HAL Id: tel-01260499
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Submitted on 26 Jan 2016
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Claude Cadoz
To cite this version:
Claude Cadoz. Synthèse sonore par simulation de mécanismes vibratoires. Applications aux sons musicaux. Modélisation et simulation. Institut national polytechnique de Grenoble, 1979. Français. �tel-01260499�
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rcBERr ÀndrÉTRAE\IARD Phfllppe
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UIARD
l,lar:rlæ æI|EN Jæq*r qryCl plenæ aIqJgE.F(I Jean-Claule IÀæ(Xtg ,Tean-Loulg{1arÈ
I4AIT'RES_ IrE (jrNlrlRENCES
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-
Artættriiæ
Stelgtæ
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OrgËcrrfafre
lécarl$E
f€canlgrnUtecturlEæ
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AutæaÈlri;
rlaurcæUquée
"Ïi3mffi"*çus*e
Ar.rÈoutJqræBlologd,e, bfodrlnd,e, agrrrncmle
Etecrturrqra
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Jean-yræs DRIVER,tullan
XOBYIÀNSIG Àn&é LE @ZE Jean IÂStsNrSPlene
RTEIJ Jean sÀrNroRr SO-DIET ilean-LqrG AUJ.E'f MaræIqrrcN
l,llôel
qII[llJI
Eernard IÀUTME ÈnéIÀlgIOT
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SARRAZIN P!.eræ SOUSIELIE lrflchel IIIEVEIûTltûtçot.g
$ûies
Gérard IoûzAINPtrlllpe
TRAN II{IM CaÛT
E.N.S.E.R.G.
!û.{ FX!{AFD Gry DAVID Èné
EESCI{IZEÀIIX
plerre
E.N.S.I,M.A.G.
I4!t æLrRfIN JacgrEs I?.'Il|1i -xt Je a.,-r
{lauè
.ri ./- -l '^
-:i"j-èe
tnavaux de redreretre (Décision duGntrc
drEEtÈB Nucléatres deGRB|OBLÉ-Oætre
Nattcnal
Èôerche
Sclentiflgræ
Oentre Natiqra_l Èdrereàe
Sclentifi4æ
Oentæ
Natlcnal Èdrerdte
Sclentlfiqræ
Centl€
Natlcnal Èclrerdre
Sclentifi$É
thrtveerslté rros Sclenæs Sociales
I::>-t:l-t-ut Natlcrrat pclytedrrr-igr-e GRDTIOBIiÎ
II{IROU.ISIION @'IERALE
PREMIÈRE PARTIE
i
La synthèse musicaleà
I'aide
del,ordinateur.
Le système MUSIC
v.
L'ordinateur
conne iamoyen de Représentati on,' .1.1. IA
SYNTIIESE SONORE. I.E SYSTEME MTJSIC V.1.1.1.
MusicV.
Le formalisme.1.1.1.1.
Elémentset
combinatoire1.1.1.2.
Les modules élémentaires 0SCet
ENV1.1.1.3.
Lesautres
modules1.1.1.4.
La combinatoire1,1.2.
Le mode opératoire.L .L .2. I
.
Des cri pti on des i nstruments1.7.2.2.
Description
des notes7.7.2.3.
Remarquesur
la
séparationen
rinstruments"et
"notes "1.1.3.
MusicV.
Expérienceset
réalisations.
!.2.
IA'TREPRESENIATTON".1.3.
IA
IIREPRESBTIATION''AIEC MUSTC V.
DEUXIÈME PARTIE
i
Systëme général pourla
simulation
d,instruments.Le systènn CORDIS.
2.1.
LIINSTRUMET\TT.2.t.1.
L'instrunnnt, objet concret. Globalité
sensorielle.
L, ,,espace gestuei ,' .
2.7.2,
En amontet
enaval
del,instrunnnt.
2.7.2,7
.
Prestructurati onlJeu2.1.2.2.
La mémorisation2.2.
I.E DISPOSTTIF E}FERIMEI\TIAL GIiBAL.2.?.L.
Le système gestuel .2 .2.1
.l
.
Gestes d ,excitation
et
d,entretien
Z.Z.I.?.
Gestes demodification
destructure
2.2.2.
Le système sonore.2 .2
.3.
Le système vi suel .2.3.
LE SYSIEME SoNoRE, ETrDE LocJCrErI,E. LE pRoGRAlO,tE CORDIS.2.3.1.
Simul ati on d'uneparti cule
vibrante.
Processus lÉcursi fs .2.3.2.
