คีย์บอร์ด Yamaha DX7 ที่ไม่ได้ผลิตแล้ว

 (kevinboone.me)
1 คะแนน โดย GN⁺ 2024-12-06 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • Yamaha DX7 ที่เปิดตัวในปี 1983 แสดงให้เห็นว่าซินธิไซเซอร์ดิจิทัลสามารถกลายเป็นเสียงมาตรฐานของเพลงป๊อปยุค 1980 ได้ และมีเรื่องเล่ากันว่า preset ‘Electric Piano 1’ ปรากฏอยู่ในผลงานอัลบั้มที่ออกในปี 1986 มากกว่า 60%
  • จุดแตกต่างไม่ใช่ฟิลเตอร์แอนะล็อก แต่เป็นการสังเคราะห์เสียงด้วย operator บนพื้นฐานของ frequency modulation โดยมี polyphony 16 เสียงและการผสม operator 6 ตัว ทำให้สร้างเสียงอิเล็กทรอนิกส์ที่แปลกหูสำหรับยุคนั้นได้
  • ในทางทฤษฎี ช่วงของโทนเสียงกว้างมาก แต่เพราะจอแสดงผล 2 บรรทัด ปุ่มหลายฟังก์ชัน และการเปลี่ยนแปลงค่าตั้งที่คาดเดาได้ยาก ผู้ใช้จำนวนมากจึงหยุดอยู่แค่ preset ในตัว 32 แบบ
  • ราคาเปิดตัวในสหราชอาณาจักรปี 1983 อยู่ที่ £1300 หรือประมาณ £5000 ตามมูลค่าปี 2024 แต่ก็ยังถูกกว่าซินธิไซเซอร์แอนะล็อกแบบ polyphonic และ DX7 รุ่นดั้งเดิมขายได้ 150,000 เครื่อง
  • เมื่อราคาของไมโครโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำลดลง การสังเคราะห์เสียงแบบ sampling ก็แพร่หลายขึ้น และทุกวันนี้การ sample DX7 จริง หรือใช้ software emulator มักง่ายกว่า

เสียง DX7 ที่ประทับตราลงบนเพลงป๊อปยุค 1980

  • เสียงของ Yamaha DX7 แพร่หลายจนถึงขั้นนิยาม เพลงป๊อปยุค 1980 ได้
  • โดยหลักการแล้ว มันสามารถสร้างโทนเสียงได้แทบไร้ขีดจำกัด แต่นักดนตรีจำนวนมากแทบไม่ใช้อะไรเกินกว่า preset ในตัว 32 แบบ
  • ผลก็คือเสียง DX7 มีเอกลักษณ์ชัดเจนจนฟังเพียงไม่กี่วินาทีก็จำได้
  • ธีมของรายการทีวี Twin Peaks เป็นตัวอย่างเด่นที่ทำให้นึกถึงเสียง DX7 ได้ง่าย
  • ในอัลบั้มที่ประสบความสำเร็จช่วงกลางทศวรรษ 1980 แทบจะหากรณีที่ไม่ได้ยิน DX7 ได้ยาก และมีเรื่องเล่ากันว่าแค่ preset ‘Electric Piano 1’ ก็ปรากฏในผลงานอัลบั้มที่ออกในปี 1986 มากกว่า 60%
  • DX7 Mark I รุ่นดั้งเดิมเป็นอุปกรณ์ที่ใหญ่และแข็งแรงพอจะโยนขึ้นท้ายรถตู้ได้ และแม้ membrane keypad จะใช้งานไม่สะดวก แต่ก็ทนเบียร์หกใส่ได้ดี

จุดเริ่มต้นที่ต่างจากซินธิไซเซอร์แอนะล็อก

  • คีย์บอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ก่อน DX7 ส่วนใหญ่สร้างเสียงด้วย วิธีแอนะล็อก
    • electronic oscillator สร้างโทนที่มีระดับเสียงตรงกับคีย์ แล้วฟิลเตอร์และวงจรปรับแอมพลิจูดเปลี่ยนคุณลักษณะของเสียง
    • เป็นวิธีที่พยายามเลียนแบบ reed, string, pipe, resonating body และ amplitude envelope ของเครื่องดนตรีจริงด้วยอิเล็กทรอนิกส์
  • ซินธิไซเซอร์แอนะล็อกในยุค 1970 และต้นยุค 1980 ส่วนใหญ่เป็น monophonic จึงเล่นได้ครั้งละหนึ่งเสียงเท่านั้น
    • เมื่อกดคีย์ใหม่ เสียงก่อนหน้าจะถูกตัด
    • เพราะเล่นคอร์ดได้ยาก ในเพลงป๊อปจึงมักใช้เป็นเครื่อง lead ที่รับทำนองเป็นหลัก
  • ซินธิไซเซอร์แอนะล็อกระดับสูงอย่าง Minimoog สามารถใช้ expression wheel เพื่อดัดระดับเสียงหรือเปลี่ยนลักษณะของฟิลเตอร์ได้ และกลายเป็นเสียงตัวแทนของ progressive rock ยุค 1970
  • ซินธิไซเซอร์แอนะล็อกแบบ polyphonic ที่เล่นได้หลายเสียงพร้อมกันต้องทำสำเนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์เดิมหลายชุด บางครั้งถึงขั้นต่อหนึ่งชุดต่อหนึ่งคีย์ จึงมีราคาแพงมาก

