Sintesi additiva (musica elettronica)
La sintesi additiva è una tecnica di sintesi sonora che crea timbriche, quindi forme d'onda comunque complesse, sommando insieme singole onde, generalmente sinusoidali.
Teoria
In base alla teoria di Fourier, la forma d'onda di un segnale e il suo inviluppo nel tempo possono essere ottenuti matematicamente come combinazione di onde sinusoidali di frequenza multipla di una frequenza fondamentale (armoniche) e di onde sinusoidali parziali di frequenza e ampiezza diversa che, entrambe, possono crescere, mantenersi e decadere nel tempo. Questa teoria si può applicare anche alle forme d'onda generate da uno strumento musicale, consentendo così di scomporne il timbro e il suono in onde sinusoidali elementari.
La sintesi additiva sfrutta esattamente questo meccanismo per imitare il suono di qualsiasi strumento musicale, sommando l'uscita di più oscillatori usati come generatori di onde sinusoidali, modulati e regolati in modo da riprodurre la forma d'onda e quindi suono e timbro dello specifico strumento. Implementazioni alternative possono utilizzare wavetables pre-calcolate (in cui i parametri di frequenza, ampiezza e andamento nel tempo delle sinusoidi relative a uno specifico strumento sono preimpostati) o algoritmi basati su una transformata inversa veloce di Fourier.
Tecnicamente la sintesi più semplice da realizzare è la sintesi additiva a spettro fisso con sinusoidi in rapporto armonico fra loro.
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Esempio di sintesi additiva armonica in cui ogni armonica ha un'ampiezza dipendente dal tempo. -
Esempio di sintesi additiva inarmonica in cui sia l'ampiezza che la frequenza di ogni parziale sono dipendenti dal tempo.
Strumenti
I principali utilizzi di questa ed altre sintesi sonore sono stati i sintetizzatori o synth, sia nella forma di tastiera tradizionale, sia nelle forme di expander (un modulo autonomo pilotabile da un controller, generalmente una tastiera) che, molto dopo il suo esordio, di sintetizzatori virtuali, applicazioni in grado di essere eseguite su calcolatori e derivati
Esordi
Uno dei primi esempi di impiego della sintesi additiva è l'organo Hammond, un organo elettrico progettato e costruito da Laurens Hammond a partire dal 1935, in origine destinato alle chiese in alternativa ai più costosi organi a canne, poi di largo utilizzo nel jazz, blues, musica gospel. La generazione sonora si basa su tecnologie elettromeccaniche.
Il Rock
L'organo Hammond, dopo la diffusione nel jazz e blues, in misura inizialmente limitata ma sempre crescente, prese largamente piede nel rock e nel pop, con musicisti e complessi musicali quali Emerson, Lake & Palmer, Yes, Deep Purple, Pink Floyd, Genesis e altri ancora.
Successivamente, tra gli anni '70 e '80 il variare dei costi dei componenti elettromeccanici ed elettronici ha ridotto l'uso di questa tecnologia, che spesso è andata a suddividersi su due classi di prodotti: I costosi organi Hammond e derivati, sempre utilizzati dai cultori del genere, e prodotti economici di fascia bassa, che l'avvento dell'elettronica digitale ha fatto ulteriormente retrocedere.
Alcune aziende hanno comunque continuato a utilizzare questa tecnologia; un esempio è il Kawai K5 o alla metà degli anni 1980 il OSC OSCar a sintesi ibrida additiva/sottrativa, utilizzato largamente dagli Ultravox.
Il primo sintetizzatore ad utilizzare oscillatori digitali nella sintesi additiva, l'RMI Harmonic Synthesizer, risale al 1974, prodotto dalla Rocky Mount Instruments ma la diffusione di queste tecnologie dovrà attendere circa dieci anni per diffondersi nell'esecuzione musicale con l'ubiquitario Yamaha DX7, uno strumento non additivo ma a modulazione di fase.
Usi attuali
In seguito al revival e alla valorizzazione dei generi e delle sonorità degli anni 1970 e ad una discesa dei prezzi che ha portato a poter disporre di strumenti anche con centinaia di oscillatori, la sintesi additiva è ritornata in campo, ed è attualmente utilizzata sia su hardware, su tastiere di diversi marchi prodotti negli anni 2000, sia implementata su applicazioni software di sintesi sonora come Csound (synth virtuali) su calcolatori e derivati, come i tablet.