Digitálne piáno: nábytok alebo samostatná kategória nástrojov?

Digitálne piáno je nástrojom, s ktorým sa môžeme stretnúť v domácnosti hudobníka a často i nehudobníka. Iste teda stojí za úvahu rozobrať tému o nich. Tieto nástroje získali veľkú popularitu, a veľa ľudí ich čoraz častejšie vníma ako plnohodnotnú náhradu domáceho klavíra. Majú veľa výhod – sú oveľa menšie ako klasické piáno či dokonca krídlo, ich hlasitosť je možné plynule meniť, majú na výber z viacej zvukov a obvykle ich možno veľmi rýchlo pripojiť ku ozvučeniu, ak potrebujem viac hlasitosti, či naopak umožniť úplne tichú prevádzku na slúchadlá, čo ocení obyvateľ paneláku aj jeho susedia.

Niektoré typy majú dokonca zabudovanú doprovodnú sekciu (ako u samohrajok), a tak je možné zahrať si svoj obľúbený song v plnej aranži. Nie je ich samozrejme treba ladiť a sú ďaleko menej citlivé na kolísanie teploty, sú ľahšie prenosné a na ich presťahovanie vo väčšine prípadov (až na veľké luxusné typy) nepotrebujeme volať špeditérov. Ako si však vybrať to pravé? Na pochopenie tejto problematiky by som chcel objasniť, čo je „pod kapotou“ týchto nástrojov. Kľúčové sú u digitálneho piána hlavne dve veci - spôsob generovania zvuku, a vlastnosti klaviatúry. Práve to, akú technológiu používa nástroj na tvorbu zvuku, a aký typ klaviatúry je použitý na jeho konštrukciu, totiž do značnej miery určuje i jeho cenu.

Tónový generátor

Všetko sa začalo koncom 80-tych rokov a v priebehu 90-tych, keď sa objavila na tú dobu prevratná technológia samplingu, čo umožnilo priniesť do elektronických hudobných nástrojov doteraz nebývalý stupeň realizmu. Zrazu tu boli nástroje, ktoré zneli veľmi prirodzene a umožňovali hrať zvukmi akustických nástrojov, nevytvoriteľnými pomocou akéhokoľvek doterajšieho druhu syntézy. Po novinke na poli syntéz zvuku vtedy chňapli doslova všetci známi výrobcovia. Zrazu sa všetci predháňali v tom, koľko zvukov ich nástroje vedia napodobniť. A prioritou u každého bol čo najlepší zvuk klavíra.

Veľmi rýchlo sa ale ukázalo, že táto technológia má okrem nesporných výhod svoje limity, hlavne pri zvukoch dynamických akustických nástrojov s veľkým tónovým rozsahom, ku ktorým klavír neodškriepiteľne patrí. Dôvodom bolo použitie iba jedinej vzorky, ktorá sa prehrávala preladene po celom rozsahu. Zvuk bol príliš statický a plochý, chýbala mu expresivita, drobné zmeny farby zvuku behom hry. Takisto sa objavil jav neprirodzeného zvuku, ak sa prehrávaná vzorka ocitla príliš frekvenčne ďaleko od frekvencie, pri ktorej bola nahratá. Teda ak sa nasamploval povedzme klavír na tóne A4, tak pri A3 znel príliš „deravo“ a pri A5 príliš „plechovo“. Netreba zabúdať ani na to, že v reálnom klavíre majú basové tóny iba jednu strunu, v stredoch majú struny dve, a vyššie tóny majú po tri struny, čo vytvára značný rozdiel vo farbe zvuku, keď sa pohybujeme po rozsahu. Tu sa prostým preladením iba posunuli formanty zvuku, a to vytváralo neprirodzené artefakty v tóne. Navyše takto preladením získané basové tóny mali neprirodzene dlhý nábeh (attack) tónu, ktorý už ani nepripomínal klavírny zvuk.

Po skúmaní zvukových vlastností klavíru hudobní vedci a vývojári pochopili, že reálne zvuky akustických nástrojov nemajú statický charakter, ale ich spektrum sa kontinuálne mení v závislosti na štýle hry, jej dynamike a výraze. Pri jemnom údere je zvuk hladký a množstvo vyšších harmonických je pomerne malé, ale s rastúcou dynamikou úderu vzrastá aj počet vyšších harmonických a pri fortisime je ich spektrum o hodne bohatšie ako pri pianisime. Navyše každá struna reaguje na dynamiku hry trochu inak v závislosti od svojej hrúbky. Inak sa rozvíja spektrum pri raste dynamiky v basovej časti, inak v strede a inak hore v diskantovej časti rozsahu. Jednoducho, s jednou jedinou vzorkou, či s niekoľko málo vzorkami, si na reálny zvuk klavíra nevystačíme.

