Réalisation d'un synthétiseur d'arrière-plans

En considérant les propriétés des arrière-plans sonores urbains, nous

avons conçu un prototype de synthétiseur granulaire dynamique

per-mettant de reconstituer des ambiances sur la base d'enregistrements.

Le principal objectif était de donner au designer sonore les moyens

de gérer dynamiquement le contenu et la présence de l'arrière plan en

tenant compte des paramètres dynamiques fournis en temps réel, par

le moteur de jeu, ainsi que des déplacements du point d'écoute dans

un système interactif.

La méthode de granulation est construite autour des observations

et analyses des mécanismes et de la morphologie sonores des

arrière-plans sonores urbains. Nous avons ainsi privilégié l'utilisation de grains

relativement et d'un mixage dynamique de plusieurs Grainers. Il ne

s'agit pour autant pas d'une solution fermée : l'architecture est

su-samment souple pour répondre à diérentes congurations de création

et d'intégration d'arrière-plans sonores.

Nous avons également détaillé la méthodologie d'enregistrement

utilisée pour alimenter le synthétiseur en textures à re-synthétiser. Il

n'existe, à notre connaissance, pas de méthodologie décrivant

scienti-quement l'enregistrement d'arrière-plans sonores urbains. Cette

mé-thodologie est donc empirique, elle repose autant sur notre propre

ex-périence que sur les descriptions proposées par les designers sonores,

avec leur sensibilité propre. L'architecture du synthétiseur vise à créer

Conclusion générale et perspectives 6.2 Analyse critique et travaux futurs

un lien entre des besoins technologiques et des pratiques spéciques à

chaque designer sonore.

Nous avons ensuite pu expérimenter le synthétiseur dans le contexte

du projet Terra Dynamica. En complément des fonctionnalités du

mo-teur audio Fmod, le synthétiseur a grandement participé au contenu

des paysages sonores dynamiques. L'ajout de textures urbaines diuses

re-synthétisées en temps réel a consolidé le rendu fourni par Fmod tout

en accentuant la sensation de perspective acoustique ou encore en

sou-lignant les eets d'élévation de la caméra par rapport au sol.

D'autre part, les premiers tests perceptifs eectués sur le rendu

du synthétiseur, en comparaison d'enregistrements réels et d'une autre

technique de re-synthèse, tendent à montrer la relative ecacité de la

méthode proposée.

6.2 Analyse critique et travaux futurs

Les contributions que nous venons de présenter ne constituent

ce-pendant que des étapes préliminaires qui mériteraient de plus amples

développements.

Dans la perspective de poursuivre les travaux entamés au cours

de cette thèse, nous présentons ici de futurs axes de développement

possibles pour le synthétiseur, le besoin de pousser les expérimentations

perceptives et enn les prochaines intégrations du synthétiseur.

6.2.1 Développements du synthétiseur

Le synthétiseur réalisé couvre une partie des objectifs de ce travail

de thèse. Il reste cependant améliorable et un certain nombre points qui

mériteraient d'être développés dans de futurs travaux an d'accroitre

la qualité du rendu et les possibilités de design sonore. D'autre part,

des développements non-intégrés au prototype pourraient être repensés

an d'enrichir la solution actuelle.

Ces développements et questionnements concernent principalement

les fonctionnalités bas-niveau de la granulation, les notions de

spatia-lisation et l'ajout de nouvelles sources sonores au synthétiseur.

Conclusion générale et perspectives 6.2 Analyse critique et travaux futurs

6.2.1.1 Diérentes options de fenêtrage des grains

Le choix du type de fenêtre dynamique appliquée aux grains est un

facteur important du rendu d'une méthode de re-synthèse granulaire.

L'architecture que nous avons présentée ici utilise des courbes dites de

puissance égale pour produire un ux audio le plus stable possible.

Si cette logique, combinée aux autres spécications du processus

que granulation que nous avons décrites, a prévalu pendant le

dévelop-pement du synthétiseur, il ne serait pas exclu de tester d'autres formes

de fenêtres, et même d'en combiner certaines. Nous émettons

l'hypo-thèse que ceci permettrait, par eet de juxtaposition, de complexier

le rendu perçu du synthétiseur et d'aborder d'autres types de textures

sonores. Nous menons actuellement des expérimentations dans cette

perspective.

6.2.1.2 Warping audio

Le terme warping audio recouvre un ensemble de manipulations

ap-plicables à un échantillons. Il s'agit principalement de modier la durée

d'un son sans altérer sa tonalité (cette opération est le plus souvent

appelée time-stretch) ou, à l'inverse, de modier la hauteur tonale d'un

son sans en changer la durée (pitch-shift). La re-synthèse granulaire est

un moyen de parvenir à de tels résultats et son implémentation s'est

montrée ecace dans de nombreuses réalisations commerciales comme

le logiciel Live développé par la société Ableton

1

Le synthétiseur n'intègre pour le moment aucun traitement de ce

type mais le travail de re-synthèse des textures urbaines pourrait

ga-gner en variété si ces fonctionnalités étaient mises à disposition.

