Il sintetizzatore (abbreviato anche in synth dal termine in inglese synthesizer) è uno strumento musicale elettronico che appartiene alla famiglia degli elettrofoni (o artificiofoni). È un apparato in grado di generare segnali elettrici, sotto il controllo di un operatore (non necessariamente un musicista) o di un segnale a bassa frequenza automatizzato. Si tratta di uno strumento che può generare imitazioni di strumenti musicali reali o creare suoni ed effetti non esistenti in natura. Esistono anche sintetizzatori virtuali (VST, AU, RTAS standard lanciato nel 1997), che assolvono a questo compito interamente a livello software e che si appoggiano su schede sonore interne o esterne collegate ad un personal computer.
Il sintetizzatore è generalmente comandato per mezzo di una tastiera simile a quella del pianoforte, comunque non mancano realizzazioni destinate ad essere gestite mediante il fiato, la pressione, le corde di una chitarra o altri tipi di controller di nuova concezione come quelli a raggi infrarossi, a gesti e a onde cerebrali.
Storia
Le origini del sintetizzatore sono difficili da tracciare, poiché inizialmente la differenza tra questo ed i tradizionali strumenti musicali elettronici è molto flebile.
Il futurismo approdò anche nella musica tramite Luigi Russolo, utilizzando il rumore della quotidianità tramite degli strumenti chiamati intonarumori che erano delle grandi scatole generatrici di rumori di cui si variava l'altezza muovendo una particolare leva. Successivamente si ebbero strumenti quali le onde Martenot e il telharmonium. Nacquero così i primi sistemi elettromeccanici per la produzione di nuovi suoni (nuovi intervalli). Erano essenzialmente dei grandi oscillatori che intonavano il suono a varie altezze, riproducendo tutte le altezze intermedie.
Il primo vero sintetizzatore polifonico fu il Novachord della Hammond Organ Company degli anni quaranta, che però non ebbe particolare fortuna a causa degli alti costi.
Il cinema ha avuto influenza sullo sviluppo della musica elettronica. Il primo strumento elettronico efficiente si ha solo nei primi anni cinquanta con il sintetizzatore di Belar-Olson realizzato negli studi della RCA, frutto di una collaborazione fra scienziati e musicisti. Questo strumento raggruppava degli oscillatori analogici di grandi dimensioni per generare il suono, un modulatore ad anello . Ne resta qualche traccia in una collezione di album dimostrativi prodotti dalla stessa RCA al fine di diffondere le capacità timbriche dell'apparecchio. L'apparecchio era enorme, complesso da manovrare e delicato nella sua manutenzione; la programmazione delle note, del ritmo e delle relative variazioni timbriche avveniva attraverso un lungo nastro di carta perforata che, fatto transitare sotto ad una contattiera a pettine, causava l'apertura o la chiusura dei diversi circuiti. Contrariamente a quanto alcuni credono, il Synthesizer RCA non venne utilizzato nella colonna sonora del film Il pianeta proibito di Fred McLeod Wilcox del 1956; per questo lavoro i coniugi Louis e Bebe Barron realizzarono una circuitazione valvolare originale in grado di produrre timbriche per l'epoca inusitate; probabilmente il lavoro dei Barron per Forbidden Planet rappresenta il primo esempio "nobile" di circuit bending applicato alla produzione sonora.
Tra i primi compositori di musica elettronica ci fu Milton Babbitt che imitò i suoni dell'orchestra usando strumenti elettronici. Particolare importanza ebbe la città tedesca di Darmstadt, sede di riunioni di musicisti dal 1956 al 1961, in cui si tennero dei corsi di fondamentale importanza per il futuro. Tra i partecipanti vi furono: Luigi Nono, Bruno Maderna, Luciano Berio, Domenico Guaccero, Pierre Boulez, Karlheinz Stockhausen, John Cage, Edgard Varèse.
