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Interview: Dave Rossum E-MU, Teil 3

4. Juli 2015

From Emax to Proteus

Im dritten Teil unseres Interviews mit Dave Rossum (dem Gründer und langjährigen Kopf von E-MU) widmen wir uns den 90er Jahren, als die Digitalisierung weiter voranschritt und Instrumentenbauer sich vor allem um die Entwicklung von Chips kümmerten.

Hier nun die Links zur kompletten Interview-Reihe:

Peter:
Lass uns nochmals über Eure eigene DSP-Chip-Entwicklung sprechen. Was veranlasste Euch, eigene Chips herzustellen? War das nicht unglaublich zeitaufwendig und
kostspielig?

Dave:
Multi-Channel Sampler wurden unser Kerngeschäft. Und es war mir klar, dass es über lange Zeit keine Standard DSP-Chips geben würde für diese Aufgaben. Wir brauchten eine maßgeschneiderte Lösung, dabei profitierte ich natürlich von meinen Erfahrungen in der Entwicklung der analogen SSM Chips. Ein digitaler Chip erschien mir vergleichsweise einfach. 1985 gewann ich einen Wettbewerb: den Seattle Silikons IC Design Contest. Der Preis bestand in der Produktion eines digitalen Chips nach eigenen Spezifikationen.

Peter:
Das war dann sozusagen die Basis für Eure Sampler der Zukunft?

Dave:
Ja, so entstand der E-Chip, mein erster DSP, der zum Herz des Emax wurde, während das Filter im ersten EMAX aber noch analog arbeitete. Er war nicht schlecht, hatte aber ein paar Probleme in der Produktion, und wir konnten eine Menge daraus lernen. Danach folgte ein kleines Gate-Array (auf deutsch auch als „Gatterschaltung“ bekannt), das in den Ausgangskanälen des Emulator III zum Einsatz kam: eine simple und kostengünstige Schaltung, deren Entwicklung nur ein paar Wochen dauerte.

Dave 1997 während der 25 Jahr Feier zusammen mit seinen „Modularen“

Peter:
Im Laufe der Zeit kamen ja jede Menge verschiedener E-MU Chips hinzu, die alle nur noch mit einem einzelnen Buchstaben bezeichnet wurde, u.a. auch der H-Chip, der schließlich den Platz der analogen Filterbausteine im EMU-IIIxp und EMAX II übernahm. Gib uns doch bitte mal einen kurzen überblick über die diversen Chips und deren Bedeutung.

Dave:
Der E-Chip stand schlicht für E-MU, während der F-Chip auf ein FIR Filter hinwies, das mittels doppeltem Oversampling sogenanntes „Clocking Noise“ reduzierte. Der G-Chip bekam seinen Namen von einem der beiden Autoren eines Artikels über Interpolationen höherer Ordnung. In Anlehnung an die Autoren Phil Gossett und Julius Smith sprachen wir nur noch vom „Gossett-Smith-Algorithmus.“ Und der H-Chip wiederum bezog sich auf die technische Schreibweise der Filter-Funktion: H(z). Später kamen noch der K-Chip (für „Keyboard Scanner“) sowie der R-Chip (Reverb und digitale Effekte) hinzu.

Emax II CHemie

Peter:
Na dann zurück zu den Details. Nach dem E-Chip kamen …?

Dave:
Der G- und H-Chip. Diese beiden stellten im  Gegensatz zum E-Chip einen großen Fortschritt dar. Im Emulator III wurde jeder Sampler Kanal wie ein unabhängiger Synthesizer behandelt mit jeweils eigener Samplingrate, während Konkurrenzmodelle wie PPG Wave oder der Ensoniq Mirage Pitch Shifting mittels einer „Drop Sample“ Methode erzeugten: Alle Kanäle wurden mit derselben Samplingrate betrieben und Transpositionen durch simples Weglassen oder Verdoppeln der bestehenden Samples umgesetzt.
Dieses Verfahren hatte große technische und v.a. auch preisliche Vorteile, erzeugte jedoch bei gewissen Sounds inakzeptable Verzerrungen. Mathematisch beschrieben handelt es sich bei Systemen mit fester Samplingrate um Interpolation. Drop Sample ist die einfachste Form der Interpolation, genannt Order Zero, während die lineare Interpolation (Order One) etwas weniger Verzerrungen erzeugt, doch für unsere Ansprüche war dies immer noch nicht gut genug. Der G-Chip verkörperte meine Vorstellung einer Order Seven Interpolation ohne jegliche hörbaren Verzerrungen. Und der H-Chip beinhaltete ein digitales Filter mit analogem Klangbild.