การสังเคราะห์ด้วย operator และ algorithm

  • DX7 ทำงานด้วยวิธีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากซินธิไซเซอร์แอนะล็อกยุค 1970
  • การสร้างเสียงทั้งหมดเป็นดิจิทัล และไม่ใช่แนวทางที่เลียนแบบวิธีสร้างเสียงแอนะล็อกเดิมในรูปแบบดิจิทัลด้วย
  • ฐานแนวคิดคือ frequency modulation
    • ตัวสร้างโทนคลื่นไซน์ตัวหนึ่งเปลี่ยน pitch ของอีกโทนหนึ่ง และโทนนั้นก็ไปเปลี่ยนอีกโทนต่อไปในลักษณะนี้
    • ที่ความถี่ต่ำ modulation แบบนี้จะกลายเป็น vibrato ทั่วไป แต่ใน DX7 โทนที่ modulate กันล้วนอยู่ในช่วงที่ได้ยิน จึงให้เอฟเฟกต์ที่ไม่เป็นแบบดั้งเดิม
  • องค์ประกอบ frequency modulation ของ DX7 เรียกว่า operator
    • ใน polyphony 16 เสียง แต่ละเสียงมี operator 6 ตัว รวมเป็น 96 ตัว
    • การจัดวางหลายแบบที่เอา output ของ operator ไปเข้า input ของ operator อื่น เรียกว่า algorithm
  • Algorithm 31 และ 32 ให้ operator ทุกตัวมีส่วนโดยตรงต่อ output
    • หากตั้ง pitch ของ operator ทั้งหกเป็นพหุคูณต่าง ๆ ของระดับเสียงพื้นฐาน ก็สามารถสร้างเสียงที่คล้าย drawbar organ ได้
    • operator แต่ละตัวสามารถมี amplitude envelope ต่างกันได้ จึงยืดหยุ่นกว่า
  • Algorithm 16–18 นำ output สุดท้ายมาจาก operator ตัวเดียว ส่วน operator อีกห้าตัวโต้ตอบกันและ modulate pitch ของมัน
  • โครงสร้างเช่นนี้ทำให้ DX7 สร้างได้ตั้งแต่เสียงแนวออร์แกนที่ลื่นไหล ไปจนถึง เสียงอิเล็กทรอนิกส์ที่หยาบและกังวาน ซึ่งไม่เคยได้ยินมาก่อนในยุคนั้น

การทำงานแบบดิจิทัลและผลสำเร็จด้านยอดขาย

  • การสร้างเสียงของ DX7 จริง ๆ แล้วเป็น การคำนวณทางคณิตศาสตร์ ทั้งหมด
    • microcontroller แบบสั่งทำพิเศษคำนวณแบบดิจิทัล แล้วส่งผลลัพธ์ไปยัง digital-to-analog converter (DAC)
    • sample rate โดยรวมอยู่ที่ประมาณ 60kHz จึงจัดการความถี่ที่เกินขีดจำกัดการได้ยินของมนุษย์ได้
    • สัดส่วนขององค์ประกอบความถี่สูงอาจเป็นปัจจัยที่สร้างเสียง ‘brilliant’ อันเป็นเอกลักษณ์ของ DX7
  • เทคโนโลยี operator ของ Yamaha ต่อมาแพร่ขยายออกไปนอก DX7 โดยเฉพาะใน sound card ของ PC
    • มีการค้นพบว่าหาก operator เริ่มจากคลื่นสี่เหลี่ยมแทนคลื่นไซน์ จะต้องใช้ operator น้อยลงในการสร้างเสียงที่น่าสนใจ
    • Yamaha ขายชิปเสียง OPL2 แบบ 2-operator และ OPL3 แบบ 4-operator
    • OPL3 เป็นส่วนหนึ่งของ sound card SoundBlaster 16 ที่ได้รับความนิยมอย่างมาก
  • ในปี 1984 Yamaha เปิดตัว CX5M ซึ่งเป็น workstation สำหรับแต่งเพลงครบชุดที่มีโมดูลสังเคราะห์เสียงแบบ operator
  • DX7 รุ่นดั้งเดิมขายได้ 150,000 เครื่อง
    • เป็นตัวเลขที่สูงมากสำหรับเครื่องดนตรีคีย์บอร์ด และมากกว่า Minimoog ซึ่งถือเป็นรุ่นยอดนิยมถึง 10 เท่า
    • ในสหราชอาณาจักร มันวางขายในปี 1983 ในราคา £1300 ซึ่งเทียบเท่าประมาณ £5000 ตามมูลค่าปี 2024
    • แม้จะแพง แต่ก็ยังถูกกว่าซินธิไซเซอร์แอนะล็อกแบบ polyphonic มาก

