Mellotron, mola mogollón

Hoy os quiero presentar un instrumento precursor, olvidado, pero tremendamente curioso. Un instrumento que marcó un antes y un después en la síntesis del sonido. Es el predecesor de todos esos teclados con infinidad de sonidos, que son capaces de hacer sonar una hueste de ánimas tumularias afinadas en un Si menor7, mientras las cadenas chirriantes que arrastran arpegian un Sol#2. Estamos hablando del MELLOTRON.

A continuación doy una explicación de todo su funcionamiento; si quereis saltaros todo este aburrido interesante contenido, al final hay demostraciones de su uso, así como grupos referentes que lo han incluído en sus composiciones.

SECCIÓN TÉCNICA:

Es la idea básica de un sampler, un teclado que es capaz de simular sonidos en los tonos que el tecladista marque. Por ejemplo, hacer sonar una nave espacial en un Si Bemol pulsando la tecla que corresponde a dicha nota.

Pero primero demos unas pinceladas a su historia. El mellotron nace de otro instrumento llamado chamberlin, un teclado electro-mecánico, es decir, que mezcla elementos mecánicos y eléctricos para producir sonido manteniendo la forma del instrumento acústico. El chamberlin fue concebido en 1950 en EE.UU. como un instrumento hogareño que permitiera recrear bandas sinfónicas (orquestas) para acompañar el canto en las cálidas reuniones familiares yankis. No tuvo gran aceptación, y tras la fabricación de 500 unidades desapareció.

Cuatro años más tarde, el propio creador contrató a un vendedor para llevar su idea a Ingleterra, donde consiguió el interés de la empresa Mellotronics. Es entonces cuando se comercializan 2000 unidades del Mellotron mejorando en este algunos aspectos técnicos del chamberlin. Contaba con dos teclados de 35 notas cada uno. En el teclado de la izquierda se disparaban patrones rítmicos tales como bossa nova, rumba, foxtrot, tango, samba, boleros, así hasta 17 tipos. El de la derecha contaba con 6 grupos de 3 sonidos cada uno. En total el modelo Mark II ofrecía 1260 sonidos.

Pasemos ahora a ver los aspectos técnicos, el como funciona. Este instrumento tiene la apariencia total de un piano de pared, con la salvedad de que tiene menos octavas y la anchura de su cuerpo es bastante más grande. Esto es así porque debe almacenar un montón de cintas magnéticas, os cuento por qué:

Funcionamiento analógico:

Entrañas de un mellotron

El mellotron "samplea" (imita) sonidos reales a unas frecuencias determinadas. Se considera el precursor analógico de los samplers digitales, pero sucesor de los fonógenos. Éstos están formados por cintas magnéticas montadas sobre un tambor de cabezales (el elemento donde está sujeta la cinta y gira sobre sí mismo) cuya velocidad de rotación era controlada por un circuito electrónico conectado a un teclado. De este modo se pueden generar los tonos que se deseen. Pero ilustremos este funcionamiento y démosle un poco de fundamento matemático:

Cinta magnética de vídeo

 A la derecha tenemos una cinta magnética como las que hemos usado todos para escuchar Laura Pausini en nuestros walkmans (aunque esta además tiene un cabezal para vídeo). Si alguien hizo la prueba de frenar el engranaje que hacia girar la cinta, bien al rebobinar bien al hacer avanzar la cinta, escuchó el sonido grabado más grave o más agudo. Esto es porque dependiendo de la velocidad con la que se inspecciona una cinta la frecuencia de la grabación cambia. Recordemos que cuando la frecuencia es mayor el tono es más agudo y cuando es menor es más grave. Así que al frenarlo escucharíamos sonidos del averno y rebobinando a un castrati.

Cabezal y cinta

Ahora imaginad que en vez de tener una sola cinta tenemos tantas como teclas tiene el teclado. Es tan sencillo como que cuando estamos tocando una nota LA de la   tercera   octava   (LA3 - 440 Hz)     la     cinta   está   girando     a     una velocidad V = frecuencia*2*d lo que en palabras es el producto de la frecuencia por dos veces la anchura del entrehierro, donde la anchura del entrehierro es la distancia entre las cabezas magnéticas de audio, que son las que "captan" el sonido. Si en esa ecuación tomamos la variable ' f ' por 440 Hz y suponemos la variable 'd' como unos 0'01 m (10 milímetros),  la velocidad que obtenemos es de v = 8.8 rotaciones por segundo (hemos supuesto 10 mm de anchura como ejemplo, no es un valor real). Este sería el proceso para determinar la velocidad a la que debe girar cada cinta para obtener la frecuencia de las teclas de un piano. Pero también surgen ciertos problemas puesto que la cinta es un elementro frágil y si la velocidad del tambor es muy grande puede romperse. Además de que necesitaríamos decenas de metros de cinta para poder reproducir un sonido, cosa que es inviable. Para ello se adoptan medidas de compromiso. La distancia del entrehierro se puede ampliar sin que el flujo electromagnético disminuya tanto que se pierda calidad y velocidad, y el tambor se aumenta otro tanto pero lo justo para no forzar la cinta con el rozamiento y la fuerzas inerciales que puedan romperla. (Fijaos en la imagen superior)

¿Pero qué ocurre con toda esa cinta que se va inspeccionando? Pues el siguiente esquema nos arroja un poco de luz.

