The GAIA Project – Basic Synth Tutorial con Roland SH-01 GAIA

Written by Enrico Cosimi on . Posted in Gear, Tutorial

Parte 01 – Introduzione

Fin dalla sua apparizione nel 2010, il Roland SH-01 GAIA ha suscitato notevole interesse presso gli appassionati ed i professionisti per il suo approccio amichevole alle più intricate operazioni di creazione sonora: grazie all’impostazione molto grafica, GAIA può essere utilizzato da subito per creare sonorità complesse senza annegare nel mare dei parametri da regolare.

di Enrico Cosimi

 

In un secondo momento, la diffusione del programma GAIA Synthesizer Sound Designer ha consentito ai più curiosi l’accesso alle funzioni meno immediate dell’apparecchio, rendendo così evidente come – sotto l’aspetto giocherellone – il sintetizzatore fosse in grado di stendere parecchie apparecchiature della concorrenza. Per questo motivo, con o senza software di supporto, abbiamo deciso di mettere su strada una serie di tutorial volutamente semplificati, con cui padroneggiare velocemente le procedure di creazione per le timbriche più indispensabili nel normale vocabolario sonoro della produzione elettronica.

 

I concetti indispensabili

Roland SH-01 GAIA è un sintetizzatore virtual analog che utilizza il microprocessore per simulare in maniera eccellente il comportamento degli antichi sintetizzatori analogici; in questo modo, è possibile avere maggior controllo sul comportamento finale dell’apparecchio (non c’è nulla che possa scordarsi o andare in deriva termica) e si può sfruttare una timbrica piacevolmente riconoscibile.

La tecnica di generazione sonora utilizzata nel GAIA è tradizionalmente chiamata sintesi sottrattiva, che basa cioè il proprio funzionamento sulla possibilità di avere sorgenti sonore, inizialmente molto ricche di contenuto armonico, che sono poi scolpibili attraverso filtri e altri circuiti per isolare il tipo di suono richiesto dal musicista. Non è l’unica tecnica di sintesi diffusa nel mondo della musica elettronica, ma è quella che dal punto di vista commerciale ha dimostrato la maggior fortuna e facilità d’impiego. Come è ovvio, i sintetizzatori analogici o virtual analog come GAIA non possono riprodurre tutti i suoni del mondo, ma devono essere utilizzati per fare quello che sanno fare meglio: i suoni da sintetizzatore. Da questo punto di vista, GAIA è una macchina assolutamente affidabile.

Torniamo alla sintesi sottrattiva: il funzionamento del sistema si basa principalmente su tre componenti fondamentali, chiamati Oscillatore, Filtro e Amplificatore; i tre circuiti, indicati spesso con le vecchie sigle VCO – VCF – VCA (Voltage Controlled Oscillator, Filter, Amplifier, in ricordo dell’antica tecnologia analogica Anni 60 e 70) si occupano di precisi interventi nei confronti della produzione timbrica complessiva.

 

Ovvero:

  • Oscillatore (Voltage Controlled Oscillator): definisce l’intonazione, cioè la frequenza del suono che si vuole realizzare e, in base alla forma d’onda selezionata, il tipo di timbro in partenza su cui lavorare. Forme d’onda semplici come la sinusoide o la triangolare sono adatte a timbri “delicati”, forme d’onda più ricche come la quadra o la dente di sega sono più adatte a timbri importanti, con funzioni protagoniste. Maggiore è la ricchezza armonica di partenza fornita dall’oscillatore (o dagli oscillatori, se lo strumento ne possiede più d’uno), più ampio sarà il margine operativo concesso alle successive fasi di filtraggio e articolazione.
  • Filtro (Voltage Controlled Filter): permette di scolpire il suono generato in partenza dall’oscillatore togliendo tutto ciò che non si ritiene necessario; in base al funzionamento del filtro, sarà possibile elimirare precise porzioni timbriche (ad esempio, con il filtro passa basso, si elimineranno le acute, privilegiando le armoniche più basse); senza andare troppo lontano, il filtro può essere considerato un “super controllo di tono”, automatizzabile e controllabile a distanza attraverso generatori d’inviluppo o altri circuiti con cui produrre segnali di controllo.
  • Amplificatore (Voltage Controlled Amplifier): definisce il livello del segnale generato dal sintetizzatore per la durata della nota stessa; in base a quanto programmato con il generatore d’inviluppo, è così possibile avere suoni percussivi (di durata limitata), statici (con minor variazioni d’articolazione) o letargici (del tutto privi di variazioni di volume).

