Reedición de un artículo 2010.

Este es un post creativo a partir de las lecturas, debates y conversaciones sobre las máquinas y los plugins que he tenido que leer y a veces sufrir. Nos parecen un tema con gran interés no siempre tratado con detalle, uno de esos temas recurrentes que podría cambiar lo forma en que se mezcla y masteriza en los próximos años. Las políticas de inversión económica, renovación e incluso la competencia entre empresas pasan por interpretar debidamente los recursos digitales.  La posición personal y técnica de una persona referente a las diferencias entre máquinas físicas y digitales en procesamiento musical determina una buena cantidad de un programa de inversiones y selección de proyectos. Por lo general, creo que muchas de estas fuentes de información adolecen de ser en exceso simples, de no precisar suficientemente los principales términos que usan hasta que el punto de que al final no se sabe de qué se habla. Otras fuentes son maniqueistas o dogmáticas por principio. No es frecuente encontrar datos precisos sobre cómo se «fabrica» los plugins o sobre la evolución de los ingenieros informáticos en este campo, bien desde la programación informática, bien sobre cómo se crea un emulación de una EQ o compresor. Los plugins son a veces una replica del funcionamiento fiel o aproximada de sus circuitos electrónicos y transformadores de una máquina física ( hardware ) como por ejemplo el compresor – limitador Zener de Chandler o el Distresssor de Empirical Labs. Hay que considerar la posibilidad de que nuevos plugins no sean réplica de clásicos si no que tenga su origen en prototipos físicos desarrollados específicamente para ser modelados.

Programar un plugins es no fácil, construir un plugins como modelo tecnológico para que emule un aparato analógico requiere un departamento con no pocos recursos. No nos centraremos en cómo se fabrican desde cero los plugins. Estamos en fase de documentación. A modo de resumen:

«Hay dos formas básicas para un diseñador de plug-in para el desarrollo de un módulo de procesamiento de imitar la calidad sonora de un análogo específico o procesador digital. Una de ellas es (i) pasar una variedad de señales estáticas y cambiantes a través del dispositivo, medir las características de entrada a la salida de todos los ajustes del panel frontal, y luego desarrollar DSP código (Digital Signal Processor) que emula con precisión esos cambios. El otro es el de examinar el diagrama del circuito y modelar los diversos bloques de componentes (utilizando uno de varios programas disponibles en el mercado), para (ii) generar una función de transferencia de entrada a salida (s). Esa función matemática a continuación, se puede utilizar para generar las rutinas DSP que emulan el dispositivo en cuestión. La mayoría de los desarrolladores se combinan ambas técnicas, junto con un montón de mejoras de código basado en la experiencia de modelado antes, y algunas sesiones de escucha intensivas». SOS 10-2010

Lo habitual en los foros y comentarios de expertos es encontrarse con información en los que simplemente se enumeran las ventajas del dominio digital frente al físico, o a la inversa. Otros lo enfocan exclusivamente desde el punto de vista de su utilidad, lo cual no está nada mal. Algunos enfrentan el sonido de los plugins contra los artefactos físicos con enchufe y extraen de esta comparación conclusiones universales contra cualquier plugins presente o futuro. Muy pocos de los artículos, reflexiones en webs especializadas, o blogs expertos consultados enmarcan el tema de hardware y el plugins dentro de un contexto coherente y riguroso, aunque sólo sirva más tarde de referencia cuestionarlos. Este cometido está muy lejos de nuestras capacidades. Si que nos gustaría aportar algunas consideraciones generales para ordenar un poquito el tema y luego aventurarnos a la futurología con la total certeza que las cosas acabarán siendo bien distintas. Este post es un atrevimiento y espero sepan disculparme por ser un poco «enterado».