La cinta pasa por una serie de cabezales en forma de W y va a parar a un depósito donde se almacena hasta que deja de ser reproducida. El tambor (5) de cada sección está girando hasta que el teclista pulsa una tecla (1). Ésta hace bajar un cabezal magnético para juntarlo con su pareja (6). El sistema de poleas (3) también se acopla con el tambor (5) enganchando la cinta haciendo que ruede y sea leída por (2) y (6) que son la cabezas. El muelle (7) mantiene tensa la cinta.


Carencias:

Cuando la tecla deja de pulsarse la cinta se desengancha y vuelve a su estado original. Durante este proceso la cinta se está rebobinando. Este proceso es una de las limitaciones del instrumento, puesto que tarda 1/8 segundos (0'125 s) en volver a su estado. Ese tiempo es perceptible para el oído humano, lo que provoca que la reproducción de cada sonido se limite a 8 segundos. Vamos, que cuando estamos tocando una tecla la nota dejará de sonar 8 segundos después, teniendo que soltarla y volver a pulsarla.


Como podeis observar este proceso es muy engorroso y no da una respuesta rápida, por lo que nunca se usó para hacer solos rápidos ya que el tiempo de ataque es muy pobre y no da tiempo a hacer sonar las notas con fluidez y claridad.

Tampoco es sensible a la velocidad de pulsación. Hoy en día existen teclados que reproducen sonidos más fuertes conforme más rápido se accionan las teclas; al igual que un martillo golpeando una cuerda de un piano clásico.

El ancho de las cintas es de 3/8 pulgadas, un tamaño que no se correspondía con ninguno de los estándares de audio usados por aquella época. Esto puede deberse a una limitación que impondría la propia marca para evitar que los usuarios pudieran grabar y personalizar sus propios sonidos teniendo que recurrir a ellos siempre. Tampoco existían a nivel de usuario aparatos grabadores para ese formato de cinta. El negocio estaba hecho (tiempos felices para la forma de pensar de las discográficas)

Otra de las grandes carencias fue su delicado sistema de reproducción, dado que al ser transportado, si no se hacía con un cuidado categórico se desajustaba. ¿Qué implicaba esto? Que ningún usuario podía calibrarlo con sus conocimientos de andar por casa, sino que debía llamar a un técnico especializado. Por esta razón muchos grupos acostumbraron a llevar dos ejemplares a los conciertos.

Pero todo esto queda mucho mejor explicado y demostrado en este vídeo retrospecter que NO OS PODEIS PERDER bajo ningún concepto:

(Usan un Mark II)

Fundamentos teóricos de síntesis:

Dejamos a un lado las cintas magnéticas; ahora hablemos de presente y futuro. 

Este instrumento ha sentado las bases de un tipo de síntesis digital de sonido llamada síntesis por muestreo. La síntesis digital consiste en recrear sonidos reales mediante algoritmos matemáticos y reglas musicales programadas.

La síntesis por muestreo permite a los músicos tener una infinidad de sonidos almacenados en un programa informático, un teclado digital, un pedal, etc. En general se viola la definición de síntesis, pues emiten sonidos que sí fueron grabados previamente, pero su emisión pasa por unos procesos de alargamiento y afinación que los hacen diferentes de una simple grabadora. Para crear un sampler hay que diseñar tres cosas: bucles, alteración de la altura y reducción de datos. 

• Bucles: Los bucles son los que permiten la extensión del sonido grabado al tiempo el cual la nota ha de permanecer sonando. La pulsación de una tecla tiene tres fases: ataque, sostenimiento y relajación. En la zona del ataque, para que el oído no perciba una atenuación que va aumentando por un pequeño tiempo desde que se pulsa la tecla hasta que suena, se aumenta la amplitud del sonido en esa sección. Instantes después, la amplitud dismiuye y se mantiene constante (fase de sostenimiento). Al final la zona de relajación implementa una atenuación para que el corte de la nota no sea brusco. La zona más estable para establecer el sonido recreado por tanto es la de sostenimiento, así que ahí es donde prefijamos el bucle.

• Modificación de la altura: Imaginaos que se tuvieran que almacenar de un mismo sonido todas las notas posibles. Necesitaríamos armarios de discos duros. Así que por lo que se opta es guardar unas cuantas notas (terceras o cuartas, solo una por octava) y el resto se obtiene modificando la altura de la que esté más próxima. El problema que plantea modificar la altura es la distorsión tímbrica que se pueda cometer con la nota. Para ello hay métodos muy sofisticados, aunque por ahorro las empresas implementan dos muy sencillos:
  
  Remuestreo de la señal, por ejemplo, si la nota se quiere modificar en una fracción A/B, se interpola la señal B veces y se elige una de cada A muestras resultantes. Esto es, si tengo 1000 muestras de un sonido de 1000Hz y quiero alcanzar una frecuencia de 2000Hz, multiplico 1000 muestras x 2000Hz y de esas 2.000.000 de muestras escojo 1 cada 1000, lo que nos dan 2000Hz.
  
