"Sistema Modular de Síntese de Sons com Controle Automático por Computador"
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(REV. 04/2003)

sintetizador de sons programável
(G.S. - 1978)

Em 1974, enquanto trabalhava como fotógrafo no Curso Anglo, comecei a fazer experimentos com circuitos eletrônicos, na tentativa de montar um sintetizador analógico inspirado nos equipamentos da R.A. Moog. Através do então professor Conrado Montineri, ex-colega do Grêmio Politécnico, obtive acesso a um laboratório no Departamento de Engenharia Elétrica, onde pude testar os circuitos com um osciloscópio.

Logo entrei em contato com outro professor, Celso de Oliveira (músico nas horas vagas), que estava interessado no desenvolvimento de um sintetizador. A idéia dele era mais ambiciosa; utilizar técnicas digitais para gerar formas de onda programáveis. O projeto logo ganhou apoio de outros professores do Departamento (Massola, Orsini, João José Neto, entre outros) e ganhou "status" de desenvolvimento exploratório em sistemas digitais.

Com componentes doados pela FDTE e pelo Departamento, começamos o desenvolvimento de protótipos dos vários módulos constituintes. Em pouco tempo, o trabalho era tanto, e tão interessante, que pedi demissão do Anglo para dedicar-me quase que integralmente ao projeto. 

O sistema de síntese sonora (gerador de timbres) era baseado em um painel de 16 chaves deslizantes, através das quais era possível "desenhar" a forma de onda. As posições das chaves eram codificadas em 4 bits por ponto, e podiam ser armazenadas em memórias. Isto permitia acesso rápido a vários timbres pré-programados, durante a operação. 

Em seguida, foi desenvolvido o teclado. Partimos de 12 geradores LC, individualmente sintonizáveis, que eram selecionados e divididos pelo circuito do teclado, resultando em uma freqüência final que era encaminhada ao gerador de timbres. Os osciladores usavam diodos "varicap" e aceitavam uma entrada de modulação em freqüência, para proporcionar vibrato. 

As teclas, de madeira, foram conseguidas pelo Celso na Diatron (fábrica de órgãos eletrônicos). Os contatos foram retirados de relês telefônicos.

Para permitir "glissandos" e portamento, foi desenvolvido um inovador circuito de "Phase Locked Loop" com controle exponencial do VCO. Desta forma, era mantida a precisão e estabilidade dos osciladores digitais, mas proporcionando portamento linear em escala musical (logarítmica). 

Os demais módulos de processamento (filtros, VCA, geradores de envoltória) eram basicamente analógicos, podendo receber comandos do computador através de conversores D/A de uso geral.

          

Gerador de Envoltória (duplo) e painel do Gerador de Timbres (G.S. 2003)

Se bem me lembro, partiu do Prof. João José Neto (do LSD - Laboratório de Sistemas Digitais)  a idéia de interligar o sintetizador ao "Patinho Feio". Este era o nome do primeiro computador brasileiro, desenvolvido no LSD. Todos os módulos do sintetizador foram então projetados para permitir controle dos parâmetros pelo computador. Para isso era necessária uma interface de comunicação; antes do software de controle ser finalizado no "Patinho Feio", o sintetizador tocou a primeira música comandado por uma máquina Telex, a partir de uma fita perfurada. Isso foi aproximadamente em abril de 1975. Claro, na época, não havia protocolo MIDI...

Sintetizador sem fios de Programação
Sintetizador sem os fios de programação (patches) (G.S. 1978)

Foi desenvolvido um programa, denominado "Compilador de Partituras", que permitia codificar parâmetros musicais a partir de uma linguagem descritiva, em forma de texto, e controlar o sintetizador em tempo real. Como o sintetizador era monofônico, era necessário sincronizar gravações múltiplas quando a música exigia acordes ou contraponto. Isso era feito através de uma base de tempo (1 kHz), registrada em um dos canais de um gravador de fita estéreo. Devido à precariedade dos equipamentos de áudio disponíveis, o máximo que foi tentado foi gravar uma música com 4 vozes (trecho de "Langsamer Satz", de Anton Webern, partitura cedida pelo pianista Caio Pagano, então professor na ECA).