 

Controllo?

Quello che fa la differenza tra i circuiti presenti in un laboratorio di Fisica e quelli inseriti all’interno di un sintetizzatore è la predisposizione, in quest’ultimi, ad essere controllati dall’esterno, permettendo cioè al musicista di automatizzare i parametri più importanti grazie ad una serie di segnali inviati da precise sorgenti di controllo. Quali sono queste sorgenti di controllo? Ce ne sono diverse, alcune più evidenti, altre più nascoste. La tastiera musicale a tre, quattro o cinque ottave, è un controllo evidente con cui pilotare l’intonazione degli oscillatori, cioè specificare “che nota” si vuole ascoltare. Ad un livello meno evidente, nel sintetizzatore sono sempre presenti controlli ad andamento ciclico (ad esempio, gli oscillatori a bassa frequenza, utili per generare tremolo, vibrato, wah, panpot, eccetera) e ad andamento transiente cioè non ripetitivo (ad esempio, i generatori d’inviluppo, con cui articolare le diverse aperture/chiusure del filtro e l’andamento di volume previsto per l’amplificatore).

 

L’azione integrata di generazione-timbro-articolazione (oscillatore-filtro-amplificatore) e sorgenti di controllo (tastiera-inviluppi-eccetera) è alla base del funzionamento del sintetizzatore.

Saper “convertire” i propri desideri timbrici nella lista di operazioni necessarie al corretto funzionamento è compito del musicista elettronico che utilizza il sintetizzatore. Da questo punto di vista, con o senza programma GAIA Synthesizer Sound Designer, il modello Roland SH-01 GAIA è particolarmente adatto ad accompagnare i primi passi del musicista.

 

 

Tre è meglio di uno

A questo punto, prima ancora di mettere le mani sul Roland GAIA, le cose iniziano a farsi interessanti, proprio per l’accesso diretto che da pannello comandi è possibile mettere in atto nei confronti delle diverse sezioni Oscillatore, Filtro e Amplificatore (cioè, stando alle grafiche di pannello: OSC, FILTER e AMP). Ma le cose diventano ancora più interessanti quando, forti della tradizione Roland Tones, ci si rende conto che GAIA offre tre livelli indipendenti di programmazione, uno per ciascun Tone; e, dal momento che ciascun Tone ha il proprio corredo di oscillatore + filtro + amplificatore indipendente dagli altri, diventa facile immaginare la potenza timbrica ottenibile simultaneamente.

 

 

In base alle attitudini del musicista, è possibile lavorare di livello in livello agendo direttamente sul pannello comandi dell’apparecchio o spostarsi all’interno del software di editing su computer, per tenere tutto sotto controllo simultaneamente a schermo; ogni musicista si troverà più a suo agio in una condizione o nell’altra.

Il musicista ha due strade tra cui scegliere: programmare tre timbriche indipendenti tra loro, che lavorano “in somma” contribuendo per parti diverse al suono finale (ad esempio, il corpo principale di un suono d’organo, la sua percussione generata indipendentemente e un suono alternativo all’ottava superiore), o duplicare parte delle programmazioni sfruttando la sovrapposizione muscolare (ad esempio, clonando le regolazioni di filtraggio tra i tre livelli, per sfruttare simultaneamente tre oscillatori indipendenti come forma d’onda e come lieve variazione d’intonazione).

 

In aggiunta al normale comportamento di editing aid per la programmmazione, il software GAIA prevede la possibilità di lavorare come vero e proprio oscilloscopio in tempo reale, svelando – una volta per tutte – i misteri che si celano dietro le variations di forme d’onda (assolutamente non documentate sul manuale utente). Da questo punto di vista, l’accoppiata GAIA + software si conferma un’eccellenta piattaforma su cui mettere a punto un graduale percorso didattico. Ecco perché siamo qui.

 

Di cosa parleremo?