«Angry Bird» es un juego popular muy utilizado en el parlamento español durante las largas y tediosas sesiones. Consiste en superar diversas etapas mediante el lanzamiento parabólico de objetos. Lo interesante del juego es que es una emulación compleja de la fuerza de la gravedad y de las leyes físicas que rigen el comportamiento de los objetos a los que se aplica una fuerza con un vector, de la física de proyectiles. El juego es, por supuesto, una «emulación virtual» de objetos como las catapultas, los morteros o los temibles trabuquetes de la antigüedad. Los resultados de jugar a Angry Bird en la tablet nacen y mueren en ese espacio imaginario de la pantalla de la tablet, por eso decimos que es virtual, en principio no debería tener efectos sobre el mundo real. Ningún bloque lanzado por uno de estos ariscos pájaros puede llegar a tocarte jamás. Alguién tendría que tirarte la tablet a la cabeza para que ocurriese algo semejante.

Los plugins no son sólo emulaciones virtuales por el sencillo hecho que los resultados del procesamiento digital si tienen efectos reales y directos sobre el entorno musical. Son máquinas con  efectos reales en el modelado de audio, en la mezcla y en el mastering. Son un tipo de máquinas que sin duda modifican las propiedades del sonido mismo de modo semejante forma en que los harían máquinas con enchufe como el compresor TCL-2 Twin de la empresa Millennia. ¡ Buen aparato por cierto ! El plugin es una máquinas procesadora con una electrónica digital programable y por tanto susceptible de mejora. Un diseño de un plugins puede ser más complejo que un diseño de su  super compresor con tecnología discreta, sembrado de chips.

Hay que admitir que en el actual estado tecnológico la tecnología del procesamiento digital tiene serios problemas «en reproducir al 100%» algunas características de los sistemas analógicos, en especial que exhibe (i) el gran ancho de banda, (ii) el comportamiento no lineal presenta los mayores desafíos en crear modelos precisos». Otras variables están muy bien replicadas. Una vez expresada este punto débil no sería un error podemos afirmar que los plugins son aplicaciones informáticas, hardware digital, a  disposición de cualquier ingeniero casi como si dispusiese en realidad de un excelente compresor de Millennia junto a él o ella. Casi, cierto por ahora. Máquinas informáticas – digitales  y máquinas analógicas son dos casos de una máquina universal. ¿Qué es una máquina universal? Es un concepto, un término científico: cualquier aparato formado por partes móviles y organizado conforme a un diseño particular con capacidad para reproducir un comportamiento determinado mediante las leyes y principios de la física y la ingeniería. Una máquina es virtual reflejan sus resultados en el entorno natural tal y como comenté al principio del post, pongamos, por ejemplo, las simulaciones del «túnel de viento» en un computador sin «tuercas, tornillos, y turbinas». Podría ser concebidas como es una máquina física tan real como una máquina de 2 millones de euros. El desarrollo de la informática comenzó con la virtualización o emulación virtual de comportamientos muy especializados como el diseño aerodinámico. La capacidad para controlar aspectos del mundo real fuera del laboratorio el siguiente paso. en cuanto a los procesadores musicales sólo nos interesa que haga una emulación en condiciones controladas.

No hay límite para la emulación. Si el procesamiento analógico con sus circuitos electrónicos, sus válvulas o chips es factible registrarlo en términos del lenguaje de la física entonces podemos establecer sin problemas que, en un alto porcentaje, máquinas virtuales o analógicas harán más o menos lo mismo. Todas las características o propiedades que provoca la transducción analógica sobre la señal de audio de entrada también podrían ser replicadas por los máquinas digitales. Nada impide que pueda ser modelada una propiedad física. En resumen, fabricar un buen plugin es cuestión de una serie de instrucciones digitales bien ejecutadas  – con conocimiento de las dimensiones físicas que replica  – de tal forma que la onda senoidal sea coincidente en ambos casos cuando el sonido sale por los parlantes. Por supuesto, siempre queda aliento en el personal para creer en los “pajaritos preñados” o en la “intervención divina. En este terreno cambiante y en constante evolución no es conveniente decir » no se podrá… «; incluso pensamos que si existe una tecnología fuerte para el desarrollo venidero será el terreno digital que descanse sobre investigación física de laboratorio. Desde nuestro punto de vista esta afirmación admite pocos grados de controversia.