Algorithnps de base. Simulationd'élémnts
mêcanlques.2.3.2.t.
Représentation dela
masse2.3.2.2.
Représentation desêlêmnts
élastlques
et
defrottenent
2,3,2.3.
Génêral i sation2,3.3,
Leprograrm
CORDIS.2.3.3.1.
C0RDIS. Premlèrc PASSE. CORDSI
2,3,3.2.
C0RDIS. DeuxlènB PASSE. C0RDS 22.3.3.3.
C0RDIS. TrolsiènB PASSE. CORDS 3J.texpnirc na
vive
neeory.ai,tôoûegà
Motuizun Le ptwdetâeuhR,
LAICIA,oitzeleua
du
ealLon patûr.eet
ïe
Liituttwenlal,i.on
de M.uuttz,
po
-
icntiiltnno, q;,il-
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L'horueun d; àieaite),io-i,Aiaence
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le
p 6
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gnnphieet
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Lt
-MEï?KLE^I,Modenei,teJ,It
GERBER
CASAT
pouLt'exetllznte
Lnpnution
de ce nû.wite.t
**
INTRODUCTION GENERALE
Lrintenvention
de
Irélectnoni
truments,
plus
génénalement des
dcnéation-et Ia
pnoduction
musical
le
ERAWO\IIIIMet-
1'1NDE IUR?EN2! (19avec
SCHAEFFERTà Panis, Puis
enp.o ta
MUsrguE'boncaereei
-la
MUITQUE ELEcrRoNrqIlE,
que.res
technolo-ii"r
contemponaines
font leun véritable
entnée dans
Ie
domaine;;;i";i.
Dt; lonsr Ia question
de
Ia nelation
entne
lroutil
tech-nique
et les ;à;;;"h;r-^,r"icales
se
Pose
commeun-pnoblène
entien'
i,;i"io"*.iiqr",
quelques
années -p1us-!.t9'
-avec
ltexpénience
deCoMPOsTWoN AUI1ILATÏOUP
'(suite llliâc) réatisée,
en 1956'
PaT
HILLERet
ISAiI\CSONà
f
tUnivensité dtlllinois
(U.S.A.
)'
entne
en
jeu
et
intnoduit
une
nouvelle
dimension
au
problène'
Au début
des années
60r lrordinateun est utilisé
dans une autne
De
1948
à
aujoundthui, le
dévdémarches
sont tels quril ntest
Pdiffénents outils et
aux
différen
bien étaUtis
dans
le
contexte
tna
tions
nespectives
de I
Iinstnument,
du
compositeur.
..
-Quelques
points.
-pendant
êtne
dégagés dans une
pnemiène
appnoche'Tout
drabord,
Ies
technol0gies
en
cause-pnocèdent
de.deux
époques :iiàr""t"àniq".-ànarogique
àu
départ, puiè 1'électnonique
numéniquequi
La
nempf"à"-p"ogiessive*ent
sans
toutefois,
enc^oneaujourdthui.
itavoin
supplantèe
lotalement.
Selon
qurelles
se
fondent
sur
Lrune
ou
sur 1tautne, les
démanchessenont de
natunes
différentes.
Onpeut
en
donner une
classification tnès
schématique
en
sfappuyant
sur
un
autne."ita".
simple :
Dans
le
processus
de pnoduction
drunestructune
sonore:
oD
peut distinguen
déux phases
complémentaires
,Ia
pnoduction
du
son iui-même,
dàns
sa
MICROS?RUCTUREet
1a
r,ç-.
scn,
Cuirioritage, du
ntixage,
des
différents tnaitements tels
,uÈ
Le filtrage,
etc., ainsi
q.utaux
teehniques de l-a
génération
l jic.ilogique.
i-,,,:S
cJispositifs
en
cause
sont
exclusivelnent
analogiques
:
magné-i:trpirone,
fi1tre,,
gérrérateur
de
signaux.
. .Eiles ont
err
communle fait
que
la
phase
dronganisation
des
sonsa lieu
en
aval
de
leun génération.
ELles
diffènent
pan
un
point
essentiel :
dans 1a musique
concnète,
le
son
a
une
onigine
natu-reIIe,
énris pan
des ttcorps
sononestt
néels,
conps
vibnants
sitnples
<.ruéIéments
drinstnuments.
Dans
la
musique
électnonique,
pêPcontne, le
son
nfa
aucune
existence
acoustique en
amont
de
Ia
mem-brane du
haut-parleun.