ข้อจำกัดด้านการใช้งานและการเสื่อมความนิยมอย่างรวดเร็ว

  • DX7 ประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่ก็ยังมีข้อจำกัดแปลก ๆ อยู่หลายอย่าง
  • แม้จะได้รับการประเมินว่ามีเสียงที่ ‘brilliant’ แต่ในช่วงเสียงสูงที่ปลายขวาของคีย์บอร์ด ความสว่างนั้นลดลง ทำให้ octave สูงสุดอาจฟังดูทึบไปบ้าง
    • สาเหตุที่เป็นไปได้มีการกล่าวถึงการออกแบบ DAC แต่เมื่อพิจารณาความใส่ใจที่ Yamaha ลงในงานออกแบบทั้งหมด ก็เป็นไปได้ว่า DAC ถูกปรับเช่นนั้นเพื่อเอาชนะข้อจำกัดอื่นในสายการประมวลผล
    • DX7 ใช้เพียง DAC 12 บิต
    • ในปี 1983 มี DAC 16 บิตที่ใช้ในฟอร์แมต audio CD อยู่แล้ว ดังนั้นข้อจำกัดอาจไม่ได้อยู่ที่การเลือก DAC เอง แต่อยู่ที่การคำนวณภายในมากกว่า
    • อย่างไรก็ตาม สาเหตุที่แน่ชัดยังไม่แน่นอน
  • ปัญหาที่ใหญ่กว่าคือ ความยากในการโปรแกรม
    • user interface มีเพียงจอแสดงผล 2 บรรทัด และปุ่มทุกปุ่มมีฟังก์ชันอย่างน้อยสี่อย่าง
    • แทบเป็นไปไม่ได้ที่จะรู้ว่าต้องตั้งค่า operator อย่างไรเพื่อให้ได้เสียงเฉพาะที่ต้องการ
    • การเปลี่ยนค่าตั้งเพียงเล็กน้อยอาจส่งผลต่อ output อย่างรุนแรง
    • ซินธิไซเซอร์แอนะล็อกอาจสร้างเสียงเครื่องดนตรีจริงได้ไม่ดีนัก แต่เมื่อเปลี่ยนการควบคุม ก็ยังพอคาดเดาได้ว่าจะเกิดเอฟเฟกต์แบบใด
  • ผู้ใช้จำนวนมากจัดการ DX7 ด้วยการลองปรับค่าต่าง ๆ แบบเกือบสุ่ม แล้วบันทึก configuration ที่ฟังเข้าท่าไว้
    • สามารถตั้งชื่อชุดโทนเสียงได้ แต่การป้อนชื่อผ่าน membrane keypad ที่ใช้งานไม่สะดวกนั้นทำได้ยาก
    • สามารถบันทึกค่าตั้งลง memory cartridge เพื่อใช้ค่าของตัวเองบน DX7 ของคนอื่นหรือ DX7 ในสตูดิโอบันทึกเสียงได้
    • มีกรณีแลก cartridge DX7 กับนักคีย์บอร์ดคนอื่นด้วย
  • ต่อมา Yamaha ขยายไลน์ DX7 อย่างต่อเนื่อง
    • Mark IID มี split keyboard ทำให้กำหนดเสียงต่างกันให้กับพื้นที่คนละส่วนของคีย์บอร์ดได้
    • Mark IID ใช้ DAC 16 บิต
    • ไม่แน่ชัดว่าความละเอียดการคำนวณภายในสูงขึ้นด้วยหรือไม่ หรือ Yamaha ตัดสินว่า DAC ของรุ่นก่อนหน้าไม่เพียงพอ
    • รุ่นต่อมามีปุ่มควบคุมเชิงกลจริงแทน membrane keypad ของ Mark I และบางรุ่นมี floppy disk drive ด้วย
  • อย่างไรก็ตาม รุ่นต่อมาเข้าใกล้ความสำเร็จของ Mark I ไม่ได้ และตระกูล DX7 ก็เสื่อมความนิยมอย่างรวดเร็ว
  • ราคาของไมโครโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำที่ลดลงผลักเครื่องดนตรีคล้าย DX7 ออกไป
    • FM synthesis ของ Yamaha เข้าใจยาก แต่ด้วยเทคโนโลยีดิจิทัลช่วงต้นทศวรรษ 1980 ถือว่าค่อนข้างทำได้ง่าย
    • เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ก็สามารถสังเคราะห์เสียงด้วยการ sample เครื่องดนตรีจริงได้
    • Sampling เป็นวิธี brute-force ที่น่าเบื่อ แต่หากมีพลังประมวลผลและหน่วยความจำเพียงพอ ก็ถือว่าค่อนข้างเรียบง่าย
  • ทุกวันนี้ การผลิตเพลงดิจิทัลส่วนใหญ่มีพื้นฐานจาก sampling
    • หากต้องการเสียง DX7 บนคีย์บอร์ดเวทีสมัยใหม่ การ sample DX7 จริงมักง่ายกว่าการจำลองการคำนวณของ DX7
    • ในงานสตูดิโอ สามารถใช้ software emulator ของ DX7 สำหรับ audio workstation ยอดนิยมได้
    • Emulator ยังทำให้สร้างเสียงสไตล์ DX7 แบบใหม่ ๆ ที่ทำด้วย sample อย่างเดียวไม่ได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-12-06
ความคิดเห็นบน Hacker News

  • เมื่อมองย้อนกลับไป การประเมินแบบที่ว่า DX7 และเครื่องแนวเดียวกันเป็นทางอ้อมแปลก ๆ ของพัฒนาการดนตรี และ “การสังเคราะห์แบบ operator ไม่สมเหตุสมผลในเชิงตรรกะ” นั้นดูแปลก เหมือนเขียนราวกับว่า FM synthesis หายไปแล้ว
    ตัว DX7 เองสุดท้ายก็ปลดระวางไป และซินธิไซเซอร์อย่าง M1 ก็ได้รับความนิยม แต่หลังจากนั้น Yamaha ก็ยังออกซินธิไซเซอร์ FM รุ่นเรือธงอีกหลายตัว และ FM synthesis ก็ยังถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลายรูปแบบจนถึงทุกวันนี้ ทั้งปลั๊กอิน, DX7 emulation, ฮาร์ดแวร์เฉพาะอย่าง Korg Opsix·Elektron Digitone, FM-X ของ Montage/MODX หรือเอนจิน FM ของ Hydrasynth/Nord ยังมีตัวเลือกบูติกอย่าง ReFace DX, Volca FM ด้วย และ DX7 วินเทจก็ยังมีราคาค่อนข้างสูงในตลาดมือสอง