Los plugins pueden ser emulaciones reales de otros equipos, en especial de aquellos equipos analógicos que han resultado ser exitosos. Por ejemplo, los plugins de LA-2A de Teletronix son una emulación concreta del compresor físico real que pesa 12 kilos. El plugins – máquina digital ( es una unidad ) «simula» el comportamiento de una máquina pesada hecha con circuitos electrónicos muy variados, placas de metal, transformadores, válvulas, celdas ópticas…. Emular significa reproducir el funcionalmente un un objeto complejo. Puede ser una emulación recreada de las propiedades físicas de aparato analógico de Teletronix o puede ser una imitación pobre. La correcta adecuación de los plugins y las máquinas analógicas no se discute ahora. Basta con afirmar que son dos casos de máquinas en las que la máquina informática emula el comportamiento de una máquina analógica, de esas con el botón On – Off conectado a la red eléctrica de 220 v. Una emulación nunca mejorará el sistema imitado, a lo sumo podrá igualar.

No obstante, será factible diseñar plugins que mejoren los actuales sistemas analógicos sin necesidad de emularlos. Además, los plugins emulan al hardware físico en condiciones ideales, con un perfecto mantenimiento y asumiendo que el hardware tiene un historial sin averías o arrastre problemas mecánicos ocultos. Los plugins no son en exclusiva  una emulación informática de un aparato analógico con amplio historial, prestigio y muy caro como he dicho en el anterior párrafo. Ha sido el primer papel que se le ha asignado en el desarrollo de la tecnología informática aplicada al audio. Por ejemplo, es factible pensar en un plugin cuyo diseño no se corresponda con ninguna máquina analógica concreta. En este caso los plugins no se corresponde con ninguna otra invención hecha con anterioridad no son sólo emulaciones, si no máquinas procesadoras de audio originales e innovadoras. Este punto es uno de las dificultades más recurrentes en los debates:

(i) los plugins se mueven en una realidad virtual (falso) y

(ii) los plugins son emulaciones (falso a veces).

(iii) Los plugins son una clase cosa imperfecta, y los sistemas analógicos originales son perfectos (falso).

Una manera sencilla de caracterizar los plugins podría ser afirmar que son simplemente modelos tecnológicos ( lo que entendemos por una réplica ) del comportamiento del audio en determinas condiciones. Un modelo general es una representación lógica ( abstracta e ideal a la vez ) de un tipo de proceso del mundo real de tal forma que podría replicarse en una variedad diferente de soportes. Un plugins – máquina informática y una máquina analógica son dos réplica que reproduce un modelo general con exactitud, por ejemplo una onda senoidal con «punch». Lo que se replica no son los aparatos, son las propiedades físícas de sus elementos y sus interacciones . Este tema no es fácil. Lo que se modela son las leyes físicas, el comportamiento de sonido procesado en unas condiciones concretas. En resumen, un plugins es un modelo tecnológico concreto, una réplica informática de las leyes de la física y la ingeniería que controla el comportamiento del sonido en determinados circunstancias. Angry Bird replica el comportamiento gravedad tal como pudiera ocurrir en un entorno real. Al contrario, los plugins de reverberación, replican realmente la física del audio en ciertas condiciones porque disponen ambos de un modelo físico real del mundo. El aparato analógico reverberación, por ejemplo una máquina TC-Electronics, y un plugins de reverberación sofisticado comparten el mismo «conocimiento físico» del comportamiento del sonido en el espacio». En un caso esta inscrito en código electrónico, en otro es una instancia plasmada con los caracteres binarios del código informático.

Nada impide (i) que se diseñe un circuito original en formato de informático de una forma nunca reproducida por las máquinas analógicas. Por lo que asumir lo contrario es una suposición infundada apoyada en la costumbre. Nada impide tampoco que (ii) en algún momento alguna máquina analógica replique un desarrollo digital.  En términos tecnológicos cualquier sistema físico relacionado con el audio podría ser modelado por un sistema de plugins + máquina informática con la potencia adecuada. Este será el punto fuerte en los años próximos y tal vez su genialidad. Condición necesaria «sine qua non possum sequor» : las empresas que fabrican plugins tendrán que invertir en investigación física básica y desarrollar laboratorios para experimentar, e ingeniería informática o, al menos, abrir subscripciones de las principales publicaciones del campo. No se avanzará en tecnología de audio sin experimentación, sin que se generen modelos objetivos y precisos del mundo de sonido. Los plugins pueden ser emulación o ser un diseño por completo original.