A tak prišla ďalšia fáza vývoja – multisampling. Ceny veľkokapacitných ROM pamätí sa dostali na rozumnú úroveň, a tak to nová generácia nástrojov zužitkovala. Nestačila jedna vzorka, použilo sa ich niekoľko, na každú skupinu tónov iná. Basy už konečne zneli ako basy, nie ako spomalené stredy, a výšky si zachovali svoju brilanciu. Stále sa ale muselo s pamäťou šetriť, a tak sa vzorky slučkovali a zmeny spektra museli riešiť dynamickou filtráciou podľa sily úderu, v podstate aplikovaním princípu substraktívnej syntézy na sampling. Multivzorok sa nahrával pri fortissime a pri menšej dynamike sa prehrával nielen s menšou hlasitosťou, ale aj s viac či menej odfiltrovanými výškami, podľa sily úderu. Nebolo to ešte úplne ono, ale nejako to fungovalo, a hlavne výsledok už aspoň čiastočne rešpektoval feeling hudobníka. Výsledok závisel aj od toho, ako starostlivo boli zosnímané jednotlivé vzorky, a hlavne, koľko ich bolo. Na lacnejších nástrojoch bolo vzoriek v multivzorku menej, a tak bolo počuť prechody medzi vzorkami, keď človek zahral notu na susednej klávese a ozval sa zvuk s prakticky odlišnou farbou. U drahších si na tento detail dávali výrobcovia pozor, a tento jav potlačili zvýšením počtu samplov, teda zúžením počtu kláves pre jeden vzorok.

Neskôr došlo ku ďalšej vývojovej etape tohto systému – multisampling sa rozrástol nielen o vrstvy tonálne, ale aj o vrstvy dynamické. Ako prvý s týmto systémom prišiel Ray Kurzweil a nazval ho Triple Strike Piano. Išlo o to, že každý part multivzorku sa nahrával trikrát, pri troch rôznych stupňoch dynamiky. Pri zahratí noty teda generátor tónu podľa výšky tónu určil, aká skupina samplov sa použije, a podľa intenzity úderu, ktorá podskupina z nej. Výsledkom bola oveľa vyššia prirodzenosť zvuku, keďže filtráciou sa nedá celkom dobre imitovať rozdiel v spektre tónov pri zmene dynamiky. Tento algoritmus si už ale pochopiteľne žiadal ďaleko vyšší výpočtový výkon a hlavne niekoľkonásobne vyššie nároky na pamäť nástroja, boli to už desiatky až stovky megabajtov. O jeho efektivite a realistickosti svedčí to, že vydržal v podstate takmer nezmenený vyše 20 rokov, a používa sa dodnes!

Nasledujúce generácie pokračovali v tomto trende a zdokonaľovali ho. Samplovala sa každá klávesa zvlášť. Pridávali sa dodatočné sample pre rezonanciu strún, hluk klavírnej mechaniky, neskôr pribudli aj dlhé neslučkované sample. Nároky na pamäť začali siahať čoraz vyššie, dnes už idú do gigabajtov. To samozrejme prináša reálnejší dojem zo zvuku, viac sa blížiaci skutočnému klavíru.

Tie najdokonalejšie generátory klavírneho zvuku však namiesto viac či menej dokonalej sady samplov používajú matematický modeling. Neprehráva sa zvuk struny reálne existujúceho nástroja, ale v reálnom čase sa počíta virtuálny model struny kmitajúcej v ozvučnici, obklopenej inými strunami. Výhodou býva možnosť, ako urobiť dokonalú repliku zvuku akustického nástroja, tak aj vytvoriť klavír z materiálov doteraz nepoužitých. Viete urobiť aj zvuky nástrojov, ktoré by fyzicky nebolo možné vyrobiť, alebo by materiál nebol dostatočne stabilný, aby udržal ladenie.Páčilo by sa vám zahrať si na piáno z ľadu, zo skla, či iného doteraz nepoužitého materiálu? Tu ho viete vytvoriť bez problémov. Nemusím snáď pripomínať, že to si žiada enormný výpočtový výkon v reálnom čase, spoločne s dokonale navrhnutým softwarom, a také čosi aj dačo stojí, nie je to lacný špás!

Klaviatúra

Popisované technológie je potrebné skombinovať s vhodnou klaviatúrou, poskytujúcou hráčovi dojem hry na piáne. Prvé nástroje mali iba štandardnú dynamickú rýchlostne citlivú klaviatúru, ktorá samozrejme nedokázala reagovať na hru takým spôsobom, ako klavírna. Pocit z nej bol „gumový, hračkársky“, pre školeného pianistu absolútne neakceptovateľný. Dnes tento typ nájdeme iba v naozaj najlacnejších výrobkoch.