0n
peut
canacténisen
ces
deux
dénanches
pan
un
diagnamme :FIGURE 1 écoute di::ecte i,nterventions j eux contrôle 'l'r'aitemeni-
et
comoositicrrI r,I,J A'IJiOl.lliIIQi-IiJ
1,
L 'ATI)E DE L 'TJRD]}JATLtJii'rrrnit;.,ill-' t $
l'::
j .,':'
-l- e.t
ti O r, ii r . li i 4: .i -L,.rI'S ,i-:'Lt;r'(tl .- r r: . {':j
-:l ,;r j ,!;!
I ii
l
'- rii,
.ce(rL)ursà l-rordinateur pour
orga-u1' c
s
,::ou:1.' 1e:<e s.
Larproduct
ion du
son:' lra i i:e
, .le
fait
driristrumertts et
d tins-ir's:1 t-iirrLrllt;.LLl):
surrt caractérisés
pdr'
un.::r.ir'
,
-t tr I el,:r j't t.. ciur'ée,
c+-C. ,tituent
l-es
données
de progranmation
de
lrordinateun.
La
réalisation
dtune
séquence
particuliène,
compte
tenu
des
nè-gles initial-es
dans
la
fonmulation desquelles
l-e
"compositeunrt
aura
pu adopter
une
certaine original-ité, est alors le fait,
nonplus
de
ce
compositeur, mais drun
pr.ocessus
alléatoine
(aisément
prognammable)
qui
pnoposera
des
configunations
acceptées
ou
re-jetées
en
fonction
des
règIes.
La
séquence sonore
se
présente
alons
sous
une
fonme codée
fournie
pan
ltondinateunr quril faut
tnaduine
en
une
pantition
exécutable
par
1es instnumentistes.
Par
rappont
au cas
précédent,
Ia chaîne, ici, est
invense
:FIGURE 2
diffusion
règles
de compositionOnganisation en s-tructu:re Productlon du son
Lfinténêt
de
tel1es
démanchesest toutefois nelatif.
DansIe cas
es
en
oeuvre
des
nègres
rclassiquesrr, lrapport
est su
ant
au
niveau
analytique
pan
1a-néceésité-àtéta-bonen
ion
rigoureuse
et êxhiustive
de ces nègIes
enfoncti
age
infonmatique.
cependant, 1es
limiies
de
ra
machin
nt
napidement
et il.
sêmbre
exclu
de
lui
faine
ainsi'
outes
les
nègIes
anténieures de
la
composition.
Dans
le cas,
commechez
XENAKIS,de
Ia
mise
en
oeuvne
de
formula-tions nouvelles, re
problène
est
de
savoir si,
l_afonme
étant
"algonithmiquement'
définie, la
penception
""irrétiqu.
néside
pnin-cjpalement
dans
la perception de-cettê
fonme,
€t si, le
casécfréant,
le recours à
une
traciuction
acoustique
de
lratgoritÉme est
l-e
*"if
-'
Ieur
moyende
1tappr'éhender.
nore
à
1a
fois
au
niveau
microstructurel et
au niveau
macnostruc-turel.
De même
que dans
1a
synthèse
analogique,
1révènement sonone
nta
pas
drexistence
acoustique en
amont du
haut-panleun.
Ce
dennien
est excité par
une onde
électnique issue
de
la
convension
numé-nique/
analogique drune
suite
dtéchantilLons
ca1culés pan
la
machine
en
fonction
des
spécifications
dr.entnée.
Lrintérêt
du
numénique
par
nappont
à lranalogique sraffinme ici,
au niveau de
la finésse
de
contnôle,
de
Ia
complexité
et
de
la
repnoductibilité
des
signaux.
Les perfonmances
ntont ici
plus
rien à voin
avec
celles
du
synthétiseur analogique.
Le
dévelop-pement
des
synthétiseurs
numériques, dans
Ie
prolongement
de
Ia
synthèse
par ordinateur,
permet prognessivmenet
de
fnanchir
Ie
dennier:
obstacle qui
laissait
encore un
avantage
aux
synthéti-seurs analogiques
:
1e
rrtempsdiffénért.
0n
peut
pensen
gu€r
dansun
avenin
pnoche,
ces denniers
laissenont définitivement
la
place
aux systèmes
numéniques.Le
prenien
système
mis
au
point
pourr
la
synthèse
dinecte
panordinateun
est Ie
pnogranrme MUSICV t1l.
Malgné
lraspect
con-traignant
de son fonctionnement en
temps
différé, il
s Iest
imposédès
1e
départ
conrmeun
système génénal
et
cohérent.
