalanır. İlk başta ev kullanımı ve borulu kilise orglarına ucuz bir alternatif olarak değerlendirilen Hammond orgu, zaman içerisinde caz ve blues müzisyenlerinin vazgeçilmez enstrümanı olur. Aynı dönem içerisinde ortaya çıkan bir başka ürün ise Bell laboratuarlarında geliştirilen  Vocoder (Voice Operated Recorder) cihazıdır. İnsan sesini sentetik hale getiren Vocoder,  The Alan Parsons Project, Pink Floyd, Styx, Mike Oldfield, Stevie Wonder, Madonna ve Kraftwerk gibi sanatçı ve gruplar tarafından sıklıkla kullanılan  bir “şarkı söyleyen synthesizer” halini alır.

1940″lı yıllarla birlikte bant kayıt cihazlarının enstrüman olarak kullanılması fikri dönemin elektronik müzik çalışmalarına damgasını vurur. Seslerin doğal veya sentetik olmasına bağlı olarak son derece yaratıcı çalışmalar yapıldığı bilinmektedir. Bant manipülasyon (tape manipulation) olarak adlandırılan söz konusu yaratıcı kullanım teknikleri 1949 yılında ritmik efektlerden istifade eden ilk davul makinesinin gelişimine de önayak olur.

1960″lı yıllar, voltaj kontrollü synthesizer’ların gelişimine sahne olur. Belirli voltaj seviyelerinin ses perdesi ve çeşitli fonksiyonların kontrolü amacıyla kullanıldığı bu synthesizer’ların ilk örnekleri Buchla, Syn-Ket ve Moog’dur. ?üphesiz ki Moog, bu enstrümanların en çok bilineni ve günümüze dek tek ulaşabilenidir. Amerikalı bir Fizikçi olan Robert Moog ilk voltaj kontrollü synthesizer’ı 1964 yılında geliştirerek AES (Audio Engineering Society) kongresinde kamuoyuna duyurur. Bu synthesizer, modüler mimariye sahip, klavyeli ilk ticari synthesizer olarak kabul edilmektedir. Dönemin synthesizer’ları genellikle ayrık modüllerin ihtiyaca gore birleştirilmesinden oluşan büyük sistemlerdi. Bu sebeple, modüler synthesizer’ların daha çok stüdyo kullanımına uygun olduğu ve sahne kullanımına yönelik önemli kısıtlamaları olduğunu söylemek hatalı olmaz. Modüllerin kablolar vasıtasıyla birleştirilmek zorunda olması da kısa sürede sesleri manipüle etmek bakımından önemli bir dezavantajdı. Devasa modüler synthesizer’ların tüm bu kısıtlamaları, ilerleyen yıllarda daha pratik, taşınabilir ve kullanışlı sinyal akış şemalarını hazır olarak sunan performans tipi synthesizer’ların ortaya çıkmasına sebep olur. Bu gelişime verilebilecek en iyi örnek, 1970 yılında ilk prototipleri geliştirilen MiniMoog synthesizer’ıdır. 3 adet voltaj kontrollü osilatör ve merdiven topolojili filtreye sahip synthesizer, sahip olduğu büyük ebatlı 44 tuşlu klavyesi ve diğer performans kontrolleri ile birlikte dönemin en popüler monofonik synthesizer’ı olur.

