La síntesis musical electrónica acumula décadas de experimentación: instrumentos electromecánicos tempranos, cinta analógica, sintetizadores totalmente electrónicos desde los años sesenta, la síntesis FM de Yamaha en los ochenta. Una de las dimensiones que define a un sintetizador es la cantidad de voces que puede ejecutar en paralelo, es decir, cuántas notas suenan simultáneamente. La complejidad electrónica limitaba a los primeros equipos. ¿Qué pasa entonces sobre una FPGA, donde cada nuevo circuito tiene un costo marginal cercano a cero?
¿Qué hizo Tsuneo Ohnaka con la DE10-nano?
Tsuneo Ohnaka tomó la placa Terasic DE10-nano y embutió 10.240 osciladores individualmente controlables en su FPGA. En teoría, eso permitiría sonar 10.240 notas distintas a la vez, pero el creador prefiere llamarlo spectrum engine: el conjunto de osciladores, cada uno con frecuencia, fase y amplitud configurables, ejecuta en silicio el paso de combinación de frecuencias propio de una transformada de Fourier inversa.
La diferencia con un sintetizador convencional es estructural. En un equipo tradicional, una CPU genera una forma de onda y la envía a un DAC. Aquí no hay DAC alimentado por muestras: hay un arreglo masivo de osciladores reales que suman sus señales en paralelo, en tiempo real, sin las limitaciones de procesamiento de un microcontrolador. Es, en analogía, lo que un transmisor SDR (radio definida por software) hace en RF, pero aplicado al dominio del audio.
¿Para qué sirve un motor espectral?
Bajo esta lógica, el equipo puede emular cualquier técnica de síntesis convencional (FM, AM, sustractiva, wavetable) sin pagar el costo de generar las formas de onda en software. La emulación es estructural: cualquier sonido descomponible en componentes de Fourier es directamente representable.
El propio Ohnaka publicó un video de demostración donde el motor funciona como sintetizador polifónico de 80 voces. Es un muestreo conservador respecto al máximo teórico, pero suficiente para mostrar el principio: cuando el límite deja de ser la cantidad de osciladores, la pregunta editorial pasa a ser cómo se controla esa cantidad desde un teclado MIDI o un secuenciador.
¿Por qué importa esta clase de proyecto?
La síntesis aditiva pura (sumar parciales senoidales para construir un timbre) es prohibitivamente cara en CPU porque escala linealmente con el número de parciales. En FPGA, que cada parcial sea un oscilador real propio cambia la economía. La DE10-nano, con un Cyclone V y precio en torno a los USD 130, abre una vía de experimentación que antes requería ASICs dedicados como los de Yamaha en los años ochenta.