Der Emax I, noch mit analogen Filtern, aber bereits mit E-Chip

Peter:
Ich habe jetzt nicht wirklich alles verstanden, aber ich kann bestätigen, dass vor allem der H-Chip seinerzeit sehr sehr nahe an den Klang eines echten Analog-Filters kam.

Dave:
Die Entwicklung dieser Chips war eine große Investition für E-MU. Ihr Design war zu komplex für Gate-Array Schaltungen und erforderte ein höheres Level an Entwicklung und Konfiguration. Knapp zwei Jahre Vollzeit Arbeit habe ich investiert, bis wir im Frühjahr 1988 die ersten Prototypen der G-Chips präsentieren konnten, die von Anfang an perfekt funktionierten.
Der Schlüssel zum Erfolg waren mathematische Modelle, die ich ursprünglich für die Fehlersuche des E-Chip entwickelt hatte. Prototypen zu bauen war sehr kostspielig, hat sich aber ausgezahlt, da alle meine Eigenentwicklungen auf Anhieb gut funktionierten.
Das Design des H-Chip war im Sommer 1988 abgeschlossen und war so komplex, dass LSI Logic, ein Chip Hersteller, der uns den ersten Prototypen bauen sollte, erst die eigene Steuersoftware der Produktionsanlagen überarbeiten musste.1989 war es dann schließlich soweit und wir bekamen die ersten funktionierenden H-Chips. Die Technologie dieser beiden Chips bestimmte das technische Innenleben der E-MU Synthesizer für die folgenden zwanzig Jahre.

Peter:
In welchem Gerät kam der H-Chip erstmals zum Einsatz?

Dave:
Bis zum G-Chip hatten alle unsere Sampler analoge Kanalzüge mit analogen Filtern, was eine gute, jedoch eher kostspielige Lösung war. Der Emax II war unser erstes Produkt mit digitalen Filtern des H-Chips.

Peter:
Noch mal zurück zum Vorgänger Emax I, der war ja dank E-Chip Innenleben die Low-Budget Variante des Emulator II. Ging die Rechnung auf?

Dave:
Der Emax I mit E-Chip war so etwas wie unsere Antwort auf den Ensoniq Mirage. Zu Beginn hatten wir einige Produktionsprobleme mit dem E-Chip, zudem lief die Verbindung zum Floppy Disk Drive nicht zuverlässig. Der Emax war verhältnismäßig erfolgreich und warf auch Gewinn ab. Durch sein preisgünstiges Design galt er indes aber nicht als besonders inspirierendes Produkt: nicht gerade unser Schlachtschiff. Als das Emax-Projekt sich von der Chip-Phase zum ausgewachsenen Synthesizer entwickelte, wechselte mein Fokus zur Weiterentwicklung der G und H Chips. Ich habe heute noch ein schlechtes Gewissen wegen der Limitierungen die der Max dadurch hatte.

EMAX II Ganz

Komplett digital, der EMAX II

Peter:
Schließlich habt ihr euch entschieden, den Nachfolger Emax II mit einer 16-Bit-Engine und in Stereo zu bauen. Und so weit ich mich erinnere, wurde der Emax II ein großer Erfolg, oder?

Dave:
Als der H-Chip erstmals lieferbar war, wollten wir den Emulator III noch nicht aufgeben, aber der Emax brauchte dringend ein Update. Emax II war eigentlich eine Fehlbezeichnung, da sowohl Soft- und Hardware (mit G- und H-Chips) näher am Emulator III als am Emax I waren. Die größte Verwandtschaft zum Emax I war das Gehäuse. Später hat man mir gesagt, dass ich dieses Instrument niemals Emax II hätte nennen sollen – das wäre vergleichbar mit einem Pinto II. (Der amerikanische Ford Pinto war berüchtigt als günstig und unzuverlässig.)
Der Emax II war ein tolles Produkt, populär und sehr zuverlässig. Im Gegensatz zum Emax I konnten wir hier alle Versprechungen erfüllen.

Peter:
Was ich mich schon immer gefragt habe, wer entwickelte die SE-Synthese für den Emax – und wieso wurde diese nur noch im Emax II verwendet, aber in keiner der nachfolgenden E-MU Geräte mehr?

Dave:
Die SE-Synthese wurde von unserem Ingenieur Tony Dean für den Emax I und II sowie den Emulator III entwickelt und basierte auf National Prozessoren der 32000 Serien, die in „C“ programmiert werden konnten. Für Tony war es ein Leichtes, den SE Synthesizer zu programmieren. Das Ergebnis überzeugte uns. Der ursprüngliche Name lautete Spectrum Interpolation Digital Synthesis. Später haben wir der Einfachheit halber den Namen auf Spectrum Synthesis gekürzt.
Es gab keine rationalen Gründe, diese Software nicht weiterzuentwickeln. Das Interface war vielleicht etwas mühsam in der Bedienung, die Klänge hingegen konnten sehr interessant sein. Als wir unsere CPU wechselten – von den 32000 Serien zu Motorolas 68000 Familie – erschien dem Entwicklerteam der Aufwand zu groß, den SE Synthesizer für die neue Plattform anzupassen.