Neskôr sa objavili klaviatúry polovyvážené, teda pribudli na klapkách závažia a použili sa tvrdšie pružiny. To umožnilo priblížiť sa ešte viac pocitu hry na reálny nástroj, keďže sa objavil pocit zotrvačnosti kláves a ich odporu pri hraní. Ale priebeh odporu sa počas samotného stisku nemenilv celej dráhe ponoru klávesov. A navyše sa nerešpektoval jav, keď odpor kláves od basov ku vrchným tónom kontinuálne klesá. Problém odstupňovania tvrdosti vyriešilo „graded“ vyváženie, keď sa závažia odstupňovali podľa pozície noty na klaviatúre – od ťažkých basových po ľahké vrchné klávesy. Tento druh klaviatúry sa používa hlavne v piánach nižšej triedy, častejšie ho však nájdeme skôr u syntezátorov typu workstation a u niektorých stage pián, kde je predpoklad, že sa na ňu nebude hrať len klavír, ale trebárs pady, leady, hammondy ... je to taký vhodný kompromis, ktorý síce nejde úplne do dokonalosti, ale zachováva vysoký stupeň univerzality a hrateľnosti pre rôzne typy zvukov a ich charakteristických techník hry. Kvalita týchto typov klaviatúr siaha od ľahkých klávesov, u ktorých si tie závažia ani neuvedomíme a odstrániť gumový pocit príliš nepomohli, po vyslovene tvrdé klaviatúry typu waterfall od firmy Fatar, s obľubou používané napríklad u syntezátorov Kurzweil.

Absolútnou špičkou pre tieto účely sú kladivkové (hammer) mechaniky. Nájdeme ich dnes skoro vo všetkých digitálnych piánach. Pri nich má každá klávesa malý mechanizmus s pákou a závažím, simulujúci charakteristický priebeh odporu, nábehu a dorazu kláves. Výhodou je asi najlepší dojem z reakcie na hru, nevýhodou vysoká hmotnosť a samozrejme aj vyššia cena. Samozrejme sa predpokladá, že na kladivkovú mechaniku sa bude hrať hlavne klavírnym zvukom, pre iné zvuky a ich typické techniky hry nie je až taká vhodná, nie najľahšie sa na nej trebárs hrajú hammondovské glissy alebo zbesilé leadové behy. Tu sa nájde celé spektrum systémov od rôznych výrobcov, od jednoduchých po ultrarealistické modely s klapkami zo skutočného dreva a s imitáciou slonoviny a ebenu. Nájdu sa aj odľahčené druhy, poskytujúce dojem reakcie o niečo lepší než polovyvážená klaviatúra, ale váhou sa od nej príliš nelíšiace.

A teraz si už len vybrať

Všetko závisí od toho, aký rozpočet máme. Ceny sa líšia práve v závislosti na tom, aké technológie a komponenty použil výrobca. Ak nechceme do nástroja investovať príliš veľa, dajú sa kúpiť nástroje v základnej výbave, ktoré ale i tak vyhovejú žiakom základnej umeleckej školy bez problémov, a k tomu vyzerajú pekne a vkusne v obývačke. Príkladom sú napríklad piána Sencor.

Náročnejší užívateľ siahne vyššie, napríklad si vyberie strednú triedu firiem Yamaha, Kawai či Kurzweil. Zvukovo sú to vydarené nástroje a aj klaviatúra reaguje reálnejšie, než to býva zvykom u nižších tried. Starostlivo prevedená kvalita multisamplov je tu samozrejmosťou. Tu sa nedá pri výbere siahnuť vedľa, nástroje tohto levelu majú oveľa vyššie ambície než cvičný klimper v obývačke, uplatnia sa bez problémov i na živom pódiu, či v štúdiu.

Pre ľudí požadujúcich ešte viac je tu vyššia stredná trieda. Tu nájdeme ešte lepšie klaviatúry, ale aj presvedčivejší zvuk, nezriedka aj dlhé neslučkované sample. Trebárs taký zvuk German Grand od Kurzweilu, známy z modelov stage klávesov Forte, to je vyslovená lahôdka, na ktorej by si zgustol i klavírny gurmán, ktorý ešte prednedávnom tvrdil, že uznáva jedine drevo a nič iné ...

A pokiaľ ste naozaj extra náročným hráčom a chcete okrem dokonalej klaviatúry a zvuku na nerozoznanie podobného koncertnému klavíru aj hromadu ďalších možností, je tiež z čoho vyberať. V tejto kategórii nájdete ako nástroje s luxusnou nadupanou výbavou, za ktorú by sa nemuseli hanbiť ani slušne vybavené klávesové pracovné stanice, tak aj predstaviteľov nástrojov s matematickým modelingom tónu. Pozor však na prievan v peňaženke. Pokiaľ nie ste nový Petr Hapka či sir Elton John, asi sa poriadne prehnete ... ale kvalita niečo stojí, a tu nie je naozaj priestor na akékoľvek kompromisy v tejto oblasti.