Crest,
en
ce
qui
nous
concerne,
Ie point
de
dépant que nous
avonsadopté,
à pantin
des tnavaux
de
MATHEIIiSet
RISSET.Nous
nous
attachenons,
dans.la
première
pantie
de
ce nappont,
àune
présentation
de
MUSICyx
dont
ltanalyse est à ltonigine
denotne
tnavail. Cette
pnésentation
nous permettna
alons
dtintno-duire les
fondements
de
notre
démarche.Dans
Ia
deuxième
pantie,
nous
décrinons,
en
premien
lieu, Ie
dis-positif global qui
en
constitue Ia
base
expénimentale,
puis le
système
de
synthèse
CORDISdont
1tétude
logicielle pnéfigurative
était Ie but
de
ce travail.
Viendna
en
effet,
dans
le
pnolonge-ment de
cette étude, la constnuction
drun
système
câblé
dont
nous avons
ainsi défini
l-es
pnincipes
de
base."
MUSrcv esr,
,err
fait, lrun
c-jesrepréserrt.rnts
drune
série
de
pro-Brarnmes
forrdés
sur les
nrême:sbases
;
MUSIC l+, l,luSfC
7,
I',IUSIC10,
i:tiijlij -i ' -: 'r , c: S; dc:: I'l-: , et. l,; (-/,.r t1r:jSI_rOnrjat.ri ;) Ci:l; VeI,SiOnS plUS
LE
svsrÈmr
I'IUSIC VL'oRDINATEUR coMME
"
MoyEN DEnepnÉsrnrATloN
"
Dans
cette
premièrepar:tie,
nous aborConsIe
problème, autravens
delranalyse
de MUSICV,
au niveau deprincipes
générauxqui nroht
gurunnap-port
très
l-ointain
avec des préoccupations dfondre purement électnonique.Cette approche nous
a
panu cependant nécessaine pourexpliciten
Les tenantset
aboutissants drune necherche que nous.croyons fondamentale.La pnéoccupation
qui
appanaÎtra de naniène penmanente danscet
exposé estnelative
au rappont complexequi
s'établit
entneIe
contextematéniel,
dé-ter.rniné panIa
natu:re,la
technologie desoutils, et
les
pnocessus decnéation,
ici
sonone.T.t. tA
SYNTHESESONORE
LE
SYSTEME MUSIC VEn pnemien
lieu,
crest
sunle
tenme synthèse que nous nous anne-tenons.Nous avons opposé, dans
lrintnoduction,
deux modes cle pnoduetion sonone :d'un
côtér
dansIa
musique concnête, de même clue dansla
musique
instnunren-tale
engénéral,
le
sona
uneorigine
acoustiquenatunelle.
Delrautre,
qu'iI
sragisse de génénation électnonique analogique ou numénique,Ie
sonItnrexiste pas'r en amont du
haut-panl-eur.
Crest dans ce dennien cas quele
ternre t'synthèse sonorert
a êté
intr.odujt.
L'idée
recouvne entait
pJ-usieurs aspects:
Le premien irnplique deux tenmes syrnétniqueset
met en pnésence deuxfacteurs
z
Itobj?-t
de zê.dë.ttwtceet
unôqôtëne
qui
pennettr'a, pantar:t dutout
pouraller
vers
sesconstituants,
de ces éLéments (en
fait
les
signauxélectriques)
qui
sroppose au'tnaturelrrdes sons dont
L'origine est
mécanique:
l-esobjets vibnants, Ies
conps sonones.rccurnul6s pour
Ia
prise
deson,
les
instrulnents,
simples ou éLabonés..., dontlrorigine
causale peutêtre
identifiée
et
suntoutfaine
lrobjet
de penceptionsautnes
qutauditives
:
visueJ.Ie,tactile.
. .Ainsi,
dans Le cas deIa
synthèse sonone oùlrobjet
de néfénenceest,
globale-ment, Itespace des évènements sononesr
le
systèmelnclut
enfalt
ausel bienles
éIémentsconstituants
queles
lois
détenninant leunE combinaieons.Lrob-jet
de réfénenceet Ie
système appantlennentà
deux domatneedlffÉnente.
Leunsliens
et
leur
indépcndancenelative
introdulEent
alore
une pnoblématlque pan-t iculiène .Crest ce que no'Js tenterons de
mettre
err évidence daneIa
pnésentatlon deMUSIC V que nous abonderons malntenant eelon
tnoie plane
:
Dans unedescnlp-tions
rapide
des pninclpes de base, nouË essayerons de dégagen quelqueEfac-teurs
qui
ont
pu détenminenleur
formelnitlale.