1996 Dave Rossum in Singapur, der eine Vorliebe für Schlangen hat. Zu seiner Beförderung zum Chef-Wissenschaftler bei CREATIVES begleitete ihn diese BOA, die er sich kurz zuvor bei einem Schlangenbeschwörer besorgt hatte.

Peter:
Mit der Proteus-Serie konntet ihr ab 1989 auf Grund des positiven Images des Emulator III nochmals richtig absahnen. War der erste Proteus damals nicht eine richtige Sensation?

Dave:
Intern nannten wir den Proteus zunächst nur The Plug (im Sinne von Pfropfen oder Stöpsel), da wir dringend ein Produkt brauchten, um unser finanzielles Loch im Zuge der technischen Probleme des Emulators III zu stopfen. Das technische Konzept war schlicht und einfach, um es in kurzer Zeit entwerfen zu können, das an Hand unseres G-Chips Klänge erzeugen würde.

Während der Entwicklung diskutierten wir oft die Größe und vor allem den Inhalt des ROM Speichers. Einige waren der Meinung, dass eine Auswahl bekannter Emulator III Samples ausreichen würde, während Marco Alpert darauf beharrte, einen Querschnitt an gängigen Pop und Rock Klängen in den 4 MB großen Speicher zu packen. Unser Sound Department hatte einige Bedenken, was die Klangqualität betraf, jedoch war damals der G-Chip ganz neu, und niemand von uns konnte abschätzen, wie gut er in der Tat klang. Am Ende wurden die Klänge stark komprimiert – und klangen dennoch hervorragend. Und als Herb Jimmerson schließlich eine Demo Aufnahme erstellte, waren wir begeistert. Da wurde uns klar, dass wir ein richtig gutes Produkt entwickelt hatten.
Bob Moog bekam von mir eine persönliche Präsentation des ersten E-MU Proteus auf der NAMM Show. Damals arbeitete er als Berater von Kurzweil. Seine letzte Frage war bloß: „How much memory?“ Die Antwort, dass es sich dabei nur um 4 MB handelte, konnte er kaum glauben.

Forum
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    k.rausch  RED

    Eine weitere interessante Folge. Auch die Story rund um Proteus. Ich erinnere mich an diese Phase, als es im Handel einen Wettbewerb zwischen dem ersten Proteus und den Rolands U110 bzw. U220 gab. Letztere hatten eine deutlich bessere Verarbeitungsqualität und kein Plastikgehäuse. Die Sounds des Proteus 1 aber hatten diesen gewissen USA Charme, der aus den anderen Emus schon bekannt war. Dank Rossums Interviewantworten wissen wir nun mehr über die Hintergründe damals. Spannende Sache!

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    MidiDino  AHU

    Danke für diese weiter Folge. Die Hintergründe sind manchmal pragmatischer als Musikern lieb serin könnte. Vor allem dies, so mein Eindruck, ist aus den Erläuterungen dieser Folge zu erfahren.

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    arnimhandschlag  

    Vielen Dank für die neue Folge! Macht Spaß das zu lesen.
    Midi Dino, zum Pragmatismus: es ist leider fast immer etwas entzaubernd, dass auch der Synthesizer-Bau sich in der Realwirtschaft herumtreibt :)
    hab deswegen meinen alten XL1 auf Basis des Proteus 2000 mal wieder rausgekramt und angeschlossen. Die Filter darin hören sich wirklich sehr angenehm an; hatte ich so gar nicht in erinnerung. Mitlerweile hat auch jemand ne Editor-software erstellt, diese Emu Racks zu programmieren ist am Gerät die Hölle.