Il s'agirait de fonctionnalités complémentaires à la méthode de

gra-nulation précédemment décrite, visant à enrichir les possibilités de

ma-nipulation des échantillons et la diversité des ambiances produites sur

cette base de données.

Une contrainte à l'implémentation de ces algorithmes concerne

l'uti-lisation temps-réel et, si cela est possible, le temps de calcul induit. Il

s'agit de perspectives de recherche fortement intéressantes pour les

dé-veloppements futurs du synthétiseur granulaire.

1. https ://www.ableton.com/en/live/new-in-9/ Et plus

préci-sément sur les algorithmes de warping audio intégrés à Live :

https ://www.ableton.com/en/manual/audio-clips-tempo-and-warping/

Conclusion générale et perspectives 6.2 Analyse critique et travaux futurs

6.2.1.3 Mise en espace

Les textures générées par le synthétiseur possèdent

majoritaire-ment un caractère ubiquitaire, elles ne sont pour autant pas dénuées

de mouvements internes et l'aspect spatial propre à la notion

d'arrière-plan mériterait de plus amples développements. Plusieurs angles

d'ap-proches possibles sont proposés ci-après.

Si le drone urbain apparait statique, sa sonorité n'est pas la même

selon, par exemple, la vitesse moyenne du trac. Un paramètre

contrô-lant la quantité de mouvement dans le drone mais également la vitesse

de celui-ci et sa position dans l'espace serait un ajout non négligeable

à la qualité perceptive et au réalisme dynamique de la synthèse. Cela

permettrait de croiser la dimension de densité avec celle de mouvement.

Implémenter une fonctionnalité permettant de contrôler

dynami-quement le positionnement de chacun des oscillateurs granulaires dans

l'espace de rendu serait un moyen éventuel de parvenir à ce résultat.

An que cette méthode soit ecace, il conviendrait de pouvoir

contrô-ler la largeur qu'occupe un oscillateur du synthétiseur dans l'espace de

rendu.

Enn, la perception de l'arrière-plan peut être colorée par

l'es-pace environnant le point d'écoute. L'ajout de paramètres contrôlant

le rendu acoustique de l'arrière-plan urbain, par le biais d'une

réver-bération algorithmique ou à convolution par exemple, serait un moyen

de parvenir à ce résultat.

6.2.1.4 Nouvelles sources sonores

Certains sons clairement identiables peuvent contribuer à

caracté-riser un lieu. Murray Schafer utilise le terme soundmarks pour

carac-tériser ces sons particuliers. Dans une ville, il peut s'agir de certains

types de sirènes, de klaxons ou tout autre type de sons pouvant être

entendus de loin. Un échantillonneur pourrait venir compléter le

syn-thétiseur an de gérer des chiers sonores déclenchés ponctuellement

ou aléatoirement et disposés dans l'espace selon les besoins de la scène.

Ces chiers ne seraient pas nécessairement liés à une action précise mais

constitueraient des sources identiables caractéristiques du lieu, de son

état et de la sensation d'espace qui l'accompagne.

D'autre part, au cours du développement du synthétiseur, nous

avons conduit un certain nombre d'essais à base de synthèse

soustrac-tive. Le principe était de traiter un bruit blanc à l'aide de diérents

Conclusion générale et perspectives 6.2 Analyse critique et travaux futurs

ltres passe-bande an d'extraire des textures abstraites proches de

celles observées sur les sonagrammes d'enregistrements urbains.

L'ad-dition de plusieurs ltres passe-bande contrôlés individuellement en

amplitude permet de sculpter des textures et drones variés qui

consti-tuent des compléments intéressants aux enregistrements. Ces premières

expérimentations peuvent être poursuivies et approfondies à l'aide

d'analyses/re-synthèses plus poussées sur les enregistrements.

Ces deux pistes nécessitent un travail de recherche plus approfondi

dans la perspective de diversier et de complexier les rendus du

syn-thétiseur. Il s'agit également d'étudier la manière dont ces nouvelles

sources sonores peuvent être intégrées dans l'architecture de façon

com-plémentaire.

La possibilité d'intégrer de nouveaux paradigmes souligne le fait

que le synthétiseur, dans son architecture actuelle, peut ne pas être

susant à recréer des arrière-plans totalement contrôlés. L'ajout de

samples ou de drones serait un moyen de maitriser, partiellement, la

dépendance du synthétiseur aux enregistrements qu'il utilise. Il s'agit

de savoir si l'architecture du synthétiseur peut être améliorée dans son

exploitation des enregistrements.

6.2.2 Validations expérimentales

De nouvelles expérimentation seraient nécessaires an de conrmer

les résultats obtenus lors des premiers tests. Ainsi que la littérature

le décrit, les tests perceptifs restent le meilleur protocole pour

l'éva-luation des méthodes de synthèse de textures sonores. Il s'agirait de

déterminer plus l'impact qualitatif des diérents paramètres de la

re-synthèse, pris séparément. La comparaison perceptive avec d'autres

méthodes de synthèse, pas uniquement granulaires ou concaténatives,

serait aussi intéressante.