    • ถ้าใช้เวลาแค่ 20 นาทีทำความเข้าใจ FM/PM synthesis ก็จะไม่พูดว่า “ไม่สมเหตุสมผลในเชิงตรรกะ”
      เหตุผลจริง ๆ ที่ผู้คนเลิกใช้ DX7 คืออินเทอร์เฟซที่จำกัด แต่ somehow FM กลับเหมือนโดนใส่ร้ายแทน ซินธ์แบบ subtractive synthesis ที่มีปุ่มหมุนหนึ่งปุ่มต่อหนึ่งฟังก์ชันนั้นเข้าใจง่าย แต่ถ้าต้องควบคุมด้วยปุ่มสามปุ่มกับข้อความย่อหนึ่งบรรทัด มันก็ไม่สนุกเลยเหมือนกัน
    • ถ้าอยากลอง FM synthesis ขอแนะนำ Korg Opsix อย่างยิ่ง DX7 นั้นการโปรแกรมเพื่อเปลี่ยนเสียงเดิมหรือสร้างเสียงใหม่ทำได้ยากมากเพราะ UI แต่ Opsix ให้จัดการองค์ประกอบอย่าง operator, envelope, LFO ด้วยปุ่มหมุนและสไลเดอร์เฉพาะ รวมถึงเมนูที่ปรับด้วยปุ่มหมุนจริงได้
      มันเปลี่ยนการไล่เมนูและกดปุ่มเพิ่ม/ลดแบบสมัยก่อนให้กลายเป็นประสบการณ์ที่คุ้มค่าและโต้ตอบได้มากขึ้น ผมใช้ Opsix เล่นสดในวง และใช้ Yamaha KX76 รุ่นเก่า ซึ่งเหมือนเป็นพี่ใหญ่ของคอนโทรลเลอร์เฉพาะสำหรับ DX7 เป็นคอนโทรลเลอร์ จึงได้ข้อดีของทั้งสองโลก สัมผัสการกดคีย์ของคีย์บอร์ดในยุคนั้นยอดเยี่ยมมาก
    • แม้ FM synthesis จะเข้าใจยากสำหรับนักดนตรีทั่วไป แต่บทความก็พลาดประเด็นว่าทำไมมันจึงน่าดึงดูด แก่นสำคัญคือ timbre
      เมื่อกดคีย์เปียโนเร็วขึ้น ดีดสายแรงขึ้น หรือเป่าลมเข้าแซกโซโฟนแรงขึ้น เสียงไม่ได้แค่ดังขึ้น แต่โครงสร้างฮาร์มอนิกและ timbre ก็เปลี่ยนไปด้วย การสังเคราะห์แบบแอนะล็อกสร้างปฏิกิริยาแบบนี้ได้ยาก และ DX7 มีความตอบสนองนี้อยู่ในแนวคิดหลักของ FM synthesis
      DX7 เป็นเครื่องดนตรีที่ต้องเล่นถึงจะเข้าใจได้ ไม่ต้องพึ่ง modulation wheel, joystick หรือ knob ก็เปลี่ยน timbre ได้จากวิธีกดคีย์เพียงอย่างเดียว และ ความสามารถในการถ่ายทอดผ่านการเล่น นี้เองที่ทำให้ FM น่าเชื่อถือ Roland linear arithmetic synthesis, vector synthesis และ multisampling ของ M1 ก็ล้วนตามมาสำรวจพื้นที่นี้ในภายหลัง แต่ทั้งหมดเกิดหลัง DX7
      ความเฉพาะตัวของ FM synthesis อยู่ที่การตอบสนองของ timbre ต่อความหนักเบานั้นไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมาก ถ้าใช้ผิดก็จะคาดเดาไม่ได้ แต่ถ้าหาจุดดี ๆ ในพื้นที่พารามิเตอร์เจอ ก็จะได้เสียงเฉพาะตัวที่เหมือนทั้งระฆังและวงสตริงออร์เคสตรา หรือเหมือนกีตาร์แต่มีวิญญาณของแซกโซโฟน
      DX7 มีพารามิเตอร์ที่ให้ควบคุมความไวต่อ velocity ของ operator แตกต่างกันตามตำแหน่งคีย์ ทำให้โน้ตต่ำและโน้ตสูงมีคาแรกเตอร์ต่างกันได้ ปรากฏการณ์ “ความสว่างลดลง” ที่ผู้เขียนกล่าวถึง ก็น่าจะเป็นผลจากการไม่เข้าใจ sound design ของ FM อย่างถูกต้อง หากไม่โปรแกรมเส้นโค้งเหล่านี้ โน้ตสูงจะฟังแหลมบาดหูได้ง่าย
      FM synthesis ของ DX7 แยกคิดออกจากคีย์บอร์ดจริงที่มากับเครื่องได้ยาก หากจะทำ preset FM ที่ดี ต้องจูนให้เข้ากับการตอบสนองของคีย์บอร์ด รวมถึง velocity curve ด้วย และในความหมายนั้น แม้มันจะเป็นดิจิทัลซินธ์ แต่ก็เป็นเครื่องดนตรีที่มีความเป็นแอนะล็อกมาก
      เหตุที่ DX7 แทบไม่มี knob หรือ slider ก็เพราะคีย์ทั้ง 60 คีย์ทำหน้าที่เสมือน knob และ slider อยู่แล้ว ดังนั้นการที่ ePiano ของ DX7 ไปอยู่ใน 60% ของอัลบั้มใหม่ ๆ ไม่ใช่เพราะมันแค่เลียนแบบ Rhodes ได้ แต่เพราะมันทำให้นักดนตรีควบคุม timbre ของเครื่องดนตรีด้วยนิ้วระหว่างการเล่นได้
      เหตุผลที่ทุกวันนี้ยังมีเครื่องดนตรี FM ใหม่ ๆ ออกมาเรื่อย ๆ เช่น Liven XFM, Korg Opsix, Arturia Minifreak, Reface DX ก็เพราะแม้การเลียนแบบเครื่องดนตรีจริงด้วย sampling อย่างเดียวจะทำได้ง่าย แต่มันยังไม่เพียงพอ หากต้องการสร้างเสียงใหม่ที่แตกต่าง จำเป็นต้องมีมากกว่านั้น
      ผมมองว่าความสำเร็จของ DX7 เกิดจากการผสานกันของแพ็กเกจทางกายภาพที่เป็นคีย์บอร์ด, อัลกอริทึม และ preset ที่ปรับแต่งให้เข้ากับทั้งสองอย่างนี้ ซินธ์ FM รุ่นใหม่ก็มีโอกาสฮิตได้เต็มที่ หากจัดองค์ประกอบเหล่านี้ให้ลงตัวและไม่กั๊กทั้งลำโพงในตัวกับ preset ความพิเศษของ FM ไม่ได้ถ่ายทอดผ่านเดโมเสียงอย่างเดียว แต่ปรากฏชัดจากความรู้สึกเมื่อได้ลองเล่นด้วยตัวเอง
    • บทความที่รำลึกถึง DX7 เองถือว่าดี แต่การประเมินเรื่อง FM synthesis ยังขาดข้อมูลอยู่พอสมควร วิธีสังเคราะห์พื้นฐานที่ใช้สร้าง timbre ทางดนตรี นับจริง ๆ ก็มีแค่ subtractive, additive, granular, wavetable และ frequency modulation ประมาณนี้ และซินธิไซเซอร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันก็ใช้รูปแบบที่พัฒนาต่อหรือผสมผสานเทคนิคพื้นฐานเหล่านี้
      FM เป็นหนึ่งในองค์ประกอบพื้นฐานเหล่านั้น จึงไม่ได้หายไป แต่แพร่กระจายไปแทบทุกที่ ชิปเสียงเรียกเข้าของโทรศัพท์มือถือส่วนใหญ่ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ก็มีมันอยู่ด้วย เมื่อไม่นานมานี้ RF doorbell chime ราคา 3 ดอลลาร์ที่ซื้อจาก AliExpress ก็มีเสียงให้เลือกซึ่งล้วนให้กลิ่นอาย FM ชัดเจน เป็นเรื่องน่าสนใจที่แม้ตอนนี้ FM synthesis ก็ยังอาจเป็นวิธีที่ถูกกว่าคลื่นตัวอย่างเมื่อต้องสร้าง timbre ที่ซับซ้อน
      กระบวนการที่ FM synthesis ก้าวจากงานวิจัยวิชาการเข้าใจยากของ Stanford ไปสู่ผลิตภัณฑ์สำเร็จที่ส่งอิทธิพลต่อวัฒนธรรมป๊อประดับโลกก็น่าสนใจ แต่บทความแทบไม่ได้แตะประเด็นนี้เลย https://usa.yamaha.com/products/contents/music_production/sy...
    • DX7 ไม่ได้ซื้อขายกันแพงมากนัก เพราะมีของในตลาดเยอะ ถ้าจ่ายเกิน 600 ดอลลาร์ ก็ถือว่าซื้อแพงไป และยังหาในช่วง 400 ดอลลาร์ได้ไม่ยาก