Pratikliği ile popüler olan MiniMoog”a rakip olarak gerek ABD, gerekse Avrupa ülkeleri ve Japonya”dan rakip ürünler ortaya çıkmaya başlar. Dönem içerisinde,  Sequential Circuits (ABD), ARP (ABD), Oberheim (ABD), Roland (Japonya), E-mu (ABD), Korg (Japonya), EMS (İngiltere) ve Yamaha (Japonya) aynı kategoride synthesizer’lar geliştirerek piyasaya sürerler. 1970″li yıllar, string makinesi olarak bilinen bir başka elektronik enstrümanın gelişimine daha tanıklık eder. Kökeni Ken Freeman adlı mucit tarafından 1960″larda geliştirilen basit bir prototipe dek uzanmasına rağmen, ilk Freeman string makinesi 1972 Frankfurt Messe fuarında kamuoyu önüne çıkar. Aynı fuarda daha sonra adı Jean Michelle Jarre ile özdeşleşecek olan Eminent 310 adlı string makinesi tanıtılır. String makineleri, monofonik synthesizer’ların aksine polifonik olarak çalınabilen ve birkaç temel enstrüman sesini preset olarak sunabilen, belki de günümüzün multi-timbral synthesizer’larının ataları olarak kabul edilebilecek enstrümanlardır. String makinelerinde genellikle tek bir osilatörün “divide-down adı” verilen bir teknikle tüm klavye boyunca kullanılması ve tek bir filtrenin yer alması, gerçek anlamıyla polifonik synthesizer özelliklerinin tam anlamıyla karşılanmasına imkan vermemektedir. Gerçek anlamda polifonik enstrümanlar ses başına bağımsız osilatör, filtre ve diğer modülasyon birimlerinden oluşur. Bu bakımdan polifonik synthesizer’ların ilk örneği 1975 yılında piyasaya sürülen PolyMoog olarak kabul edilir. Aynı yıllarda Oberheim tarafından geliştirilen iki ve dört sesli TVS-1 ve FVS-1 modelleri ise diğer popüler polifonik synthesizer’lardır.

1970″li yılların sonlarında mikroişlemci devrelerinin synthesizer’lara uygulanması ile birlikte yepyeni bir analog synthesizer jenerasyonunun ortaya çıktığı söylenebilir. Mikroişlemciler, daha stabil osilatör çalışma rejimi ve preset seslerin hafızaya depolanabilmesi gibi veri sayısallaştırması gereken birçok uygulama alanının doğmasına imkan tanır. Bu synthesizer jenerasyonunun belki de en bilinen örneği Sequential Circuits firması tarafından üretilen Prophet-5 modelidir. Prophet-5 ile birlikte analog-sayısal hibrit kavramı da synthesizer dünyasının terimleri arasına girer. Benzer Oberheim OB ve Roland Jupiter serilerinde olduğu gibi Prophet-5″te de ses üretim zinciri analog ortamda yapılmakta, ancak diğer kontrol fonksiyonları sayısal sinyaller vasıtasıyla gerçekleştirilmektedir.

Mikroişlemcilerin zaman içerisinde daha hızlı hale gelmesi ile birlikte, analog synthesizer’ların birçok analog fonksiyonu sayısal devrelerce yapılır hale gelir. Analog synthesizer’lar, son derece organik ses tonları üretebilmelerine rağmen ağır oluşları ve düşük güvenilirlik oranları sebebiyle 1980″li yılların başlarında yerlerini yavaş yavaş sayısal temelli synthesizer’lara bırakmaya başlamışlardır.

Ancak, analog synthesizer’ların piyasadan çekilişi nispeten kademeli bir süreç izler: öncelikle sadece kontrol fonksiyonları sayısal hale getirilmiş, daha sonra osilatörler de tamamen sayısallaştırılmıştır. Osilatörleri sayısal olup, filtre ve amplifikatör gibi diğer bileşenleri analog olan hibrit modeler 1980″lerin sonlarına doğru yerlerini tamamen sayısal temelli synthesizer’lara bırakmışlardır. Ancak, sayısal teknolojinin synthesizer dünyasında kabulü de ayrı bir süreç içerisinde ortaya çıkar. özellikle ilk sayısal synthesizer’lar 1970″li yılların sonlarına dek uzanmaktadır. Ancak, dönemin sayısal teknolojileri çok daha pahalı olduğu için asıl popülaritesine 1983 civarında ulaşabilir. 1976 yılında New England Digital firması tarafından geliştirilen Synclavier, ilk ticari sayısal synthesizer olarak kabul edilmektedir. Dönemin bir başka meşhur sayısal synthesizer üreticisi ise Avustralyalı Fairlight”tır. Fairlight sadece sayısal bir synthesizer değil aynı zamanda başarılı bir örnekleyici (sampler) olarak bilinmektedir. Fairlight CMI modeli Foreigner, Brian Eno, U2, Dire Straits, Depeche Mode, Paul McCartney, Prince ve ZZ Top gibi dönemin tanınmış grup ve sanatçıları tarafından kullanılır.

