Mama, waar komen de digitale piano's vandaan ?

18 juni 2020 - Stefaan Vanfleteren

Digitaal is overal te vinden. Het is een begrip waar je niet meer omheen kan. Veel dagelijkse gebruikstoestellen zijn de voorbije decennia uitsluitend digitaal geworden. Zal de digitale piano dan op een zelfde manier de akoestische piano vervangen? Zeker niet! De akoestische piano is en blijft “de enige echte”. Waarom zijn er dan digitale piano's, hoe zijn ze ontstaan en geëvolueerd?  In dit artikel lees je er meer over!

Inleiding

De digitale piano is vandaag een goede aanvulling of alternatief op de akoestische piano. Maar dit is zeker niet altijd zo geweest. Hoe is de digitale piano ontstaan en geëvolueerd? Twee aspecten van de piano zijn funest geweest in het ontstaan en de evolutie van een elektrisch en later digitaal equivalent:

Ten eerste:  de piano is onmisbaar waar muzikaal entertainment vereist is, maar is weinig of niet draagbaar
De piano is zowel een solo-instrument, een begeleidingsinstrument als een orkestinstrument. Het is een instrument voor klassieke muziek, maar ook voor jazz, pop, Singer-Songwriter. Maar… Het instrument komt niet met de pianist, de pianist komt naar het instrument.  De pianist kwam soms bij een goed onderhouden en gestemd exemplaar terecht, maar ook vaak bij een ongestemd en slecht onderhouden antiek instrument. Dit zorgde ervoor dat al deze entertainment-pianisten hunkerden naar een eigen, mobiel instrument.

Old-school entertainment

Ten tweede: de pianosound is technisch/fysisch-wiskundig één van de meest complexe klanken die er is… 
Het toonbereik (van de laagste tot de hoogste produceerbare noot) is enorm groot! (op één na grootste van alle muziekinstrumenten. Alleen sommige kerkorgels hebben een groter bereik). De klankkleur (harmonische inhoud van de klank) is enorm complex opgebouwd, en niet alleen bij elke toets anders: de harmonische inhoud varieert ook in oneindig veel manieren, afhankelijk van de hardheid van aanslag, de intonering en afregeling, en de speelwijze van de pianist.  Deze complexiteit heeft ervoor gezorgd dat het bijna 100 jaar duurde voordat er een “acceptabel” elektrisch/elektronisch alternatief was voor de akoestische piano. En deze complexiteit zorgt er ook voor dat op vandaag de “echte liefhebber” nog altijd kiest voor een akoestische piano.

Om het verhaal van de digitale piano te begrijpen moeten we drie parallelle evoluties van dichtbij bekijken : de evolutie van de elektro-akoestische piano, de evolutie van de synthesizer, en de evolutie van de “sampling”-techniek. 

 

Complexe klanken

1. De evolutie van de elektro-akoestische piano

Laat ons even teruggaan naar die jaren 30 van vorige eeuw.  Met de opkomst van de Jazz en vooral de Big Bands, kwam er een lastig probleem naar voren: De Big Bands trokken met hun hele hebben en houden door de Verenigde Staten, en sleurden bij voorkeur overal hun eigen piano mee. Aangezien de talrijke blazers heel wat decibels konden produceren, beschikte de pianist het liefst over een zo groot mogelijke vleugel, om een gelijkaardig geluidsniveau te behalen. Dit stond in sterk contrast met de eisen van de logistiek verantwoordelijke van zo’n tournee: Die wou dan weer een zo klein mogelijke piano, licht en makkelijk te transporteren.  Bechstein en Siemens speelden toen al op deze vraag in. In 1929 brachten ze een elektroakoestische piano op de markt: een korte akoestische vleugel, waarbij “microfoontjes” (eigenlijk meer een soort “opnamemagneten”) onder de snaren het geluid konden vastleggen en na versterking via luidsprekers in de zaal laten horen.  Deze “Neo-Bechstein” (zo werd het instrument officieel genoemd) was zijn tijd (té) ver vooruit. Petrof maakte er nog de neo-Petrof van, en ook het Amerikaanse Story & Clarck bracht een gelijkaardig instrument op de markt. Het idee was briljant, alleen stond de techniek nog niet ver genoeg. Maar uiteindelijk werd toen al aangegeven: naast onze akoestische vleugel, hebben we behoefte aan een alternatief, dat in welbepaalde gevallen een oplossing biedt.   

Neo-Bechstein

Het heeft uiteindelijk geduurd tot in de jaren 1950 voordat men een meer werkbare oplossing had, gebaseerd op gedeeltelijk hetzelfde idee. Met de opkomst van de pop- en rockmuziek had men nog meer behoefte aan een makkelijk te transporteren, en makkelijk te versterken piano.  De Fender-Rhodes en de Wurlitzer piano zagen het levenslicht. Hoewel, piano? Deze instrumenten klonken eigenlijk helemaal niet als een akoestische piano!  (Bij de Fender-Rhodes sloegen echte pianohamertjes op metalen staafjes, die dan via een pick-up werden versterkt, net zoals bij de elektrische gitaar. Bij de Wurlitzer waren het metalen tongetjes). Maar toch wogen de voordelen niet op tegen de afwijkende klank, en hebben heel wat pianisten dit instrument aangekocht. Tot op vandaag vinden we de typische klankkleur nog terug in de pop- en jazzmuziek, en zijn er pianisten actief op zoek naar een originele Rhodes- of Wurlitzer-piano.   