Nascono le prime composizioni che non imitano più il suono di strumenti esistenti, bensì fanno del timbro il parametro principale della musica: "noi possiamo comporre il suono"; si utilizzano così le componenti microscopiche delle onde sonore, mentre fino ad allora si era composto su timbri preesistenti. Anche in America si verifica lo stesso con John Cage che sceglie la casualità nella composizione mentre gli altri coetanei sviluppano la costruzione timbro dopo timbro. In Francia alla fine degli anni cinquanta negli studi della televisione francese ORTF nasce la Musique concrète (Pierre Henry, Pierre Schaeffer), si usano giradischi rallentati ed ogni tipo di nuove sonorità; si sviluppano studi in tutta Europa e in Italia nel 1954 nasce il Centro di Fonologia Musicale della RAI.
Un passo avanti si è verificato negli anni sessanta con l'introduzione di versioni ridotte di sintetizzatori destinati alla creazione di timbriche inusuali, usati da alcuni gruppi di musica progressive; ad esempio i Van der Graaf Generator ed i Pink Floyd.
Verso la fine degli anni sessanta comparvero i primi esemplari di sintetizzatori portatili, fabbricati in piccole serie per impiego nella musica dal vivo; precursori di questa generazione furono Robert Albert Moog e Alan R. Pearlman, rispettivamente fondatori delle più note case produttrici di questi strumenti: Moog Inc. e ARP Instruments.
Il periodo fino alla fine degli anni settanta vide lo sviluppo di strumenti monofonici, ovvero che consentivano di suonare un tasto solo alla volta, con tecnologia esclusivamente a sintesi sottrattiva, sviluppati su scelte progettuali diverse: ad esempio, i sintetizzatori Moog erano largamente apprezzati per il suono sempre leggermente stonato e pertanto molto ricco, mentre i prodotti ARP avevano fama di estrema intonazione e stabilità.
Un'eccezione riguardava il Mellotron, strumento destinato alla riproduzione di suoni naturali preregistrati; esso disponeva di uno spezzone di nastro magnetico per ogni tasto. Lo spezzone non era chiuso ad anello, bensì era lasciato libero entro apposite guide contenute nel mobile sotto la tastiera vera e propria: premendo i tasti si poteva suonare lo strumento originale. Naturalmente una tecnica di questo tipo poteva funzionare soltanto con suoni privi di sostegno, di durata limitata ai pochi secondi trasferibili sui segmenti di nastro magnetico. Lo strumento era polifonico, ovvero che consentiva di suonare più tasti contemporaneamente, e la sua introduzione sul mercato discografico causò un notevole interesse.
Il primo sintetizzatore analogico polifonico prodotto in serie è stato l'Eminent 310, un organo elettronico entrato in produzione nel 1971 e dotato di una sezione di string ensemble (simulazione di orchestra d'archi) molto semplice. Il suo uso più celebre si trova nell'album Oxygène di Jean-Michel Jarre.
È dall'inizio degli anni ottanta che la produzione di sintetizzatori polifonici prese il via. Gli strumenti prodotti comunque presentavano grossi problemi di intonazione e di stabilità nel tempo, oltre ad avere punti deboli nella gestione in contemporanea di oscillatori e filtri.
Uno sviluppo nel senso dell'intonazione giunse dall'industria dei semiconduttori con la produzione di circuiti integrati per la realizzazione di organi elettronici e strumenti analoghi; nei sintetizzatori polifonici del periodo si otteneva la generazione digitale della forma d'onda e si eseguiva la relativa elaborazione analogica sottrattiva; il risultato era una perfetta intonazione dello strumento che però comportava la perdita di corposità del suono a causa della perfetta messa in fase fra i generatori, situazione che non si verifica in un'orchestra o in insieme di strumenti come una sezione d'archi o di ottoni. Infatti in un'orchestra ogni singolo strumento crea il proprio timbro caratteristico indipendentemente dagli altri; l'insieme di questa ricca struttura armonica genera il suono polifonico al quale siamo abituati.
