Sintetizando sonidos: el bombo electrónico

Máquinas recientes como la Elektron Analog Rytm o la Roland TR-8 son ejemplo de la vitalidad de la percusión sintética. Implementación analógica en la primera y emulación digital la segunda, pero un mismo gusto por disponer de sonidos de percusión resultado de la síntesis, no necesariamente fundados en muestro de los originales acústicos.

Hay un carácter particular y diferenciado en el sonido de la percusión sintetizada que ha generado un conjunto de timbres que eran en su día pobre imitación e imposible reemplazo de los acústicos, pero que hoy son necesarios por sí mismos, como colores propio muy reconocibles, característicos de ciertos estilos. Además, como siempre, el disponer de un modelo sintetizado nos permite variar y ajustar el sonido, personalizándolo para que encaje mejor en el tema y mezcla que estemos creando.

Hoy abordamos algunas técnicas para crear bombos desde un sintetizador.

Desde la DR-55 Dr. Rhythm (mi primera caja de ritmos programable), pasando por los generadores de ritmo en los órganos de los 70, y llegando a las TRs, la necesidad de poder sintetizar y hacer sonar varios timbres hizo de las cajas de ritmo los primeros equipos de síntesis polifónicos y multitímbricos. A cambio, en lugar de unos sistemas de síntesis abiertos y complejos, cada uno de los timbres (BD, SD, HH, etc.) se creaba con un circuito diseñado ad hoc, y siempre buscando minimizar el número de componentes necesarios. Diseños simples pero muy pensados para conseguir un determinado conjunto de sonidos.

Es muy llamativo el contraste de esa simplicidad con el ingenio que a veces tenemos que aplicar si queremos recrear uno de estos sonidos desde un sintetizador más convencional. El mismo ingenio que tuvieron quienes, con un mínimo de componentes, crearon esos diseños electrónicos originales.

Un bombo tiene el cilindro lateral relativamente rígido, al que están unidas la membrana frontal y la membrana trasera. Esta última normalmente abierta, con un agujero para poder ubicar más cómodamente la microfonía.

El parche que es percutido genera una variedad de parciales, que no son estrictamente armónicos. Hay una serie principal asociada a los modos radiales de vibración que es casi armónica. Pero aparecen también otros parciales acompañándola, asociados a otros modos de vibración que soporta el parche, debido a que es una superficie y tiene dos dimensiones que actúan e interactúan.

Al quedar un volumen de aire encerrado entre las dos tapas, la caja de resonancia que se forma impone sus propias reglas de coloración que favorecen ciertas regiones de frecuencias. El material del que esté hecho el elemento percutor determina buena parte del resultado… No vamos a continuar hacia un análisis acústico profundo. Pero sí recalcamos algunos elementos fundamentales cara al bombo electrónico:

• El ‘click’ inicial, correspondiente al encuentro del percutor con el parche. Su presencia y carácter (incisivo o suave, brillante u oscuro,…) determinan la ‘pegada’ inicial.
• La duración y evolución global del sonido, que definan el cuerpo, siempre grave, pero en el que pueden encontrarse variedad de matices. Por ejemplo, el uso de mantas u otros amortiguadores (incluido el ‘retener’ el percutor sobre el parche) pueden acortar la duración y elevar la sensación de tono.
• La riqueza de componentes inicial rápidamente desaparece para concentrarse en una serie casi armónica, pero no perfectamente armónica y generalmente opaca.
• Hay una variación de la sensación del tono percibido a lo largo de la duración del sonido. Variación que puede ser tanto ‘hacia arriba’ como ‘hacia abajo’. Bombos electrónicos de uno y otro tipo han aparecido en según qué cajas de ritmo.

Como ejemplo de los muchísimos tipos de sonoridades de bombo electrónico, En este vídeo escucháis los diferentes bombos presentes en la biblioteca del iMS-20.

Las claves básicas para lograr este tipo de sonidos es lo que nos interesa, combinarlas y ajustarlas a tu gusto será tu labor.

Se trata de un único oscilador, en un registro convenientemente grave, y sometido a una variación de su afinación que la haga caer, más rápidamente en el ataque, y de una forma más leve en el mantenimiento del sonido. Es habitual que el mismo generador de envolvente se use para la variación de volumen y de afinación.

La forma de onda no necesita ser particularmente rica y extensa en armónicos. Una triangular puede ser suficiente, pero será necesario desplazarla a una octava suficientemente grave. Probando distintas afinaciones acabaréis por encontrar aquella que más encaje con vuestro tema e intención.

