Pianos Digitais - Parte 1 - Sintetizador de Som

Nesta sequencia de artigos irei falar um pouco sobre pianos Digitais. Não vou entrar em questões como o histórico (quando começaram a ser fabricados e etc) e também não pretendo abordar muitos termos técnicos. A ideia aqui é dar o entendimento ao público geral do que é um piano digital, e o que deve-se levar em conta na hora da escolha de um, ou ainda, se vale mais a pena a compra de um piano Digital, ou acústico.

Primeira coisa que precisamos ter em mente é que, obviamente um piano digital não irá gerar o som de forma física ou mecânica como em um piano acústico. Pianos digitais, produzem som eletronicamente, e  existem duas formas de fazer isto a se saber: Utilizando sintetizadores, ou um Sampler.

Sintetizador de Som

Um som sintetizado é todo som que é gerado em tempo real por um processador de som. Hoje,  99% dos teclados comuns do mercado possuem apenas sons sintetizados, e a qualidade destes sons varia de equipamento para equipamento, podendo ser muito realista em alguns casos, ou de qualidade pífia em equipamentos mais baratos, como teclados da cássio ou entrada de linha da Yamaha (e muitos outros chineses, principalmente).

Como funciona a síntese de som?

Bom, primeiramente, recordando das aulas de ondulatória na Universidade, devemos esclarecer algumas coisas referente ao som.

• O som é uma onda
• Esta onda possui uma frequência, amplitude e velocidade. (que geram um período)

Onda Sonora Simples

Bom, então você deve já estar pensando que, se eu conseguir produzir um som, por exemplo, com frequência de 440Hz, eu terei um LA, certo? Sim, você obterá, teoricamente, um LA. Mas com certeza, você não irá dizer "esta LA é de um piano".

Ai que mora o truque, e o problema.

O Som que ouvimos possui aquilo que comumente chamamos de "timbre", que irá definir que tipo de som nós estamos escutando. Este timbre é formado por várias coisas, desde o material que gera o som, como por exemplo, as cordas do piano, ao material que vai "reverbera-lo", como a placa metálica que compõe a arpa do piano, a caixa acústica e inclusive o ambiente onde ele está.

Levando tudo isto em consideração, devem aparecer mais "ondas sonoras", que são, em suma frequências harmônicas que irão gerar o timbre do som que estamos escutando. Logo, um LA de um piano, não é composto apenas por uma onda de 440Hz, mas sim por milhares de outras "ondas", que juntas formam um "espectro de onda", que devem gerar o som que nos escutamos.

Espectro de uma onda qualquer.

Note que, existem mais freqüencias além da frqüencia

"base" da onda.

Em experiência, na universidade, utilizamos um Software que era capaz de analisar uma determinada onda sonora. Colocamos um colega a falar uma palavra no microfone, e colocamos outro a falar a mesma palavra, cuidando para que ambos falassem na mesma entonação.

Desta forma, foi possível visualizar a diferença entre a voz de um e de outro, mesmo eles tendo falado na mesma tonalidade, é possível ver que algumas frequências aparecem mais na voz de um, do que de outro, gerando assim o timbre da voz, que é peculiar a cada um.

Espectro de som
Retirado de: http://www.atsp-audio.org/tecnica_dia.html

Gerando o som

Tendo estas informações em mãos, engenheiros podem criar um processador que consegue simular estas frequências. Eles analisam como é formado o timbre de um piano, e extraem as frequências básicas que existem no som do mesmo, gerando assim equações que consigam descrever este som, e por fim, algoritmos matemáticos e computacionais que consigam fazer algo próximo ao que ocorre no mundo real.

Processador de som Creative

A diferença entre as equações e o mundo real existe. Se você pegar um bom teclado, e analisar o espectro de onda gerado pelo timbre de seu som de piano, e comparar com um piano real, em suma, será muito parecido. Mas para o ouvido humano a diferença é grande. Justamente devido a diferença entre o som gerado por equações matemáticas (aproximação), e o som gerado no mundo real, que passa por diversas alterações impressas pelo meio ambiente e o instrumento.

Instrumentos mais caros e com poder de processamento maior, conseguem inserir mais variáveis a esta simulação, gerando um som mais realista e próximo ao real, logo, conforme a tecnologia avança, os engenheiros começam a adicionar novas funções, que inserem essas "mudanças ambientais", gerando sons mais realistas e puros. Porém, sempre devemos ter em mente que o som gerado por um sintetizador nunca será real, e ainda deve levar algumas décadas para ser realmente idêntico ao som gerado por um instrumento real, devido justamente ao poder de processamento necessário para efetuar todas as simulações necessárias, referente ao ambiente e materiais utilizados no instrumento.

Próxima parte: Pianos Digitais - Parte 2 - Sampler