  • คำพูดที่ว่าเสียง “ทื่อ” ในอ็อกเทฟสูง ๆ นั้น น่าจะไม่ได้เป็นเพราะข้อจำกัดของ DAC แต่เป็นเพราะ aliasing ของ อัลกอริทึม phase modulation รุนแรงขึ้นในย่านเสียงสูง
    การมอดูเลชันทำให้เอาต์พุตเกิดฮาร์มอนิกสูง ๆ และเมื่อฮาร์มอนิกเหล่านี้สูงกว่าความถี่ Nyquist หรือก็คือครึ่งหนึ่งของความถี่สุ่มตัวอย่าง มันจะพับกลับเข้ามาในย่านที่ได้ยิน และสร้างสัญญาณรบกวนที่ฟังดูดิจิทัลมากและไม่น่าฟัง
    ผู้ออกแบบ DX จึงใส่ keyboard scaling ไว้ในโอเปอเรเตอร์เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งนี้ วิธีคือยิ่งเล่นคีย์สูงขึ้น ก็ยิ่งลดปริมาณการมอดูเลชันที่ใช้ลง เพื่อลด aliasing ให้ต่ำจนแทบไม่ได้ยิน แต่ถ้าใช้แรงเกินไป ความซับซ้อนของฮาร์มอนิกในโทนเสียงจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด จึงรู้สึกว่าเสียงทื่อ

    • ผมเคยคิดว่า keyboard scaling มีวัตถุประสงค์ทางดนตรีล้วน ๆ เช่น เพื่อเลียนแบบเอฟเฟกต์ที่โทนเสียงเปลี่ยนไปเมื่อความสูงเสียงเพิ่มขึ้นในเครื่องสายดีด
      หนึ่งในสิทธิบัตรสำคัญของ DX7 กล่าวถึงการเพิ่มฟิลเตอร์ค่าเฉลี่ยในเส้นทาง feedback การเฉลี่ยตัวอย่างปัจจุบันกับตัวอย่างก่อนหน้าช่วยลด aliasing ความถี่สูงได้ และที่เอาต์พุตหลักก็มีฟิลเตอร์ low-pass 16kHz ด้วย
      ยังมีเอกสารที่อธิบายการทำงานของ feedback FM อย่างลึกซึ้งด้วย: https://ristoid.net/modular/fm_variants.html
    • เท่าที่ทราบ มี การใช้งาน DX7 ใหม่ ๆ ออกมามากมายบนฮาร์ดแวร์ที่ทันสมัยกว่าอย่าง Raspberry Pi
      ผมคิดว่าถ้าเป็นฮาร์ดแวร์สมัยใหม่ น่าจะรันอัลกอริทึมด้วยอัตราประมวลผลที่สูงขึ้นเพื่อลด aliasing ของโน้ตสูง ๆ และหลีกเลี่ยงความจำเป็นของ keyboard scaling เพื่อรักษาโทนเสียงของโน้ตสูงไว้ได้

  • ถ้าอยากรู้รายละเอียดทางเทคนิคของ DX7 ผมได้รวบรวมงาน reverse engineering DX7 และซินธิไซเซอร์ FM รุ่นอื่น ๆ ของ Yamaha ไว้ที่นี่: https://ajxs.me/blog/tag/DX7.html
    Ken Shirriff ก็วิเคราะห์ชิปเสียง DX7 ได้ยอดเยี่ยมเช่นกัน: https://www.righto.com/2021/11/reverse-engineering-yamaha-dx...
    สารคดี DX7 ของ MadFame ก็ดีมาก: https://www.youtube.com/watch?v=sXt_NXjc7oY
    มีซอฟต์แวร์จำลอง DX7 ที่ค่อนข้างสมจริงอยู่มาก เช่น Dexed และยังมี implementation ที่ควรได้รับการยอมรับในด้านความแม่นยำด้วย: https://github.com/chiaccona/VDX7