Una soluzione giunse dalla giapponese Roland con le due serie di strumenti Juno e Jupiter che implementavano una filosofia molto interessante: l'utilizzo di generatori analogici mantenuti intonati da un generatore digitale. In questo modo l'intonazione restava propria del sistema digitale, mentre ogni singolo oscillatore poteva produrre la sua forma d'onda in modo asincrono rispetto agli altri, a tutto vantaggio del realismo polifonico.
Altri produttori svilupparono soluzioni in questa direzione: la ARP Instruments produsse l'ARP Omni che impiegava un generatore digitale unico secondo un classico schema da organo elettronico, mentre la tastiera agiva su una serie di formatori d'onda indipendenti. Lo strumento aveva una sezione di string ensemble derivata direttamente dall'Eminent 310 e questa tecnica permise allo strumento il raggiungimento di standard di realismo fino ad allora impensabili. Grande cura fu inoltre dedicata al modulo di effetto chorus che utilizzava tre linee di ritardo in parallelo rigorosamente tarate su tempi primi fra loro per evitare qualunque effetto di periodicità e di artificiosità nell'ascolto.
L'ARP Omni, disponendo inoltre di tre sezioni indipendenti (archi, ottoni, bassi), sia per timbro sia per tecnologia utilizzata rappresenta il primo esperimento in scala industriale di strumento multitimbrico: però la multitimbricità di ARP Omni non permetteva la vera distinzione con timbri diversi su note diverse, ma semplicemente ogni nota produceva tre timbriche diverse contemporaneamente instradate su tre uscite indipendenti (tipicamente archi, brass e basso).
Proseguendo in questa direzione la ARP Instruments, che si trovava in gravi difficoltà finanziarie, cedette Chroma, il suo ultimo progetto, all'americana Fender che lo mise in commercio nel 1982 al prezzo di sedici milioni e mezzo di lire. Il Chroma disponeva di sedici oscillatori analogici, perfettamente intonati come nello stile ARP (impiegando la tecnologia charge-pump), di sedici filtri e sedici amplificatori, tutti controllati mediante un microprocessore, con possibilità di interfacciarsi a un computer Apple per ottenere una vera polifonia multitimbrica; il risultato era ed è del tutto eccezionale sia sotto il profilo tecnico sia sotto il profilo della performance dal vivo.
Una delle caratteristiche dell'utilizzo del microprocessore, oltre al supporto di memorie per i vari timbri a disposizione del musicista, riguarda la generazione delle modulazioni. In un sintetizzatore analogico un modulo a controllo di tensione può essere oggetto di modulazione da parte di più moduli contemporaneamente: Keyboard Follow, oscillatore a bassa frequenza (LFO), ADSR, controlli estemporanei come pedali di espressione e/o Pitch Wheel e così via. In un sistema analogico la somma di tutte queste tensioni variabili porta facilmente a errori e imprecisioni che si traducono in inopportune stonature ed effetti non desiderati dal musicista. Il Chroma simulava tutte queste tensioni sotto forma di numeri eseguendo la somma algebrica dei valori di tutte queste sorgenti modulanti direttamente nei registri del microprocessore senza errore alcuno. Solo il dato finale veniva convertito in valore analogico con un DAC a 12 bit e inoltrato al modulo da controllare; il risultato era quindi molto preciso.
Sempre nel 1982 la giapponese Yamaha segnò un passo importantissimo in questo sviluppo mettendo in commercio il sintetizzatore DX-7 a modulazione di frequenza a 6 operatori; lo strumento suonava splendidamente e forniva suoni di ricchezza e complessità fino ad allora impensabili: campane, molle d'acciaio, violini con l'attacco dell'archetto e così via. La sua comparsa segnò il declino dei numerosi strumenti a sintesi sottrattiva esistenti all'epoca e aprì la strada agli standard della tecnologia digitale.
Pochi anni più tardi fecero la loro comparsa altri tipi di sintesi digitale; in effetti una volta poste le basi per fabbricare in larga scala strumenti gestiti da microprocessori sempre più potenti, risultò assai semplice adottare tecniche innovative per adattarsi alle crescenti esigenze dei musicisti.