La emulación de un hardware, nuestro compresor Millennia, no es otra cosa que un tipo concreto procesamiento con el plugins que lo imita serían son dos casos posibles del mismo diseño lógico. El diseño lógico sintetiza todo el conocimiento necesario para que una «máquina tipo» pueda reproducir un comportamiento modelizado. En términos funcionales es lo mismo un transistor físico que un programa que imita transistor si producen los mismos efectos. A esta doctrina se le conoce como funcionalismo.

Futorología:

1. La potencia de cálculo del procesamiento digital resultante de la investigación en sistemas microelectrónicos e incluso con ingeniería cuánticas, con el aumento de los sistemas de memoria en capacidad, velocidad e interconexión jugarán a favor de las máquinas informáticas. Potencial innovación ilimitado con los equipos digitales- plugins.
2. Tendencia de los rendimientos decrecientes en el hardware analógico  del audio. Pequeñas mejoras en la calidad de los equipos analógicos requieren inversiones muy elevadas. Por el contrario, inversiones medias en la tecnología de modelado de los plugins producen incremento de calidad notables.
3. Sistema híbridos como lo de Zsys o Weiss son un punto de encuentro entre el dominio físico y el dominio digital e irán en aumento. Compresores como «Compress» de Dangerous Music avanzan por la misma vía de desarrollo y es un hardware controlado digitalmente, especialmente la respuesta del ataque y la relajación, sin olvidar las funciones de predicción «overhead» imposibles hasta ahora para un dispositivo totalmente analógico. Las EQ de Betlemaker avanza en interfaces digitales integrados.
4. La mayor eficiencia de los plugins afectarán a la políticas comerciales de las empresas productoras de máquinas analógicas que no tendrán más remedio que aumentar su costo para sobrevivir en un medio de competitividad extrema. El aumento del costo del hardware tiene que ver tanto con el costo de los componentes físicos como de la competencia de los plugins en el entorno del PC y Mac. Los plugins son un elemento decisivo en la política de precios.
5. La investigación en física y electrónica del audio lo desarrollan en estos momentos las empresas de hardware. Las empresas fabricantes de máquinas informáticas deberán dedicar una parte importante de sus beneficios a la investigación, desarrollo e innovación en la física y la electrónica básica. Sin ciencia fundamental no pudeden existir buenos modelos.
6. La integración de las teorías físicas con las teorías (pseudoteorías a veces) psicofísicas serán un hito más que probable en el desarrollo de la ingeniería de audio aplicado a las máquinas informáticas. Opciones híbridas como «Elixir» de Flux, «Inflator» de Sonnox, o la opción XL de Brainvorx o similares irán en aumento. El desarrollo de esta intersección entre las teorías físicas y las teorías sobre cómo se construyen las sensaciones y percepciones del sonido no tienen porque conducir necesariamente a una mejora en el procesamiento del audio.
7. El campo de diseños lógicos se manifestarán en una tendencia a la creación de máquinas informáticas antes que máquinas físicas, por razones de costo. Es muy probable que las máquinas físicas antes de ser fabricadas pasen a ser plugins.
8. El interface GUI de los plugins es ilimitado en sus posibilidades: flexible, ergonómico, puede recoger la experiencia del usuario con permanentes sugerencias en la reorganización de la interface gráfica misma. Los plugins se ajustarán a un tipo concreto de manipulación del usuario frente a a rigidez del hardware.
9. No existe ningún argumento definitivo contra la posibilidad de que los sistemas informáticos puedan reproducir el comportamiento del hardware con exactitud y todo detalle imaginable. Incluso es factible pensar que el procesamiento digital pueda aproximarse mejor a la respuesta ideal de los transductores físicos. La potencia de procesamiento digital permitirá implementar procesamiento digital con mayor profundidad que su hermano físico. Si la calidad de un dispositivo de audio depende de la consistencia y profundidad del procesamiento nada impadirá a los plugins mejorar notablemente la respuesta del hardware analógico.