Si disponéis de senoidal es también una candidata, pero habrá que tener en cuenta que si es extremadamente grave su reproducción en muchos casos puede ser difícil. Puede resultar inaudible más allá de su activación inicial, que se oiría como un chasquido. Muchos altavoces incapaces de reproducir tonos tan bajos ofrecerían silencio tras ese chasquido. En definitiva posiblemente una octava ultra grave que resulta bien para sintetizar el bombo con triangular gracias a la presencia de armónicos, necesita desplazarse hacia arriba si cambiamos a la pureza de una senoidal.

Como ejemplo de bombo basado en oscilador mirad el diseño del kick4 del iMS20 que habéis podido oír en el vídeo. Es el OSC1 el que se usa (el otro está a 0 en el mixer), porque es el que ofrece onda triangular. Está ajustado a la octava más grave posible.

Veis que los filtros tienen la resonancia a cero, sólo se aplican para retirar parte del espectro. El LPF usa la ENV2 (ajustada a un decay simple) para no filtrar el ataque y sí volver más opaco el sonido a medida que se desarrolla. Veis también el uso del HPF para retirar un poco de la zona más extremadamente grave del espectro, retirando subgraves que podrían complicarnos la vida.

La caída de la afinación se consigue en este caso aplicando ENV1 invertido (REV OUT de ENV1) al control de FREQ de los osciladores. Ha habido que usar REV OUT porque en ENV1 no hay una fase decay, sólo hay ataque (pero el ataque invertido nos sirve para tener una caída gradual en el arranque).

Además, y para conseguir una cierta realimentación/distorsión, parte del sonido de la salida (signal out) se realimenta a una entrada externa del filtro.

Si en lugar de senoide o triangular usamos formas más generosas en armónicos como diente de sierra o rectangular, será casi siempre necesario tamizarlas con un filtro que retire buena parte de su contenido y las concentre en bajas frecuencias. Pero usar una cuadrada sin filtrar permite obtener un bombo que recuerda al de los videojuegos de primera generación, tan limitados en sus capacidades de síntesis que realmente escupían cuadradas digitales hacia el altavoz y generaban un sonido ‘basura’ que tiene su propia personalidad. Por ejemplo el Kick7 del MS20 usa OSC1 con cuadrada en registro grave (32’). El filtrado que realiza el LPF es mínimo, sólo retirada del extremo más agudo (está ajustado a 6,5 en una escala de 10). Este diseño muestra también otro aspecto curioso: el ‘decay’ para la afinación del OSC1 y para la frecuencia del LPF no se está realizando con ninguna envolvente, sino con el LFO. Está ajustado a rampa decreciente, con una frecuencia lenta y con redisparo cada vez que se arranca una nota. En definitiva el LFO funciona en la práctica como si fuera un generador de envolvente. ENV1 queda sin uso y ENV2 está aplicada sólo al VCA.

En un análisis simplista parecería que la arquitectura de oscilador y envolvente nos genera sólo el ‘cuerpo’ del bombo, pero que no cuenta con elementos suficientes para poder definir la ‘pegada’, el ‘click’. Muchos bombos electrónicos tienen un destacadísimo golpe inicial. El truco está en aplicar un contorno de tipo ‘doble decay’. Eso permitiría una veloz variación en el arranque, sucedida por una mucho más relajada a posteriori.

Con algunos sintes no habrá manera de aplicar esta estrategia. No es sólo que en muchos, el MS20 por ejemplo, no haya envolventes con doble decay. También importa y mucho cómo de veloz puede llegar a ser la envolvente. Es importante que ese primer decay de la envolvente sea realmente veloz. Eso nos permitirá jugar con diferentes matices para el ‘click’ inicial. Comparemos estas dos envolventes.

A efectos de la síntesis de nuestro bombo necesitamos llegar a evoluciones vertiginosamente rápidas como la de la derecha.

Una evolución lenta podrá percibirse por el oído como un cambio gradual de color. Una evolución suficientemente rápida, impide percibir el cambio, y el resultado debe interpretarse más en términos de una modulación, de una coloración. Cualquier modulación (la de amplitud o no digamos ya la de frecuencia) da lugar a que los parciales se desdoblen en múltiples rayas espectrales y se incremente el espectro ocupado. Tenemos así una mayor ocupación, actividad y brillo durante el primer decay. Al ser además la frecuencia del oscilador y la velocidad de variación de la envolvente independientes, el resultado de esa modulación no es armónico. Todo ello contribuye a generar ese ‘click’ corto y brillante ansiado.

No sólo es cuestión de la duración de las etapas de la envolvente, también su perfil es importante.

Muchos generadores de envolvente no pensados para percusión son incapaces de cambios abruptos. Cara a la percusión generalmente interesa pecar por la vía de lo ‘inmediato’ de lo ‘explosivo’. Algunos sintes, especialmente en el caso de control digital, permiten escoger varias formas para la curva que sigue cada etapa y será importante escuchar cómo suenan las diferentes variantes y su resultado sobre el impacto del bombo.