    • การออกแบบ ASIC ของ DX7 นั้นน่าทึ่งจริง ๆ พวกเขาใช้เทคนิคสารพัดเท่าที่นึกออก เช่น shift register 96 ขั้น ตาราง lookup สำหรับสร้างคลื่นไซน์ เพื่อให้ทำงานได้ภายใต้ข้อจำกัดของเทคโนโลยีในยุคนั้น
      ตาราง lookup ก็ฉลาดมาก คือไม่ได้เก็บทั้งตาราง แต่เก็บเพียงครึ่งเดียว และเก็บค่า log2() แทนค่าจริง เพื่อให้ในการคำนวณโอเปอเรเตอร์ใช้การบวกแทนการคูณได้
    • ทันทีที่เห็นคำว่า “bit-accurate” ผมก็กด Ctrl+F หา “rate” และเมื่อเห็นข้อความว่า “resampling จาก sample rate พื้นฐาน 49kHz” ก็รู้สึกว่า implementation นี้จริงจัง
    • มี implementation สำหรับ SuperCollider ที่ดีด้วย: https://github.com/everythingwillbetakenaway/DX7-Supercollid...
    • Dexed ก็ยอดเยี่ยม และ Arturia ก็มี implementation ที่แม่นยำพอ ๆ กัน: https://www.arturia.com/products/software-instruments/dx7-v/...
    • ยังมีช่อง YouTube ดี ๆ เกี่ยวกับคีย์บอร์ดเรโทรเก่า ๆ ที่น่าดูในบริบทนี้ด้วย: https://www.youtube.com/c/KeenOnKeys

  • Anthony Marinelli นักแต่งเพลงภาพยนตร์และซินธ์โปรแกรมเมอร์ให้ศิลปินหลายคน รวมถึง Michael Jackson เพิ่งทำซีรีส์สารคดีเกี่ยวกับการสังเคราะห์เสียงแบบ FM และผู้ประดิษฐ์ John Chowning โดย DX7 ถูกพูดถึงหลายครั้งร่วมกับ Synclavier ซึ่งออกมาก่อนและใช้วิธีสังเคราะห์เสียงแบบเดียวกัน
    Chowning กับ DX7: https://youtu.be/Mu8lHX-xuSg
    FM และการประยุกต์ใช้สมัยใหม่: https://youtu.be/Pl7BY4C9Cg4, https://youtu.be/Uoiqy5mkUKE
    Synclavier: https://youtu.be/G5T7NBLSY0c

    • Synclavier ก้าวไปไกลถึงขั้นมีฟังก์ชัน resynthesis ด้วย คือเมื่อป้อนเสียงเข้าไป Synclavier จะพยายามสร้างเสียงสั้น ๆ นั้นขึ้นใหม่ด้วยการสังเคราะห์เสียงแบบ FM
    • ตอนนี้อนาคตที่สามารถใช้ Synclavier บน iPhone ได้มาถึงแล้ว: https://www.synclavier.com/synclavier-go/

  • ถ้าอยากลองฟังด้วยตัวเอง ก็แค่ติดตั้ง Dexed: https://asb2m10.github.io/dexed/
    จากนั้นดาวน์โหลดและแตกไฟล์ https://hsjp.eu/downloads/Dexed/Dexed_cart_1.0.zip แล้วใน Dexed ให้โหลดคาร์ทริดจ์ “Original Yamaha/DX7 ROM/ROM1A” จากนั้นลองเล่น Whitney Houston ด้วย “E PIANO 1” ได้เลย ถ้าโหลด “BASS 1” แล้วเล่นอินโทรของ Danger Zone ก็จะได้ยินว่า velocity ของโน้ตส่งผลต่อ attack อย่างไร

  • วิศวกรของ Yamaha ทำอะไรได้มากมายด้วยทรัพยากรที่น้อยมาก เท่าที่จำได้ หากดูจาก OPL2 ที่ใช้ในการ์ด PC AdLib รุ่นดั้งเดิม เสียงทั้งหมดมาจากตาราง lookup แบบจำนวนเต็ม 10 บิต ที่แทน 1/4 ของหนึ่งคาบคลื่นไซน์
    ผ่านการเลื่อนบิตและการบวก·ลบ จนได้สตรีมข้อมูลคล้าย floating point 13 บิต แล้ว DAC ก็แปลงมันเป็นซาวด์แทร็กและเอฟเฟกต์เสียงของเกมจำนวนมหาศาล นอกจากโครงสร้าง FM feedback แล้ว ขั้นของ envelope ที่ฉับพลันและหยาบก็เป็นสิ่งที่สร้างบุคลิกของเสียง ความดิบของการคำนวณจำนวนเต็มที่รวดเร็วปรากฏออกมาตรง ๆ โดยไม่มีการทำค่าเฉลี่ยหรือ interpolation ที่ประณีต

    • มีข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติมเกี่ยวกับ OPL2 และภาพของ ชิปที่ถูก decap: https://yehar.com/blog/?p=665
      ซินธ์ FM แบบ 4 operator ที่ Yamaha ทำหลัง OPP/YM2164 ของ DX100 ให้เสียง lo-fi อันเป็นเอกลักษณ์เพราะความยาวของตาราง log-sine ชิป 4 operator ใช้ตัวอย่าง 256 ค่าในคลื่น log-sine 1/4 คาบ ส่วน DX7 ใช้ 1024 ค่า ยิ่งตารางไซน์ยาวขึ้น โทนเสียงก็ยิ่งนุ่มนวลขึ้นมาก
      ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง: https://www.righto.com/2021/11/reverse-engineering-yamaha-dx...
    • ผมคิดมาตลอดกว่า 30 ปีว่าสิ่งอย่าง OPL3 เป็น อนาล็อก ไม่เคยรู้เลยว่าการทำงานของซินธ์แบบนั้นเกิดขึ้นในโลกของตัวเลข