10. Con respecto al ecosistema de las máquinas físicas: el orden de procesamiento, la intensidad y nivel del procesamiento paralelo, la toma de decisiones  referentes a las interacciones sidechain y/o paralelo requieren un hardware muy costoso y limitado. En definitiva, es mucho más sencillo y económico controlar las interacciones en un entorno digital, vigilar lo que sucede entre los diferentes equipos de procesamiento para poder cambiar el orden y las características sobre la marcha sin tener que recablear las conexiones de entrada y salidas de todo el hardware. A modo de ejemplo, los sumadores más complejos del mercado como Sigma de SSL ya proponen un sistema híbrido de control de sus equipos físicos a través de DAW. En cierto sentido funcionan como plugins. Lo mismo sucede con alguna empresa que permite controlar sus módulos S500 con el sistema informático implantado en protools o logic.
11. Los logros en los nuevos sistemas de programación, los diseño inspirados en redes neuronales, los algoritmo biológicos, la aparición de crecientes grados de inteligencia artificial, la lógica difusa, el diseño redundante, la facilidad para crear procesos en paralelo muy complejos y dinámicos también serán todos un factor positivo respecto al uso de plugins. Las máquinas biológicas apotaran nuevos enfoques a las tareas de procesamiento. La biología y la ingeniería de la inteligencia artificial revolucionarán la perspectiva en la compresión de los plugins. Simplemente el hardware físico será incapaz de procesar a la velocidad requerida y en grado de complejidad exigida. El futuro son las aplicaciones informáticas en arquitecturas digitales increiblmente rápidas y flexibles.
12. El desarrollo de la tecnología informática permitirá disponer de más potencia en la modelización del sonido en comparación con sus semejantes analógicos. Los samplers de piano del futuro serán tan realistas como el piano mismo, hasta el punto que generará un nuevo instrumento con más capacidades que piano, exactamente igual que este hizo con el pianoforte 200 años antes. El excedente de procesamiento en las máquinas informáticas serán motor  mismo de la innovación tecnológicas en la música.
13. El discurso de la eficiencia del hardware no es eterno pese a ser el argumento preferido de las grandes empresas de hardware. La competitividad, la posibilidad de aportar ventaja comercial obtenida por el uso de una tecnología física frente a la informática se verá reducida, e incluso es probable que ocurra justo lo contrario tal como hemos apuntado.
14. La investigación de nuevos materiales en el plano procesamiento físico relacionado con el audio mejorarán tanto las encarnaciones de los plugins como las máquinas físicas, si bien el implemento en hardware analógico será muy costoso.
15. En la actualidad, respecto al terreno de los limitadores, las soluciones digitales son mejores sistemas que el mejor dispositivo analógico, como por ejemplo los limitadores que conozco que es SPL y WEIS, más preciso y transparente que su competencia analógica con la relación económica 1:25 a su favor. Respecto a los EQ el terreno se estrecha también.

Disculpen el atravimiento de escribir sobre temas tan distintos de una manera tan vaga y rápida. También por tener el descaro además de establecer tendencias sobre datos tan genéricos. He reiterado algunas ideas claves quizás más de lo debido. Algunas predicciones son muy evidentes e independientes de los argumentos que señalado. Cada uno de los argumentos supone un enorme campo de debate especializado, con numerosa bibliografía técnica por consultar. Este post es más bien un relato de ficción con una sano un intento  de instar al debate.

En definitiva, los plugins forman una unidad de procesamiento con el hardware informático. No es una realidad virtual o paralela. Pueden apuntara a ser una emulación – recreación de hardware analógico clásico o ser completamente innovador y creativo. Al igual que las máquinas analógicas, los plugins son modelos tecnológicos, replicas de la física y hijos de la oportunidad tecnología.