De hecho el arranque con un ataque en tiempo cero puede no ser lo más conveniente para según qué bombos y en según qué sintes. Algunos son capaces de un ataque tan inmediato que se oye más que el ‘click’ deseado un impulso o chasquido que no siempre es bienvenido. Relajar ligeramente ese primer ataque será la vía con esos sintetizadores de mitigar el chasquido.

Al final está en nuestras manos, como es propio de la síntesis, definir exactamente cómo deseamos que se desarrolle ese sonido de bombo.

Aquí tenéis un vídeo en el que juego con varias de estas cuestiones dentro de Omnisphere.

Convencidos de la utilidad de un doble decay ¿qué hacemos si nuestro sinte no cuenta con esa capacidad en sus envolventes?

Podemos volver a mirar cómo lo hacían tantas cajas de ritmo. Realmente usaban envolventes simples de puro y único decay.

Un truco que se aplica en algunas cajas de ritmo es el de sumar a esa envolvente sencilla la propia señal de impulso (el ‘trig’) que dispara el sonido. Esta señal de trig suele ser un pulso breve, capaz de generar esa sobreactuación durante el inicio del sonido.

Si tenéis un sinte modular es fácil montar este tipo de arquitecturas aprovechando la señal de trig. Pero no pocas veces también podréis en muchos sintes digitales o VA si revisáis las opciones disponibles en la matriz de modulación.

Por ejemplo, una forma de disponer de un impulso inicial en un sinte digital (o sin tanta flexibilidad como un modular) es usar un LFO con rearranque para cada nueva nota, y una forma de onda de tipo ‘single cicle’ corta. También valdría una rectangular con una PW cercana al 0% y una velocidad suficientemente lenta como para que no se produzcan dos ciclos durante la duración del bombo.

Además de usarlo como parte de la envolvente, el trig en muchos casos se añade a la propia señal audio. A la señal del oscilador se le suma un impulso como el propio ‘trig’ o una modificación del mismo ligeramente filtrada. Hay cajas de ritmo hacen esto en su diseño de circuito para aumentar el impacto inicial del bombo.

Yo mismo no pocas veces en sonidos muestreados de bombo he jugado a introducir a mano algún impulso (dibujando con la herramienta lápiz), lo que en el fondo no deja de recordar a este truco.

Más adelante tenéis un ejemplo (el kick3 del MS20). Pero es un truco realmente muy habitual con bombos. Entre otros el circuito BD de la TR-808 lo aplica. El impulso de disparo se ramifica. No sólo dispara el arranque del oscilador (que en la 808 es un oscilador que se autoamortigua, así que el propio oscilador hace el papel de envolvente). El trig también se usa como un elemento audio que se suma a la salida del oscilador para obtener una ‘pegada’ característica antes de atacar al filtro y al VCA.

Otra forma habitual de sintetizar bombos pasa por silenciar los osciladores y dejar la producción del sonido encomendada al filtro. Con el filtro LPF muy cerrado, dejando su frecuencia de corte en una región grave, y subiendo su resonancia, un filtro capaz de autooscilación comenzará a generar la señal correspondiente a esa frecuencia de resonancia y algún armónico de la misma.

Basta usar, como en el ejemplo anterior, una envolvente aplicada al filtro para tener una situación semejante a la que mencionábamos en el diseño anterior de ‘barrido’ de tono. Cuando los osciladores que tenemos a manos son demasiado ‘ricos’ en armónicos (sólo diente y rectangular, por ejemplo), acudir al filtro es una forma de obtener un sonido mucho más cercano a la simplicidad senoidal.

Al final son dos caminos, el del oscilador y el del filtro autooscilante, de llegar al resultado, pero en cada sinte uno y otro camino tendrán matices distintos, y por tanto amplían la variedad de sonidos obtenibles.

No todos los filtros valen porque algunos son incapaces de resonar en la región de extra graves, pero lo habitual es que sí resuenen. Todo es cuestión de probar. Vamos con un par de ejemplos tomados de los kicks del iMS20.

Kick1 es un diseño basado en uso de un LPF llevado a la autooscilación y sintonizado en una zona grave. Los osciladores y el filtro HPF están anulados. Un generador de envolvente (ENV2) se usa para hacer un barrido tipo ‘decay’ de la frecuencia de corte del LPF. Además la salida de control que representa la nota (KBD CV OUT) se ha llevado a controlar también la frecuencia de corte. Con ello al tocar diferentes notas sobre el teclado se puede obtener el bombo en varias afinaciones.