  • คำพูดที่ว่า “เครื่องดนตรีเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นเพียงหัวข้อสนใจเชิงวิชาการ และนึกไม่ออกว่ามีวงไหนใช้บนเวที” นั้นผิดอย่างมาก Prophet 5, Oberheim 4/8 voice, Roland Jupiter 8, MemoryMoog และโดยเฉพาะ Yamaha CS80 ล้วนออกมาก่อน DX7 และถูกใช้กันอย่างกว้างขวางทั้งบนเวทีและในสตูดิโอ
    เพียงแต่มันแพงมหาศาลจนไกลเกินเอื้อมสำหรับคนทั่วไป นอกจากนี้ยังมี string synthesizer แบบ polyphonic เต็มรูปแบบด้วย แต่ก็ใกล้เคียงกับเทคโนโลยีออร์แกนวินเทจที่วางซินธิไซเซอร์แบบง่ายมาก ๆ ไว้ใต้แต่ละโน้ต
    ตอนที่ DX7 เปิดตัว Roland และ Korg ก็มีเครื่องดนตรีกึ่งอนาล็อกที่ผสาน oscillator ควบคุมแบบดิจิทัลเข้ากับวงจรอนาล็อกส่วนที่เหลืออยู่แล้ว สิ่งที่ทำให้ DX7 โดดเด่นคือคีย์บอร์ดตอบสนองต่อ velocity และให้ polyphony ถึง 16 เสียง แม้เหยียบ sustain pedal แล้วเล่น ePiano ด้วยคอร์ดแจ๊สหรู ๆ ก็ยังตอบสนองต่อนิ้ว และเสียงไม่ถูกตัดอย่างโจ่งแจ้งเกินไป
    ขีดสูงสุดของ polysynth อนาล็อกล้วนคือ 8 เสียง ส่วนรุ่นราคาถูกอยู่ราว 4~6 เสียง นั่นหมายความว่าคอร์ดแจ๊สซับซ้อนพร้อม sustain ทำได้ยาก เสียงของ DX7 บางกว่าและฟังดูเป็นอะคูสติกกว่า อีกทั้งทะลุมิกซ์ออกมาได้ดี polysynth อนาล็อกขนาดใหญ่ให้เสียงหนากว่า แต่เหมาะกับ string/brass pad, เอฟเฟกต์พิเศษ และ lead มากกว่า จึงใช้งานอเนกประสงค์ได้น้อยกว่า
    หลังจากนั้น Yamaha พยายามยกระดับการสังเคราะห์เสียงไปอีกขั้นด้วย physical modeling ที่จำลองสาย เครื่องเป่า และวัตถุสั่นพ้องได้ละเอียดขึ้น ออกเครื่องดนตรีที่น่าสนใจแต่แพงมากอยู่ไม่กี่รุ่นแล้วก็ล้มเลิกไป การเลียนเสียงจริงนั้น sampling ทำได้ดีกว่า และเสียงสังเคราะห์จาก physical modeling ก็พูดยากว่าน่าสนใจกว่า FM มากนัก
    ตอนนี้พลังประมวลผลมีเพียงพอแล้ว เทคนิคสังเคราะห์เสียงที่เมื่อก่อนเป็นไปไม่ได้จึงอาจใช้งานจริงได้ น่าจะถึงเวลาของการปฏิวัติอีกครั้ง แต่ในเชิงวัฒนธรรมดูเหมือนความสนใจต่อการทดลองจะไม่มากนัก เสียงอิเล็กทรอนิกส์ แม้รวม modular แล้ว ก็ยังอยู่ในช่องว่างเล็ก ๆ ไม่กี่กลุ่ม และแรงผลักดันให้ออกไปสำรวจนอกนั้นก็อ่อน