1980″li yıllar analog teknolojinin yavaş yavaş terk edilip sayısal teknolojiye geçilmeye başlandığı bir dönem olması kadar, günümüz modern müziğinin vazgeçilmez bir parçası olan MIDI standardının da oluşturulduğu süreçtir. Sequential Circuits firması kurucusu Dave Smith önderliğinde endüstri genelinde yapılan çalışmalar neticesinde, farklı üreticilere ait enstrümanların ortak bir dil dahilinde haberleşebilmesine imkan veren MIDI standardı 1982 yılında yayınlanmıştır. Sequential Circuits Prophet 600 ve Roland JX-3P dönemin ilk MIDI destekli synthesizer’ları arasındadır. MIDI standardının yaygınlaşması ile birlikte, 1983 yılında John Chowning adlı bilim adamı tarafından geliştirilen Frekans Modülasyonu (FM) temelli ses sentezi Yamaha firması tarafından ürün haline dönüştürülmüştür. İlk Yamaha FM synthesizer’ları 1979″a kadar uzansa da uygun fiyatı ile birlikte dünyanın en çok satan FM synthesizer’ı DX7 olur. Tamamen sayısal olarak ses sentezi yapan DX7 ve benzeri ürün ailesi birçok bakımdan analog synthesizer üreticilerinin önemli bir kısmını iflas noktasına getirir. DX7″nin en önemli özelliği, FM sayesinde, analog osilatörlere kıyasla çok daha karmaşık dalga şekilleri ve spektral zenginlik sağlayabilmesidir. FM, oldukça karmaşık ama bir o kadar da esnek bir sentez türüdür.

Ağırlıklı olarak sayısal teknolojiye geçiş ile birlikte, aynı anda birden fazla ses üretebilen multi-timbral synthesizer’ların da ortaya çıkışı mümkün hale gelir. örnekleme yapabilen synthesizer’lar da yine aynı dönemde 8-bit örnekleme standardı ile birlikte ticari olarak ulaşılabilir hale gelir. özellikle sayısal hafıza kapasitesinde kaydedilen gelişmeler yüksek bit derinliğine sahip kaliteli örnekler kullanan yeni bir synthesizer türünün, yani “sample-playback” olarak adlandırılan türün ortaya çıkmasına imkan verir. Hazır örneklerin sentez ile birlikte kullanıldığı Roland D-50 gibi synthesizer’lardan sonra Korg M1 gibi tamamıyla hazır ses örneklerine dayalı synthesizer’lar gittikçe popüler hale gelir.

Synthesizer’ların yakın tarihini incelerken 1990″lara değinmekte de fayda var. 90″lı yıllar MIDI ile beraber bilgisayarların müzik üretimine ve synthesizer kontrolüne daha fazla dahil olduğu bir dönemdir. Aynı dönemde, ağırlıklı olarak hazır ses örnekleri kullanan ve Rompler olarak da tabir edilen enstrümanların mutlak hakimiyetine rağmen, gelişen mikroişlemci güçleri paralelinde fiziksel modelleme, sanal analog gibi yeni synthesizer türleri de görülmeye başlanır. Yamaha VL-1 ve Korg Z1 bu kategoride verilebilecek en iyi örneklerdir. 1995 yılında ise İngilizce tabirle Virtual Analog (VA) denilen, sanal veya model analog synthesizer’ların ilk örneği olan Nord Lead 1 İsveçli Clavia firması tarafından geliştirilerek satışa sunulur. 2000″li yıllarda VA akımı artarak devam etmekle birlikte, Software Synthesizer (kısaca Soft Synth) olarak adlandırılan yazılım temelli synthesizer’ların günlük bilgisayarlara kadar girmesi ile birlikte yeni bir dönem başladığı rahatlıkla söylenebilir. Yazılım temelli synthesizer’lar donanım synthesizer’lara oranla daha düşük maliyetlerle geliştirilebiliyor ve daha uygun fiyatlara satılabiliyor. Bilgisayarın işlemci gücünün izin verdiği oranda karmaşık sentez tekniklerinin gerçekleştirilebildiği bu alanda arz/talep dengesi bakımından belli bir denge noktasına erişildiği gözlenmekte.