Nous donnenon$
elrsulte
quelques élérnentsrelatifs
au mode opénatolnequi
pen-nret Leur. mlse en oeuwe.
N<.rus évoquerotrs
enfln
quelques-unes des expérlenceset
néalisatlons
slgnlft-catives
suscitées pan ce système.!.'L1..
MUSfCV
-
Le
fonmalisnre
-
Nous déalgnons pan itfonmalleme.r' pnopne au syetàme, Irenaemblc desfonc-tlons-conneapondant
aux
ê,àênenb debuê
et
à
ia
coinbinatnile
qul
déftnlt
les
nèglesparticullènes
deleun
aEsoclatlon.La dépendance du système
et
delrobjetû
eet
Ie
fait
dtuncholx
lnitlal
qul
seconcnétlse dans
Ia
définltion
des algonlthmesdu
pnogramme. Ce cholx nésulte dela
nechenche drunpoint
de concouns entnetnois
dlnections
dfanalyse :.
Iranalyse
physique des signaux sonores,faisant
appel auxappanelti
et
à la
formuJ.ation mathématlque de
lracousticlen,
.
Ifanalyse
percePtlve:
psychoacoustique au niveau élémentaine, esthétique auniveau des phénomènes cornplexes où entnent en
ligne
de compteIrhistoine
etLes conditiorrnements
cultunels,
.
lraspect
algorithmique oùIe
donnéréslde
dansles
fonctions
de base de l-amachine avec
lesquelles
iI
faudra
trcomposerrt.'l
Nous employorrsicj
1etermerrobjetrrà
propos du sonore dans un sensplus
lar-ge que dans
Ia notion dr,objet
sonore'r chez SCHAEFFERoù, à ltttobjeciivité
de
i-robjet" srajoute
son aspectélémentaire.
Chez SCHAEFFER,objét
sropposeainsi à stnucture.
Dans notr:eutilisation,
Ies objets sont
eniait
éf'éments1.1.1.1.
ELEMENTS ET COMBINATOIRELa premiène
panticulanité
du fonmalisme de MUSIC Vest
de pantagerla
détermination des évènements sonones en deux phases
: Ia
<téfinition
d'une ttstructune-
instnumentrr capable deproduire
unevariété
de sons ayant encommun centaines caracténistigues per:manentes,
Ia définition
de
rtnotesjouéestt
sur
cet
instrument.Lrlnstrument se pnésente corrune un
dispositif
établissant
unerelation
entneun centain nombrl drentr.ées de
contnôI"
"t
une sortiet?fournissant
lrond,esonore sous sa fonme
échantillonnée.
Crest en pr'écisantIa
val-eur ou1révo-lutlon
des entnées quelton définirâ
chaque note.:Le
disposltif
cornespondà
un assemblage de mtdules remplissant des fonctionsélémentaires.
Cesont
ces modulesqui constituent fes
éléments debase.
Les:règ1es perrnettant de
les
assembler.par
connexions dessorties
et
des entnéesdéflnissent
Ia
combinatoine.1.1.1.2.
LES I^ODULES ELEMENTATRES QSC.ET ENV',Les deux modules fondamentaux
sont
I'oscillâteur
(code:
OSC)et
Iegénénateur dtenveLoppe (code
:
El.lV).Nous
les
décrivons se-Lonles
tnois
axes évoquésplus
hauL ia)
Surle
plan
acoustiqueL IOSCILLATEUR
II
pnoduit unsignal
pénio-diquepar
nepnoduction drunefonme
définie
pan unefonc-tion
(Fn)
connespondant à1tévolution
dusignal
sun une période.Lfamplitude
et Ia
fnéquencedu
signal
desor:tie
sontdé-terrninées pan
les
entn6esÀ
et
F.Le spectre du
signal
dépenddonc de La forme de
Fn.
11se néduina
à
uneraie
uniquesi celle-ci
repnésentela
péniode
drune
sinusoide,
àune sénie de
raies
hanmoni-ques dans
le
cas où Fna
uneforme quelconque.
ici
ne conrespondpas,
isolérnent
à
un phénrrmèneaudible
.
Le gérré'r'at,:uld'enveloppe ne peut être
utilisé
que combin6à
unautrc
module Contil
corr-tn6lena un des purar,ètres.
De même que pout'
lroscil-Lateun, cependant,
le
si-gnal
est
é1abcr,6 àpar'tir
dfune
fonction
(F,n)pr'é-détenminée.