    • ข้ออ้างท้ายบทความที่ว่า “การผลิตเพลงดิจิทัลแทบทั้งหมดในปัจจุบันอิงกับ sampling” ก็ไม่ถูกต้องเช่นกัน subtractive synthesis และ FM synthesis ยังถูกใช้กันอย่างแพร่หลายมาก
    • เครื่องดนตรีบางตัวใช้ divide-down oscillator เพื่อให้ polyphony เต็มรูปแบบ
      ความใหม่จริง ๆ ของ DX7 ไม่ได้มีแค่ velocity และ polyphony 16 เสียง แต่ยังอยู่ที่มันสร้างเสียงที่ subtractive synthesis อนาล็อกทั่วไปทำไม่ได้ด้วย ด้วย FM ซึ่งในทางปฏิบัติใกล้เคียงกับ phase modulation ทำให้ attack ของแพตช์เคลื่อนไหวได้ราวกับเป็น waveform ที่ต่างจาก release อย่างสิ้นเชิง และปฏิสัมพันธ์ระหว่าง operator ทำให้โทนเสียงเปลี่ยนไปอย่างมากตามเวลา ความสมจริงที่ซินธ์อนาล็อกใด ๆ สร้างไม่ได้เลยนี่เองคือความใหม่
      https://www.youtube.com/watch?v=1ApmgnKkqaI
    • การดูแคลนทำนองว่า “วงดนตรีไม่ได้ใช้ polysynth ในการแสดง” นั้นผิด จริง ๆ แล้วพวกเขาใช้ เพียงแต่ช่วงเวลาที่ทำได้ในเชิงเศรษฐกิจมีประมาณ 5 ปี
      ใน Stop Making Sense ของ Talking Heads มี Sequential Prophet 5 โผล่อยู่หลายจุด และ Van Halen ก็มีชื่อเสียงว่าใช้ Oberheim ถ้าเป็นอัลบั้มช่วงต้นยุค 80 ที่มีซินธ์ แทบทั้งหมดก็ใช้เครื่องดนตรีแบบนั้น
    • Physical modeling กำลังกลับมาแรงอีกครั้งในปัจจุบัน Osmose เป็นตัวอย่างที่ดี โดยรวม sound engine แบบ physical modeling และ polyphonic aftertouch เข้ากับคีย์บอร์ดที่สามารถเขย่าคีย์ไปด้านข้างเพื่อเปลี่ยน pitch ของแต่ละโน้ตแยกกันได้
      ผมมีอยู่เครื่องหนึ่ง และมันทำให้สร้างเสียงเหมือนกำลังเล่นเครื่องดนตรีอะคูสติกที่มีการแสดงออกสูง ซึ่งอาจมีอยู่จริงหรือไม่ก็ได้ ได้ง่ายมาก เสียงต่างจาก FM ทุกแบบที่เคยได้ยินมาอย่างสิ้นเชิง และแสดงอารมณ์ได้มากกว่า sample นักดนตรีมืออาชีพจำนวนมากก็ยกย่องมันอย่างมาก จึงพูดยากว่าการทดลองตายไปหมดแล้ว
      ไม่ได้มีแค่ Osmose เท่านั้น ปลั๊กอินเปียโนยอดนิยม Pianoteq ก็เป็น physical modeling ล้วน ๆ และเสียงยอดเยี่ยม คีย์บอร์ด workstation บางรุ่นก็ใช้ physical modeling
      https://www.expressivee.com/2-osmose
      https://www.soundonsound.com/reviews/modartt-pianoteq-8
    • ในวงของผม nadir bliss ก็เคยใช้เครื่องหนึ่ง Sean ชอบมันมาก และน่าจะยังเล่นทุกวันอยู่จนถึงตอนนี้
      มันเป็นเนื้อเสียงที่ได้รับความนิยมในหมู่ศิลปินอินดี้บนอินเทอร์เน็ตช่วงราวปี 2014~2020 หรือโลกที่เรียกว่า bedroom pop พวกเราออกไปทาง post-punk ที่ดังและวุ่นวายมากกว่า แต่บางเพลงก็มีอารมณ์แบบ bedroom pop อยู่เหมือนกัน: https://nadirbliss.bandcamp.com/album/sharp-distance-2

  • คำกล่าวที่ว่า “เมื่อสามารถแซมเปิลเครื่องดนตรีจริงได้ วิธีสร้างเสียงที่คล้ายกันด้วยคณิตศาสตร์ก็กลายเป็นของล้าสมัยในไม่ช้า” นั้นถูกอยู่บ้าง แต่ของชิ้นถัดมาที่ทำให้ผมปล่อยให้ DX7 นอนอยู่ที่บ้านก็คือ Ensoniq EPS-16+
    https://www.vintagesynth.com/ensoniq/eps-16

    • ว่าด้วย Ensoniq มีบทความดี ๆ ที่เล่าถึงอิทธิพลอันมากมายที่พวกเขามีต่ออุตสาหกรรมดนตรี: https://reverb.com/news/history-of-ensoniq-samplers-mirage-e...
    • Bob Yannes หนึ่งในผู้ก่อตั้ง Ensoniq ยังเป็นผู้สร้างชิป SID ในตำนานที่อยู่ใน Commodore 64 ด้วย
    • พูดอย่างเป็นธรรมแล้ว สำหรับการจำลองเครื่องดนตรีจริงทางกายภาพนั้น physical modeling โดยทั่วไปเข้าใกล้กว่ามาก ผมมองว่า FM เสียเปรียบสำหรับงานนี้ เพราะความแปรผันของฮาร์มอนิกมีน้อยกว่า
    • Pianoteq น่าจะใกล้เคียงกับตัวจำลองเปียโนที่ดีที่สุด แต่ก็มีเสียงเฉพาะตัวของมันเอง เข้าใกล้ของจริงแล้ว แต่ในขณะเดียวกันก็ยังห่างอยู่มาก

  • บทความพูดถึงซาวด์การ์ดของ PC แต่ชิปซินธิไซเซอร์ตระกูลนี้ก็พบได้ค่อนข้างทั่วไปใน วิดีโอเกมโดยรวม ช่วงราวปี 1985–1995
    ถูกใช้ใน Master System, Genesis, Neo Geo, Capcom CPS1/CPS2, Sega System 16, Midway Y-Unit/T-Unit, Namco System 1/2 และยังมีบอร์ดเฉพาะจำนวนมากของ Data East, Konami, Taito มากเสียจนนับไม่ถ้วน

  • ตอนทำเอฟเฟกต์เสียงและดนตรีของเกม Wilderplace ผมใช้ WebDX7 สร้างเสียงแทบทั้งหมด DX7 ไม่มี noise ล้วน ๆ หรือฟิลเตอร์ จึงยกเว้นเฉพาะ white noise บางส่วนที่ปั้นไว้สำหรับเสียงฝน และการซีเควนซ์กับการสังเคราะห์ทั้งหมดเกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ภายในเกม
    DX7 สนุกอย่างบ้าคลั่งในการทำงานด้วย เหมือนกำลังปั้นดินเหนียว แพตช์ของ DX7 เมื่อซ้อนทับกันจะให้ความรู้สึกใสแต่ก็อบอุ่น และไม่ทับถมกันจนขุ่นเหมือนเครื่องดนตรีแบบใช้แซมเปิลเป็นฐาน ถึงอย่างนั้นก็มีความยากตรงที่เศษตกค้างแบบดิจิทัลค่อย ๆ สะสม แต่ผมก็คิดว่านั่นเป็นส่วนหนึ่งของความงามที่หยาบและเป็นธรรมชาติของมัน
    อย่างไรก็ดี ผมอยากลองสัมผัส FM synthesizer ที่เป็นสเตอริโอ ใช้ GPU มี dynamic range สูง และมีกราฟ operator ที่กำหนดค่าได้ทั้งหมดสักครั้ง