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    AMAZONA Archiv

    Amazona wird dank dieser tollen Interviews immer besser! :) Ich hatte leider nie das Vergnügen einen Emax oder Emulator zu besitzen. Lediglich ein E5000 Ultra hatte es mal kurz ins Rack geschafft. Ich fand diesen von der Bedienung schlimmer als die Akai S Serie. Dave könnte ja nach Vorbild des Emulator oder Ensoniq ASR einen einfachen Sampler ohne feature overkill designen. Nur als Keyboardversion und 8 Instrumenten Slots im direkten Zugriff. Die Ausrede mit Ableton geht sowas besser zieht bei mir nicht weil der Umweg über Bildschirm und Maus jedes für die Musik so notwendige Gefühl tötet. Ich zieh mir jetzt ein paar Alan Wilder + Emulator YT-Videos rein. ;)

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    Markus Galla  RED

    Schade, dass die frühere Kompetenz in Sachen Digitaltechnik heute eher brach liegt. EMU und Ensoniq standen einst für den amerikanischen Sound, der sich immer prima mit der japanischen Konkurrenz verstanden hat. Das galt auch für das „historische“ Kurzweil vor seiner Übernahme. Gerade heute, wo sich alle Welt auf das Analoge stürzt, könnte ein innovatives Digitalgerät eine angenehme Abwechslung schaffen. Dass Digitaltechnik lange und fast unverändert am Markt bestehen kann, zeigt Yamaha mit dem Motif. Gerade heute stünden doch mit günstigem Ram und SSDs Möglichkeiten zur Verfügung, von denen EMU und Ensoniq damals nur träumen konnten. Heute könnte man „Best of Digital“ in einem Gerät anbieten. Man stelle sich vor, man könnte einen EMAX II heute über ein Touch-Display in Größe eines iPads bedienen und hätte 16 GB Speicher und eine 256 GB SSD da drin samt einem DSP, auf dem per Plug-in Schnittstelle verschiedenste Effekte oder Synthesen berechnet werden können, ähnlich wie UAD das mit seinen Interfaces macht. Außerdem Live-Sampling & Looping und vielen Controllern, um live damit zu performen. Heute steht an dieser Stelle ein schnöder Computer. Schade eigentlich.

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        Markus Galla  RED

        Habe ich ja geschrieben. Die Frage bleibt bestehen, ob man das tatsächlich als Instrument für sich begreift. Das beste Beispiel dafür sind die Hammond B3 (oder überhaupt eine Orgel, auch Kirchenorgel): hier zählt nicht nur der Klang (den man heute täuschend echt hinbekommt), sondern auch die Haptik, die Größe des Instruments, das Pedal, die breite Sitzbank usw. Beim Klavier/Flügel ist das auch so. Roy Bittan von Springsteen’s E Street Band z. B. nutzt zwar das Synthogy Ivory II Italian Grand als VST auf seinem Receptor, spielt es aber über einen midifizierten Flügel, dessen Mechanik bei den Konzerten komplett aktiv ist und die er auch für das eigene Monitoring und Wohlbefinden nutzt. Ein Master-Keyboard würde trotzt Hammermechanik nie das gleiche Spielgefühl vermitteln. So ist es auch bei einer Workstation. Natürlich leistet ein Laptop mehr, ist aber viel weniger Instrument als eine Workstation wie ein Yamaha Motif. Und sie sieht besser auf der Bühne aus :-)

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      TobyB  RED

      Hallo Amoros,

      da hast du sicher recht, aus meiner Sicht und vor allem bei EMU, sind es die Chips und die Tricks die Rossum et al. hier angewandt haben. Was mit der Digitalisierung einherkam, war sicher auch ein ökonomischer Druck auf die Hardware Hersteller, hier immer günstiger zu fertigen. Für mich ist das durchaus eine konzeptionelle Frage, ob ich alles mit IT/Rechner löse oder mit Musikinstrumenten. Ich bin für Musikinstrumente.

  6. Profilbild
    micromoog  AHU

    Danke für Teil 3, das erklärt dann doch einiges. Aber gerade diese Limitierungen mangels dem Faktor Zeit und verfügbarem Geld bei der Entwicklung geben aus heutiger Sicht den Geräten einen gewissen Charme.
    Z.B. ist der Emax einer der geilsten „Hybrid-Synthesizer“ mit „austauschbaren“ Wellenformen. Wenn man sich vom eigentlichen Wort „Sampler“ und „Wie klingt das Klavier?“ verabschiedet, kann man den Emax eher mit DW8000, Kawai K3 und mit Abstrichen in der Komplexität dem Prophet VS vergleichen.
    Klar, die bei Einführung war die Preis- und Zielgruppe eine andere.

  7. Profilbild
    psv-ddv  AHU

    Tolles Interview, sehr gute Fragen, wie ich finde!
    Man kann in Teil 2 und 3 wunderbar lesen, wie sich Emu von einer Bude von Musikelektronik Freaks mit Spass an der Arbeit zu einem Wirtschaftsunternehmen mit Schwerpunkt Finanzen/Gewinne entwickelt. Parallel und vermutlich genau deswegen entwickeln sich die hergestellten Musikinstrumente von genial, fortschrittlich und inspirierend in Richtung Brot und Butter Rompler.
    Brot und Butter können die Japaner nunmal viel besser. Deswegen hatte Emu keine Chance.

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