  Modificación de la frecuencia de reloj de la conversión Digital/Analógico. Esta forma se asemeja a la que se usa en el mellotron. Si aumenta la frecuencia de reloj también lo hace la del sonido pues las mismas muestras se emiten en menos tiempo, y si el período es menor la frecuencia es mayor (f = 1/T).
• Reducción y compresión de datos: Como en todo, aunque el precio de las memorias sea irrisorio, es mejor comprimirlo y ocupar el menor espacio posible. Se hace una compresión sin pérdidas, para poder recuperar los datos con total calidad.

Y así es como a grandes rasgos funciona un sampler (sintetizador por muestreo) actual. De hecho la gran empresa de la manzanita podrida ha apostado por lo retro y ha diseñado una aplicación del mellotron para sus dispositivos táctiles. Tiene este aspecto.

SECCIÓN MUSICAL:


Todo esto no tiene sentido si no hablamos del fin para el que fue diseñado, y mucho menos si no mentamos a Mike Pinder.

Mike Pinder fue el fundador y tecladista de The Moody Blues. Además de su contribución puramente musical lo que se elogia en su trayectoria es la participación como ingeniero desarrollador del mellotron. Pinder compró su primer mellotron de segunda mano. Tal fue su pasión por dicho instrumento que se dispuso a "maquearlo". Eliminó los sonidos de gallos cantando, el chacachá del tren, y demás sonidos inservibles, y duplicó las cintas que contenían los sonidos de cuerdas. Así es como se hizo abanderado y precursor en el uso y personalización de este instrumento.

Poco después grababa "Love and beauty", el primer single de la banda con sonidos de mellotron. Y más tarde la famosísima "Nights in white satin" que todos habeis oído. Suena como una coral hecha por el mellotron:

(En el minuto 0.29 ya se puede oir con claridad, pero es en el estribillo (0.51) cuando despunta)

Pero no fue el mellotron el que se hizo famoso a sí mismo, ni tampoco por las aportaciones en grupos como The moody blues, The zombies o los Rolling Stone, sino que a recomendación de Pinder a su amigo John Lennon, The Beatles lo popularizó con la archiconocida Strawberry fields forever:

(La entrada está interpretada con el mellotron, amén de sonar en el resto del tema)

Paul Mccartney nos explica un poco de la historia del mellotron y hace una pequeña demostración de su funcionamiento, incluyendo la entradilla de Strawberry fields forever:

Y es este gusto casi psicodélico lo que lleva al resto de grupos de la época que por aquel entonces llevaban por bandera la experimentación para minorías, que empiezan a usarlo y hacer de su sonido la caracterización de su identidad, a veces particular y otras general. Ejemplo de ello es la banda de rock progresivo King Crimson que dispuso al mellotron como voz omnisciente en varios de sus grandes temas. Así lo podemos recordar en Epitaph o Starless.

Epitaph

Aquí os pongo una serie de enlaces sacados de esta web donde enumeran algunos temas en los que se ha utilizado el mellotron. Cada enlace incluye un vídeo situado a la derecha de la web:

2,000 Light Years From Home - The Rolling Stones

All Of This - blink-182

Baby Doll - The Fratellis

Dream On - Aerosmith

Flying - The Beatles

Honesty Is No Excuse - Thin Lizzy

I Can't Go On Without You - Barclay James Harvest

Let It Loose - The Rolling Stones

Pictures of People Taking Pictures - Jack Johnson

Someone There You Know - Barclay James Harvest

Space Oddity - David Bowie

Stone Rollin' - Raphael Saadiq

Strawberry Fields Forever - The Beatles

The Continuing Story of Bungalow Bill - The Beatles

The Court Of The Crimson King - King Crimson

The Rain Song - Led Zeppelin

The Tourist - Radiohead

There Was A Time - Guns N' Roses

Tuesday Afternoon - The Moody Blues

Tuesday's Gone - Lynyrd Skynyrd

We Love You - The Rolling Stones

You Don't Own The Road - The Kills

Tecnología y música van de la mano, estas curiosidades hacen apreciarla un poquito más, ser conocedor cómplice del "como se hizo" nos convierte en reconocedores de un esfuerzo y de un ingenio que no solamente queda en el intérprete, sino en el ingeniero en la sombra.


Por Conde Chócula (Aresti)


Fuentes:
Apuntes de Síntesis Digital de sonido por Manuel Iñesta Quereda (catedrático de la UA)
http://www.mellotron.com/history.htm
http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/986477/_Que-es-el-Mellotron_-Megapost.html