Nei prossimi incontri, con testo e supporto video (ma senza disdegnare l’action log previsto dall’editor esterno, con le sue possibilità di documentazione accurata), passeremo in rassegna le procedure per ottenere velocemente le più indispensabili timbriche elettroniche:

  • synth bass: con uno o più oscillatori, selezionando le forme d’onda e la loro articolazione in base all’impiego; dalla TB al prog alla IDM e ritorno;
  • synth brass: dai Toto a Jump, passando per gli inevitabili suoni Eighties;
  • synth strings: dalle string machine che hanno fatto il suono degli Anni 70, alle simulazioni più articolate e basate sull’adozione degli effetti di modulazione;
  • synth winds: dal flauto al flauto; e ritorno…
  • pads: tutto quello che serve per tirar fuori il classico tappeto cui affidare le armonie senza intasare il mixaggio;
  • synth lead: le pressochè infinite variazioni di timbrica con cui bucare un mixaggio combattendo all’ultimo assolo;
  • synth ring mod & hard sync: uscire dai consueti limiti armonici delle strutture analogiche;
  • synth percussion: timbriche percussive e alieni che atterrano;
  • electric piano: dalla fm/rm alla costruzione multilayer;
  • tastiere e tastiere: le classiche imitazioni analogiche di clavinet, hammond, distorted guitar, eccetera;
  • hoover sound: il classico timbro della supersaw nello splendore dei 70 mm;
  • synth fx & noise: tutto quello che rende unico il sintetizzatore, il suono che diventa elemento di creatività compositiva.

 

E ancora: cosa aspettarsi dagli effetti sul suono:

  • shift, bit crushing, distortion;
  • short modulation, flanger, phaser, chorus;
  • delay con e senza implicazioni ritmiche;
  • riverberazione e spazializzazione.

 

Benvenuti a bordo!

 

 

 

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Comments (24)

  • Lorenzo

    |

    Molto interessante e utile 😀
    Secondo lei quale sarà la difficoltà di trasporre gli argomenti trattati da un implementazione su gaia a un VA generico?

    Reply

    • Enrico Cosimi

      |

      difficoltà bassissima!!! nel senso che qualsiasi VA ha oscillatore – filtro – amplificatore; le cose iniziano a differire quando si parla di forme d’onda particolari, tipo le supersaw Roland o i comportamenti feedback oscillator che sempre Roland aveva implementato nel vecchio JP-8000 e che, se non ricordo male, non hanno avuto seguito presso altri costruttori.

      comunque, fintanto che si rimane sul terreno battuto, non ci sono problemi a trasferire i comportamenti da una struttura all’altra 😉

      Reply

      • Lorenzo

        |

        Grazie per la risposta. :)
        Chiedevo più che altro in merito alla struttura a tre livelli del Gaia e quanto pesantemente verrà sfruttata per programmare i suoni sopra descritti.
        Io come VA uso un Korg R3, che ha una struttura a due livelli ma con due oscillatori e la possibilità di avere un filtro per oscillatore per livello, quindi dovrebbe essere facilmente applicabile, tutt’al più forse dovrò faticare un po’ con gli inviluppi 😉

        Reply

        • Enrico Cosimi

          |

          beh, con i tre livelli di GAIA puoi fare ovviamente “una cosa in più” rispetto al KORG R3, però molto spesso, con i tre livelli ti trovi semplicemente a raddoppiare un comportamento timbrico per avere due oscillatori in lieve battimento… insomma, non è dato per scontato che ci debbano essere SEMPRE tre cose diverse simultaneamente 😉

          di sicuro, puoi venire facilmente a capo delle piccole differenze tra i due apparecchi…

          Reply

          • Lorenzo

            |

            😀

            Reply

  • Fabrizio

    |

    Che figata!!!

    Reply

  • Glenn Oxel

    |

    Dottl. Cosimi, inanzi tutto colgo l’occasione per salutarla e ringraziarla per la passione che riesce a infondere nelle sue lezioni di sintesi del suono… ma se permette vorrei farle un appunto ( io che faccio un appunto a Cosimi… è fantascienza), beh vado al dunque, se non erro e se la matematica non è un opinione, il Korg R3 a differenza del Gaia ha un’architettura suddivisa in due program, ognuno dei quali è formato a sua volta da due synth, corredati da 2 oscillatori i quali possono essere filtrati e modulati indipendentemente, quindi non capisco perchè lei affermi che il Roland puo fare una cosa in piu… Secondo il mio modestissimo parere puo farne una in meno… Il mio intervento non vuole essere assolutamente polemico, ma sa non ho resistito alla tentazione di correggere il Maestro… Distinti saluti da un suo allievo virtuale.