D'autre part, le mixage dynamique des diérents Grainers en

pa-rallèle peut donner à entendre des résultats complexes. Il serait donc

intéressant de penser un protocole de validation perceptive du rendu

du synthétiseur dans son ensemble. Ce protocole pourrait avoir un

en-vironnement audio-visuel interactif comme support an d'évaluer la

réactivité du synthétiseur en temps-réel.

Conclusion générale et perspectives 6.2 Analyse critique et travaux futurs

6.2.3 Intégrations futures

Le synthétiseur est en cours d'intégration au projet de ville

vir-tuelle interactive Octavia. Il s'agit de mettre en pratique les capacités

du synthétiseur à produire des ambiances urbaines dynamiques dans

un large environnement virtuel. Ce projet devait permettre l'ajout de

nouvelles fonctionnalités au prototype. Dans ce contexte, une première

version du synthétiseur est en cours de portage vers le langage C#, ce

qui devrait encore faciliter son intégration dans d'autres projets.

Nous avons lié le synthétiseur au moteur de développement Unity3D

en utilisant la librairie libpd4unity

2

. Ceci nous permet d'intégrer

vir-tuellement le synthétiseur dans des projets développés avec Unity3D.

Nous menons actuellement des expérimentations dans ce sens,

notam-ment avec la carte sonore Paris est un Zoo

3

développée en

collabora-tion avec David Christoel.

L'architecture ouverte du synthétiseur laisse également entrevoir

des usages pour la création d'ambiances qui s'étendent au-delà des

arrière-plans sonores urbains. Son intégration en tant qu'outil

d'écri-ture sonore pour des applications plus abstraites peut également être

envisagée comme une continuité de ce travail de thèse.

Annexe A

Sonagrammes

Cette annexe présente les sonagrammes référencés dans le chapitre

3. Il s'agit de représentations d'enregistrements d'ambiances que nous

avons réalisés à Paris, Liège et San Francisco. Les conditions

d'enre-gistrement sont détaillées dans le chapitre 3.

Les sonagrammes sont réalisés avec le logiciel Acousmographe

1

.

An de les rendre plus lisibles, les sonagrammes sont ici représentés

sur la hauteur de la page. L'axe des abscisses représente le temps (la

durée de l'enregistrement) et l'axe des ordonnées la distribution des

fréquences (le plus souvent de 20 à 20000 hertz).

Le tracé noir représente l'intensité du signal pour chaque fréquence

à un moment donné. Plus le tracé est sombre et plus la fréquence

associé est forte dans l'enregistrement.

Sonagrammes

Sonagrammes

Sonagrammes

Sonagrammes

Sonagrammes

Figure A.6 Sonagramme, ambiance du site BNF captée depuis le

parvis de la bibliothèque, Paris

Sonagrammes

Figure A.7 Sonagramme, ambiance du site BNF captée à proximité

du périphérique, Paris

Sonagrammes

Figure A.8 Sonagramme, San Francisco, ambiance captée au niveau

de la circulation en centre ville

Sonagrammes

Figure A.9 Sonagramme, San Francisco, ambiance captée depuis le

huitième étage d'un parking en centre ville

Sonagrammes

Figure A.10 Sonagramme, San Francisco, ambiance captée depuis

les hauteurs du parc Buena Vista, légèrement excentré du centre ville

Annexe B

Exemples de l'utilisation du

synthétiseur

Cette annexe présente des exemples de création de textures sonores

ambiantes avec le synthétiseur. Il n'existe pas une manière prédénie de

produire des arrière-plans et des ambiances avec le synthétiseur. Nous

souhaitons donc mettre en avant diérentes stratégies de sonication

selon l'usage fait du synthétiseur. Les interfaces doivent permettre au

designer sonore de mettre en place des combinaisons sonores selon des

schémas variés.

Dans cette annexe, nous détaillons les modalités d'utilisation du

synthétiseur et quelques exemples pour la création d'arrière-plan

so-nores temps réel complexes et dynamiques. Nous présentons enn un

module que nous avons ajouté au synthétiseur et permettant l'édition

dynamique de ces paramètres à l'aide courbes d'automation proches

de celles couramment utilisées dans des solutions audio interactives

comme Fmod et Wwise.

B.0.4 Ajout de nouveaux chiers audio

Nous avons souhaité que que le synthétiseur soit adaptable à la

stra-tégie de sonication choisie par le designer sonore. Le choix des chiers

audio est le point de départ pour la création de nouvelles textures avec

les oscillateurs granulaires. La composition des tables d'ondes

granu-laires, c'est-à-dire le choix et la distribution des chiers utilisés par les

Grainers, peut être thématique ou dynamique, par exemple.

Dans le document Synthèse sonore d'ambiances urbaines pour les applications vidéoludiques (Page 183-200)