Eerste stagepiano

Pas in de jaren 1970 werd het identieke principe van de Neo-Bechstein weer opnieuw gebruikt. Yamaha heeft oen met o.a. de CP70 een nieuwe standaard gezet in elektroakoestische piano’s: Een akoestische piano met echte snaren, maar heel kort en zonder zangbodem. De trillingen van de snaren werden met pick-ups (microfoons) versterkt. Het typische geluid vinden we terug in heel wat pop-opnames uit die periode. Denk maar aan alle muziek van ABBA. Maar ook dit instrument was voor velen nog te zwaar en te duur.

Yamaha CP70

2. Pianogeluid uit een synthesizer

Naast de opkomst van de elektroakoestische techniek, was er nog een tweede evolutie, deze van de synthesizer: het creëren van geluiden uit het niets, enkel door gebruik te maken van elektronische componenten. Enkele van de pioniers in het begin van de twintigste eeuw hier waren o.a. de rus Léon Theremin, Maurice Martenot en Laurens Hammond. Uiteindelijk duurde het weer tot de jaren 60, voor de synthesizer echt doorbrak.  

Met dank aan o.a. Robert Moog. De bedoeling van de synthesizer was enerzijds om “nieuwe, onbestaande geluiden” te maken. Anderzijds probeerde men ook akoestische instrumenten na te bootsen.  

Waaronder het geluid van een piano. Het duurde tot eind de jaren 1970 voor de eerste “elektronische piano’s” op de markt kwamen, die op het principe van de synthesizer waren gebaseerd.  Het probleem was echter dat de klank van een piano zo complex is, en qua harmonische inhoud zo divers, dat het onmogelijk was om een realistische klank te genereren. Merken zoals Yamaha en Roland hebben toch enkele instrumenten op de markt gebracht, maar uiteindelijk was dit geen succes.  

Deze instrumenten hebben er ook voor gezorgd dat er bij pianisten een negatief imago ontstond rond elektronica en piano’s. Deze tweede evolutie is dan ook stilgevallen. Het heeft geduurd tot 2010, toen Roland vriend en vijand verraste met zijn V-piano technologie: opnieuw wordt hier “van uit het niets” een pianogeluid opgewekt. Maar dit keer enorm realistisch, via Virtual Modelling. Maar ook de pure virtual modelling wordt niet door iedereen gewaardeerd. Het wordt, door zijn mathematische correctheid, vaak als kil en onnatuurlijk ervaren.  

Eerste Synthesizer

3. Sampling: vooraf het geluid van een akoestische piano opnemen

Een derde evolutie was deze van de “sampling” of het opnemen en weergeven van het originele pianogeluid.  De eerste instrumenten die dit konden vinden we al terug in de jaren 60 en 70: de Mellotron en de Chamberlain. Simplistisch voorgesteld was er voor elke noot een opname op magneetband van bv. Een pianogeluid. Als de toets werd ingedrukt, speelde de band het geluid af. Bij het loslaten van de toets werd de band opnieuw in zijn beginpositie gebracht. Het hoeft geen uitleg dat dit principe niet lukte om Rachmaninov te spelen!  Toen de “magneetband” langzaam maar zeker werd vervangen door de digitale opname (sampling), kon dit idee opnieuw in de praktijk worden omgezet.  De eerste “samplers” kostten tienduizenden Euro’s en waren enkel voor de grote opnamestudio’s en grote artiesten een (financiële) optie. Denk maar aan het Synclavier, waar Stevie Wonder zo graag gebruik van maakte. Bij elk ander geluid moesten een heleboel grote floppydisks worden ingeladen.  

Sampling

Maar met de opkomst van de betere en snellere computers, en het alsmaar goedkoper worden computergeheugen, kon men in de tweede helft van de jaren 80 het principe van de sampling eindelijk commercialiseren. Het was Kurzweil die in 1984 met de K250 als eerste een instrument met een in ROM-geheugen opgeslagen sample van een piano op de markt bracht. 

Dichter bij huis ontwikkelde het Duitse bedrijf Wersi Electronics een techniek om de verschillende snarenresonanties en de typische harmonische wijzigingen bij elke aanslag via ASIC-technologie te verwerken en gecomprimeerd op te slaan. Deze ontwikkelingen vormden een basis waarop de grote Japanse en Amerikaanse concerns verder konden ontwikkelen. En op die ontwikkelingen zijn zo goed als alle digitale piano’s op vandaag gebaseerd.  Computergeheugen wordt steeds goedkoper en sneller, er kunnen steeds meer samples per toets worden opgenomen, en de verschillende extra effecten worden toegevoegd. Dit alles resulteert in een steeds beter wordende nabootsing van het pianogeluid. Maar het origineel blijft uiteindelijk niet te evenaren, waardoor de akoestische piano en vleugel ook in de 21ste eeuw nog steeds niet aan belang en interesse heeft ingeboet. 

Wil je weten waarom de digitale piano dan toch zo populair is ? Lees de blog "4 redenen om voor een digitale piano te kiezen", en je bent helemaal mee !