Popüler Sentez Teknikleri
Synthesizer’ların gelişim sürecine kısaca değindikten sonra günümüzde yaygınlık kazanmış popüler sentez tekniklerini inceleyeceğiz. Sentez teknikleri uzunca bir zaman içerisinde gelişmiş ve birbirlerini tamamlar şekilde uygulama alanı bulur. çok sayıda sentez tekniği olmasına rağmen tüm teknikleri genel olarak iki ana başlık altında toplamak mümkün. Söz konusu iki ana başlık eksiltmeli (subtractive) ve artırmalı (additive) sentez teknikleridir. Her iki teknik ile de bağlantılı olan veya her ikisine de yakın olmayan istisnai teknikler de bulunur.

Eksiltmeli sentez, adından da anlaşılacağı üzere, frekans bileşeni bakımından zengin bir ham sinyalin ihtiyaca göre işlenerek sadece istenen frekans bileşenlerinin elde edilmesi şeklinde tanımlanabilir. Eksiltmeli sentezin ana unsurları frekans bileşenleri yani harmonikler bakımından zengin dalga şekilleri üretebilen osilatörler ve bu osilatörlerin çıkış dalga şekillerini süzerek istenmeyen harmonikleri ayıklayan filtrelerdir.

Osilatörler geçmişden günümüze önemli değişiklikler geçirmişlerdir. İlk analog synthesizer osilatörleri voltaj kontrollü osilatörler olup VCO (Voltage Controlled Oscillator) olarak bilinir. Temel dalga şekilleri, testere dişi, üçgen, kare ve sinüs gibi basit periyodik dalga şekilleridir. En zengin harmonik yapıya sahip dalga şekli testere dişi olup, en basiti ise tek bir harmonik bileşenden oluşan sinüs dalgasıdır. Analog osilatörler zamanla sayısal kontrollü hale gelmiş ve DCO (Digitally Controlled Oscillator) olarak adlandırılmışlardır. Günümüzde kullanılan synthesizer osilatörlerinin önemli bir çoğunluğu sayısal temellidir. Bu osilatörler, klasik analog osilatörleri taklit etmek üzere klasik dalga şekillerini üretebilmekle birlikte, bazıları daha karmaşık dalga şekilleri de üretebilmektedir. Hazır ses örneklerini yeniden üretebilen osilatörler ise “sample playback oscillator” olarak bilinmektedir. Osilatör kavramı tanım gereği çok daha fazlasını kapsamaktadır. örneğin, Frekans Modülasyonu (FM) tekniğini kullanan synthesizer’larda taşıyıcı operatörler de temelde osilatör kavramına karşılık gelmektedir. Aynı şekilde, wavetable, granül gibi nispeten daha yeni sayısal sentez teknikleri de temelde periyodik dalga üreten sayısal osilatörlere dayanmaktadırlar. Söz konusu osilatörlerin tamamı harmonik bakımdan zengin dalga şekilleri üretebildikleri için genellikle filtreye ihtiyaç duymaktadırlar. Bu bakımdan, FM dışında bahse konu osilatör kullanan synthesizer’ların tamamı eksiltmeli sentez kategorisi altında ele alınabilir. FM”in istisnai özelliği, ilerleyen paragraflarda değinileceği üzere, kullanılan algoritmaya bağlı olarak zayıf veya zengin harmonic içerikli dalga şekilleri üretebilmesidir. Bu nedenle, Yamaha DX7 gibi ilk FM örneklerinde filtre bulunmamaktadır ancak son dönemde üretilen FM synthesizer’larda filtre bulunabilmektedir. Bu nedenle, FM”i eksiltmeli veya artırmalı sentez kategorilerinin ortasında bir noktada ele almak en doğrusudur.
 