    Reply

    • Enrico Cosimi

      |

      è un piacere sapere di avere “allievi virtuali” !!! :-)

      ho un problema: nell’articolo non sono riuscito a recuperare dov’è l’aggancio al Radias; anche perchè, seguendo questo principio, l’Alesis Andromeda può fare suoni con 16 parti indipendenti, ciascuna delle quali contiene 2 oscillatori e 2 filtri, per un totale di 32 oscillatori e 32 filtri…

      o il waldorf q può fare 4 x 4 suoni simultaneamente, ciascuno dei quali con 3 oscillatori e 2 filtri, quindi 48 oscillatori e 32 filtri…

      insomma, ci sono decine di macchine più complesse e potenti di GAIA, ma non mi sembra di avervi fatto riferimento… ma magari ricordo male
      😉

      Reply

      • Glenn Oxel

        |

        Dott. Cosimi la ringrazio della tempestiva risposta… e le assicuro che il piacere è tutto mio… quando parlavo del Korg r3 mi riferivo a un “Reply” e non all’articolo… nella risposta lei affermava: “beh, con i tre livelli di GAIA puoi fare ovviamente “una cosa in più” rispetto al KORG R3”.
        Ri-colgo l’occasione per esternarle la mia stima e la mia gratitudine (seguendo i suoi articoli e le sue video lezioni si è riaccesa in me la passione per la sintesi del suono).

        Reply

  • Enrico Cosimi

    |

    ah, ma nel suo commento, l’autore del medesimo faceva riferimento ai DUE oscillatori del R3… casomai, l’appunto fallo a lui :-)

    Reply

  • Lorenzo

    |

    Ero io il possessore dell’R3.
    Facevo riferimento ai due oscillatori contenuti in un singolo timbre (o program o come lo chiamino ora).
    Consideravo solo due oscillatori perchè uno dei difetti dell’R3 è la scarsa polifonia. Ha in tutto 8 voci di polifonia che, naturalmente, si dimezzano quando si usano tutti e due i timbri, quindi, per avere il massimo di polifonia (comunque esigua) si possono sfruttare al massimo due oscillatori, due filtri selezionabili in parallelo, serie, o indipendenti, un eventuale subosc e tre inviluppi di cui però uno è assegnato nativamente all’amplificatore e gli altri due sono assegnabili liberamente un po’ a tutto (quindi anche ai livelli dei singoli oscillatori per avere due inviluppi di volume distinti).
    La polifonia non è un problema troppo grande finche si parla di bassi o di lead ma se si arriva anche alla simulazione di piani elettrici o clavinet allora tocca valutare la questione.
    Forse rileggendo il commento mi ero espresso un po’ male.

    Reply

  • Glenn Oxel

    |

    Ho preso un abbaglio… scusi se l’ho punta con il mio ap-punto.
    P.S. Dato che sono anch’io della capitale, posso sapere quando e dove posso seguire qualche suo seminario in Rome?… Grazie Maestro :)

    Reply

  • Glenn Oxel

    |

    Grazie Lorenzo per la delucidazione… è da pochi giorni che sono in possesso di un R3… usando le virtual patch non riesco a controllare l’inviluppo di volume separato per i 2 oscillatori del timbre… imposto la virtual patch EG3/OSC2level ma l’OSC2 continua a seguire l’inviluppo dell’OSC1 (impostati su individual)… Se puoi mi puoi fare uno schema… Thanks