Cell.e-ci
estcomposée de
trois
par.tiesdont
la
dunée pounra êtnemodifiée
par
1a vaLeulJes eutr.ées I1,
12et
13 .L 'entnée A per^met d tappl
i-guer un facteun
d'ampli-tude.
11 12 13
FIGURE 5
b)
Sur
1eplan perceptif
Ces I'onctions setnblent
directenent
issues despossibilités
propresà
Iagénération
et
autraitement
él-ectnoniques:
génénateuns de fréquence, desi-gndux sinusoiaux, car:nés, err dents de
scie...,
nodul-ation atamptitude.FÏGURE 4
La combinaison immédiate
de ces deux pnemiens
mo-dules consiste
à
confé-nenà
lfenveloppe du signalde
lroscillateur, la
fonmepnoduite pan 1e génénateur
dtenveloppe en modulant
lfanplitude
du pnemien panle
slgnal
desontie
du secondLe
signal
desontie
deI
roscillateun
acquientainsi
une fonme dynamiquecanacténisée pan son
atta-que, son maintien
et
son'En fait'
on peut mettre en évidence unIien tout
aussi
direct,
à
ce niveau. éIémentaire, avec J-e premier
critèr'e
de perception évoquépar
SCHAEFFERdans sa I'Morptrorogie des
objets
sonoresrr: le
coupre Fonme/Matière.P-Lusieurs remarques srimposent
alons
:'
SCHAEFFERintroduit
en pnemiène appr"oche 1esnotions
de Fonrneet
deMa-tiène
sonores de 1a manièresuivante
:"Imaginons
quril-
noussoit
possibl-e'rdtarrêtenttun
son, pour entendne cequril est,
à
un moment donné de notne écoute:
ce que nous saisissonsalors,
crest
ce que nous appellenonssa natière ( ... ).
Ecoutons maintenantlfhistoire
du son:
nous pnenonsalons
cgnscience deIrévolution
dans Iadurée de ce
qui avait été
fixé
pour uninstant,
druntnajet
qui
façonnecette matière." ([21
n.
400).La génèse de ce cr"itène
a
lieu
dans.l-e cadr"e dtexpéniences d.récoute (menéespan
ltéquipe
qui
constituera
le
Gnoupe de Rechenche Musicale autoun deSCHAEFFER) des
objets
sonores engénéra1.
A cetitne,
onpeut
supposerqu'il
est issu
exclusivement delranalyse
du compontementpenceptii
l-ibénéde
la
néfér:ence aux causal-ités du son (écoutenéâuite,
o,
î,."ou^smatique").Cependant,
il
sembledifficile
drimaginen quela
néfénence auxdispo"itlf"
électnoniques,
qui constituent
lressèntiel
du contexte expénimental,ait
été
complètementabsente.
Ltidée
<ie matiènevient-el1e
alons
dela
néférenceaux générateurs
et
à
leur stabilité,
oubien ceux-ci
nesont-ils
que des moyensparticulier"s
de produineà rrfrétat puril
un canactène sonone dontlridentification
est
une donnée inhénenteà
J-roreille,
ind6pendamment detout
conditionnement expérimental.Quoi
qufil
ensoit, les
cnitènes de forrneet
de matiène semblent avoin dé-montnéleur
utilité et
leun
inténêt
conme pnemiens nepères penceptirs pourI'analyse
dusonore.'
11est
pnobablequ"
t.
génèse au formàfisme de MUSIS Vait
uncertain
nappont aveccette
appnoche.Itoscillateul: et le
génénateu'dtenveloppe apPanaissent
à
un niveau-étérnentaine, nespectivementào6"
gênê-nateuns de matiène
et
de fonmec)
Sur'le
plan algorithmiqueUn autne nappont
peut
êtneobse
. frest
une expé_nience objectivement
inréalisable.
ns
lr,ransenalnde l-a musique concnète, un
dispositi
tie
à cet idéal
:
le
rrphonogène universel-,tconstnuit
p
). c"i-"pp.i"ir-,
un peu gnossien dans son
pnincipe,
pen
mesune de dis_po:9o du temps
et
drétater
ta
matiène drun son quelconquesur
une dunéeindétenminée.
Pan un
jeu
detêtes
de l-ectunes magnétiques montées sun un cylindnedont
indéfinie
oncontrôle
la
vitesse
derotation,
onieut
effectuen
une relectune de l-a mêmeportion
de bande,-gnétique.
bande ma-gnétique
tête
no 1no2
no3
nol
signal
nésult.
FIGURE 6Lralgonithne mis en oeuvre
par
IIATHEWS, dansLroscillateun
de MUSICV,
esten
fait
unetransposition
au niveau dutnaitenent
nunénique, du mêmep"i"-eipe.