Filtreler ise eksiltmeli sentezin en belirgin ses işleme birimlerinden olup, temel görevleri belli bir frekansın altını, üstünü veya etrafını istenmeyen harmoniklerden arındırmalarıdır. Belli bir frekans ile kastedilen, filtre terminolojisinde kesme frekansı (cut off frequency) olup, bu frekansın altı veya üstü filtrenin dB cinsinden ifade edilen eğimi paralelinde zayıflatılmak suretiyle istenen harmoniklerden ayrıştırılmaktadır. Filtre çeşitlerini basit şekillerle şematize etmeden önce, eksiltmeli sentezin tersi olan artırmalı (additive) sentezden de kısaca bahsederek genel sentez gruplamasını özet bir şekille tekrarlayacağız.

 
Artırmalı sentez, tarihçe başlığı altında da kısaca bahsedildiği üzere, kökeni Hammond orga kadar uzanan ve temelde farklı perdelerde bulunan sinüs dalgalarının üst üste bindirilmesi şeklinde tanımlanabilir. Temel bir frekansa (fundamental frequency) eklenecek tek ve çift katlarda frekans bileşenleri ile klasik analog osilatörlere yakın dalga şekilleri elde edilebilmektedir. Bu noktada, temel bir matematik gerçeklikten bahsetmek gerekmektedir. Fourier teorisine göre herhangi bir periyodik dalga çok sayıda ve ardışık frekanslara sahip sinüs bileşenlerinin toplamı şeklinde ifade edilebilir. örneğin, 20 Hz frekansta salınım yapan bir testere dişi dalga, 20 Hz, 40 Hz, 60 Hz ve benzeri frekanslı sinüs dalgalarının uygun katsayılarla çarpılarak toplanması suretiyle elde edilebilir. Bunun pratikteki anlamı, her periyodik dalganın birden fazla sinüs bileşeninin toplamından oluştuğudur. Eksiltmeli sentez konusunda bahsedilen filtreler de bu sıralı sinüs dalgalardan gereksiz olanların bastırılmasından başka birşey değildir. Bu noktada, artırmalı sentezin eksiltmeli sentezin tersi olduğu daha net bir şekilde ortaya çıkmaktadır. örneğin, frekansları 20, 40 ve 60 Hz olan üç adet sinüs dalgasını üst üste bindirdiğimizde üçgen şekline benzer bir dalga şeklinin elde edildiğini görebiliriz. Daha fazla ve yükselen frekanslarda sinüs dalgası eklemeye devam edersek testere dişine gittikçe yaklaştığımızı gözlemleyebiliriz. Teorik olarak testere dişi dalga şeklini elde etmek için sonsuz sayıda sinüs bileşeni gerekli olsa da,pratikte çok daha az bileşen ile testere dişine benzer sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu şekilde, belirli bir dalga şeklini elde etmek üzere, sinüs bileşenlerinin belirli genlik ve faz değerleri ile eklenmesi artırmalı sentezin temelini oluşturmaktadır. Bu sentez türünde dalga şeklinin harmonik yapısının bizim tarafımızdan belirleniyor olması çoğu kez filtre kullanımını gereksiz kılmaktadır. Bu nedenle, filtreler daha çok eksiltmeli synthesizer’larla özdeşleşen elemanlardır. Ancak, bazı istisnai artırmalı synthesizer’larda filtre bulunduğu da bilinmelidir. örneğin, İngiliz Oscar synthesizer’ları temelde DCO tipi osilatörleri yanında artırmalı teknik de kullanmasına rağmen aynı zamanda filtre de içermektedirler.

 

özet olarak, çeşitli sentez tekniklerini temel olarak aşağıdaki şemada da görüldüğü üzere eksiltmeli ve artırmalı sentez olarak iki ana başlık altında toplayabiliriz. FM sentezini de istisnai bir durum olarak iki sentez sınıfının ortasında bir yerde gösterdiğimize de dikkat çekmekte fayda vardır.

 

ESET Banner_700x80 Bellatrix technotoday

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here