    Reply

    • Lorenzo

      |

      Figurati, se posso essere utile mi fa piacere 😀
      Purtroppo gli oscillatori rimangono sempre sotto il controllo dell’eg2 come Amp eg predefinito.
      Per controllarli individualmente bisogna prima di tutto che l’eg2 sia nullo, ovvero 0 attack, 0 decay, full sustain e realease quanto basta.
      Poi metti i livelli degli oscillatori al volume iniziale da te desiderato e colleghi le patch come avevi fatto: eg1 –> osc1level e eg3 –> osc2level.
      Bisogna però considerare che le patch hanno un’escursione da -63 a + 63 mentre i livelli degli oscillatori vanno da 0 a 127, perciò con una singola patch se il livello iniziale dell’oscillatore è 0 arriverai al massimo a metà volume totale.
      Si può ovviare a questo o impostando due patch per ogni osc (i contributi si sommano percui avresti un escursione fino 126) oppure riequilibrando il volume scegliendo come waveshaper un lvlboost.
      Comuunque un paio di appunti:
      1) Così facendo abbiamo occupato tutti gli inviluppi, quindi le modulazioni dei filtri o saranno cicliche o seguirano gli inviluppi di volume.
      2) Nel caso il suono che si sta programmando sia destinato ad un utilizzo prettamente monofonico o duofonico consiglio di usare due layer distinti, magari utilizzando un solo oscillatore per layer se ne basta uno, perchè semplifica di molto le operazioni.
      3) Se l’obiettivo dell’operazione è solo quello di ritardare l’entrata di un oscillatore nel suono o aggiungere transienti (come per esempio in un simil piano) di solito esiste una parte del suono più sostenuta, quindi consiglio di settare l’eg2 (quello del volume) per un suono più sostenuto e di collegare come descritto sopra il volume del secondo oscillatore all’eg3, con 0 attacco e il giusto decay per i transienti o con tanto attacco e full sustain per ritardare l’entrata del secondo oscillatore,per esempio per un pad, così si risparmia un inviluppo buono per il filtro. 😀

      Reply

  • Glenn Oxel

    |

    La tua spiegazione mi è stata veramente utile… ora faccio un po di sperimentazione… Grazie Lorenzo sei stato gentilissimo :)

    Reply

    • Lorenzo

      |

      di nulla 😀

      Reply

  • Gianpaolo

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    Buongiorno, c’è una prosecuzione del tutorial?

    Reply

    • Enrico Cosimi

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      tutto quello che c’è è in rete; purtroppo, lo strumento è tornato alla base…

      Reply

      • Enrico Cosimi

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        continueremo il discorso, relativo agli argomenti ancora da approfondire, su altre piattaforme hardware 😉

        Reply

  • Elisa

    |

    Salve, avrei una domanda se è possibile! Io ho la gaia, collegata via USB al mio Mac, uso Logic Studio 9 e quello ke sto cercando di fare è sentire sulla mia daw solo il suono che mi arriva dalla gaia, il punto è che mi funge anche da controller, quindi se la suono sento anche il plug in che uso con un’altra tastiera (la quale mi fa da controller)! Com’è possibile suonare entrambi i suoni senza che la gaia mi legga anche il suono del plug in? Ho provato con le impostazioni della gaia… Tipo cancel/shift – vlink – osc variation – on/off effects… Che se non ho capito male dovrebbe fare questo lavoro! Ma non funziona! :( spero possa essermi d’aiuto! grazie!
    Elisa

    Reply

    • Enrico Cosimi

      |

      prova a aprire una traccia audio STEREO e poi collega le uscite left right della gaia agli ingressi della tua scheda audio…
      in questo modo, rinunci alla comodità dell’audio su usb, ma è sicuro che – registrando solo “quella” traccia che hai creato – non avrai altri segnali in mezzo…

      (dovrebbe funzionare)

      Reply

  • Elisa

    |

    Ciao, grazie della risposta! Per funzionare, funziona! Il problema è che volevo metterla in sync nel caso volessi usare l’arpeggio… Xo così come faccio?! (Senza usare il tap tempo chiaramente)! Se la collego via midi ad altri synth in modo che riceva il tempo da questi e faccio in modo che non mi suoni anche lo stesso suono di questi, non capisco perché non mi va l’arpeggiatore! In caso contrario va, ma se io da un’altro synth metto un arpeggio, mi riproduce sia il suono che l’arpeggio di questo, più il suono della gaia che li segue! Invece sto cercando di separare le 2 cose, potendo usufruire solo del suono della gaia coi suoi arpeggi, che vanno a tempo con gli altri strumenti! Premesso che ho dato a ogni synth una canale midi… A questo punto rimango senza idee! :/

    Reply

  • Enrico Cosimi

    |

    premesso che, da anni, non ho più il Gaia per fare prove dirette, devi mandare il MIDI Clock allo strumento – verifica nelle preferenze di Logic; e poi devi mettere Gaia in external sync, in modo che l’arpeggiatore risponda alla velocità ricevuta dall’esterno

    Reply

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