Bénéficiant
du degné de nésolution pnopne au tnaiiemènt nunéni[ue,it-opène
Par une nelectu:re dfune pontion ausignal
sonore,réduite
cettef9i: i ta
lolgueun nécessaineet
éuffisant"
poio
définin
ia
natiène
:
rapéniode de
Itoscillation.
Cfest
le
pnemien algonithmespécifique
dusystème.
Nous en donnenons unedescniption napide.
La
fonction
Fr-,est
stockée sous.La fonme drun tableau de 512 mots de16
bits,
en mémoinecentnare.
on peut nepr.ésenter ce tab]eau panla
figune
inscrite
dans un nectangle :Si Ia
bande magnétiqueest
fixe et la
vi-tesse
tel-le
queIa
vitesse linéaine
destêtes
par
nappontà
la
bande connespond àune
vitesse
delectune
normale, 1a mêmeportion
de bandeest lue
successivement,à
cette vitesse,
p€u:les
quatretêtes.
Les signaux
recueillis
pancelles-ci
sontadditionnés.
0nobtient
ainsi
une sortede fondu enchaÎné des
lectr:res
successi-ves dela
même séquenee sonore.têtes
,Je l-ect
FIGURE 7
Le fonctionnement de Itoscil-l,ateur. consiste en une
lecture
des échanti.l-Ionsst'ecessifs
qui
deviennent alons 1eséchantillons
desontie.
Lonsquele
tableau
est Iu
entiènement, J-e pnocessus sepoursuit
en nepantant dupre-mien
échantillon.
Lrapplication
des panamètnes Aet
Fnevient à
faine
va-nien
rtanplitude
et la
fnéquence"n
rôdifiant les
deux dirnensions du nectangre.L.r fréquence d'échantil-Ionrrage
étant
constante,Ies
vaniations
dela
longueunne Peuvent
être
obtenues quepar
un procédéparticulien :
lectune muttiple
dtun même
échantillon,
augmentantainsi
Le nombredtéchantillons
dans unepériode,
saut deplusieurs
échantiLl-ons, diminuant ce nombre(cf. tll p.
49). Le génénateur dtenveloppe fonctionne selonle
mêmeprincipe
pourla
va-riation
desdiffénentes
parties
de Lafonction
Fn'stockéè.
La diifénenceréside,
cependant, dansle fait
guecette fonctiôn nfest lue
qurune seulefois.
' . 1 .
1.3.
LES AUTRES MODWESLrensemble des
fonctions
detous
les
nrodules peut êtneclassé
en quatnetyPes dont nous venons de
voin
un exemple pour chacun des deuxpremierJ
:1;
Génénateuns de matiènes2.
Gênênateurs de fonmes3.
Tnansformateur de matiène4
.
Modules deliaison.
Nous décninons
tnès
napidementici les
autres
modules intenvenant dansle
système.
a)
Générateur defonction alêatoire
(code:
RAN)II
peut êtne considéré également commeun génénateun de
matlène.
Complémentai-ne de
lroscillateun, iI fournit
un signal essentlellement non péniodique:
unesuite
dtéchantillons
dramplitudea1éa-toire.
La f-:réquencecentrale
du spectnedu rrbnultrt obtenu
est
contnôlée pan 11,la
bande passante pan 12.Poun nepnendne
les
terrnes deIa
morpholo-gie
desobjets
sonores de SCHAEFFER,alons que
lroscjllateun
donnait unema-tiène
de hauteun nepénable:
un sonto-nique,
celu5.-ci donne une matiène dehauteur
floue,
ou nême complètementindistincte :
bnuit
coloné,bruit
blanc.Dans
le
tableau des matiènes sonones, d.e SCHAEFFER(t2l p.
51gi, Ies
deuxmodules
(oscirrateur
et
génénateunaléatoine)
sont
oppo"'é"Lfalgonithme mis en oeuvre
est
le
deuxième algonithmespécifique
: la
géné-ration
deIa
suite
dtéchantil-Ions a-l-éatoir:e"Àt
obt.nuepar
un'poo"""susré-cursif -
multipJ-ication
de l-'échantil-l-on précédent pan une.."taine
cons-tante
- et
par
Ia
troncature
dunésultat -
d.ue au àép.s"ement de capacitédes mots-mémoires
- .
Lamodification
dela
bande passanteest
obtenuepar
simple él-imination dans Lasuite
des échantilronÀcalculés
initialement,
dtun
centain
nombredrentre
eux,
et
par interporation rinéaire.