 

 1    * SOLFEGIETTO , PH. EMANUEL BACH

 2    * PRIMEIRO CANAL

 3    GRAVA,1

 4    TEMPO,34,-3

 5    COMP,4,4,64

 6    TOM,DO,<

 7    1,0,MI,4,-4

 8    1,0,TIMBRE,9BDEEEEEEEEEEDB9

 9    1,10,GRTMB,1

10    1,10,LETMB,1

11    CSTAC,4

12    2,0,MI,4,4

13    2,20,MI,5,4

14    2,24,RE,5,4

Trecho inicial de "Solfegietto" de C. P. E. Bach, codificado no Compilador de Partituras

Posteriormente, o "Patinho Feio" (com sua CPU de 8 bits) foi substituído por um minicomputador HP 21MX (16 bits, 1 MHz (!)), também com zero kbytes de disco rígido. Todos os programas e músicas (bem como compiladores e sistema operacional) eram preparados em fita de papel perfurada, e tinham que caber nos 8 kbytes de memória RAM.

       

Fitas de papel perfurado com músicas e softwares (G.S. 2003)

No HP, foi desenvolvido um "Compilador Rápido", usando uma notação sintética em hexadecimal, mais fácil de digitar porém mais difícil de entender. Outros programas desenvolvidos geravam música aleatória, com controle das probabilidades relativas de notas, tempos e/ou intervalos.

 

*DENSITY 21.5 *          

3<23%,0P,0T,

K3M,60T,

35,6T,34,36,58T,31,LT,36,8T,

31,24T,37,

31,18T,37,60T,K3M,18T,

35,6T,34,36,1LT,34,34T,31,10T,37,K3M,

8T,31,37,36,10T,39,28T,3J,58T,37,10T,3J,

Trecho inicial de "Density 21.5" de Edgar Varèse, codificado no Compilador Rápido

Para gravação a duas vozes, era necessário utilizar dois gravadores. O primeiro (gravador de fita de rolo, 1/4", estéreo) era usado para gravar a primeira voz (em um canal) e  a base de tempo para sincronização (1 kHz, no outro canal). Na gravação da segunda voz, normalmente só estava disponível um gravador cassette, enquanto o gravador de rolo reproduzia a primeira voz e a base de tempo. Várias gravações foram perdidas; de algumas outras, restou só a primeira voz. Dentre as músicas que foram codificadas e gravadas, na época, podemos citar:

  • "Ária na Corda Sol", de J. S. Bach

  • "Bachianinha No. 1", de Paulinho Nogueira (mp3, 2'35", 560 kbytes)

  • "Solfegietto", de Carl Philip Emmanuel Bach (mp3, 1'17", 300 kbytes)

  • "Continuum", de György Ligeti (partitura cedida pela cravista Helena Hollnagel)

  • "Fuga II do Cravo Bem Temperado", de J. S. Bach

  • "Teoria da Informação", de Dagomir Marquezi (composta especialmente para este sintetizador)

Muitas pessoas contribuíram para a realização deste projeto, entre elas:

  • Celso de Oliveira - coordenação geral, idéias e objetivos;
  • Guido Stolfi (eu) - desenvolvimento de circuitos, montagem, operação, software HP;
  • João José Neto e Eloah Cunha - Software Patinho Feio;

e ainda: Egmont Shimizu ("Shinbum"), Carlos Freitas, Francisco Eduardo Espuny, André Luiz Mello, Prof. Orsini, José Walter Campos, etc.

Mais recentemente, devemos ao jornalista Teophilo Pinto a publicação de uma nota na revista "Keyboard Magazine" (Julho de 2000, pg. 18, na seção "Keyboard of the Month").

Keyboard Magazine