T2
I1
b)
Lefiltre
(code:
FLT)Crest un
filtre
numénique du secondondre. Il sfagit
du tnoisièmeatgo-nithme
spécifique
utilisé
dans1'en-sernble du pnognamme.
IL
intenvient
dans
Ia
classe des tnansformateurs de matière puisqutaussibien,
agis-sant
sur
1esignal
deIroscillateun
ou du génénateur de
bnuit, il
entransformena 1a composition
spectra-le
(au niveau deltanplitude
âescomposantes ).
11
est
lrentr'ée
dusignal à
fittren.
12 contnôle 1a fnéquence de nésonance.
13 contnôl-e
la
largeun de bande.0 est
la
sortie.
12 I3 FIGURE 12 langeun de bande (13)f
fnéquence de nésonance (12) PIGURE 13c)
Gênérateur ',RAH" (Figune 14et
Figune 15). Le génénateun 'rMHtt,gui produit
une sl-a mêne génénation
dtéchantillons
aléadans Les génér:ateuns de
fonme.
AI|
quel
chaqueinstant est
contnôJ_é ave11 po:rte sun des données
'rstatistiqu
moyenne des var^iatlons des niveaux.contre,
panfaitementdéfinie.
Syrnbole
11
:T2:
b:
FIGURE 14 amplitude nombr:e d téchantillons
maintenusà
Ia
même valeur, ttHoldft)sontie
d)
Modules deliaison
Les modules de
1iaison
penmettent drassocien311
laaition
ou.parnultiptication,
poun lesnoduLe consécutif.
plusierr:rs
sonties
entneelles,
nelien à
une seule entnée dtun1. 1.
1.4.
LA COMBINATOIRELa combinaison des modul-es se
déduit
desfonctions
qutils
nemplissent. Ell-e consiste en généralà
relier
dessonties
aux entnéeé- de modulèsconsé-cutifs.
Les nèglessont
aLors l-essuivantes
:*
une entnée ne peutrecevoir
(sans Irintenmédiaine dtun module deliaison)
qurune seule sontie.*
une mêmesontie peut
êtnedistribuée
à
plusieuns entnées diffénentes.La
structure
auna donc un aspect dranbonescence :-
ascendantesi lfon fait
usagede modules de
liaison
ousi
plu-sieuns modules convergent vens
plusieurs
entrées dfun mêmemo-duJ-e
consécutif
:-
descendantesi
unemême
sontie
estdistnibuée
à
plu-sieurs
entrées :FIGURE
16
FIGURE 17
REMARQUES :
'
11existe
une hiénanchie dans l-a stnuctune élabonée dufait
quetous
lessignaux d'entr'ée drun module donné
doivent
ài".
aispon$ies'ipuo
blocs
de 512échantilrons)
avant que ce rnodule puisseentre'
enfonction.
'
Pou:rcette
mêmenaison,
1a connexion drunesontie
dtunmodu.l-e avec une
en-tnée du même module
nrest
pas possible..
Nous ntavons pasfait
appanaîtne }aune nécessité)
dteffectuen
des conve gnaux drentnéesont
de plusieur"s typges.
On peut eneffet
ciistinguen pasignal
acoustique (er:tr,éc auFiitrà)
trées
decontrôle
cle L:j.,i
.
(,.);tir.-ir:tLtappJ-icatiorr t'u;. i.-;1,;:_-. _, ir ,,.:ti :.e_i
j:-,r priori :. r i;il , i .: ,,ltt tt .. ., ; , : .
La
construction
drune rrstnuctune-instrumentrr consistenaainsi
à
combj.nen,pan
Ie
jeu
des connexions,diffénentes fonctions
cornespondant aux modules.On,pounna pan exemple
simuler
le
son dtune cl-oche en pnocédant de l-a maniènesuivante
:-
Analyse des caractères acoustiquessignificatifs
:.
composantes sinusoiclales(partiels)
dans un napport non hanmonigue,.
amontissement exponentieLdiffénencié
pour chaèun despartiels fpf""
long
pounles
composantes gnaves),'
dédoublement de chaquepaoiiet
en composantes de fnéquences voisinespnoduisant un phénomène de battement 1ent.
-
constnuction du diagnamme*définissant
r-astnucture
:Amplitude etc. I I I I I I I I I I I I I I I I l2ème
artie
I I I Iler
partie_l_ -+__Le diagnamme donné
ici à titr.e
optimal- pour
cette s),ntlièse.
INous reviendrons ultér,ieurer.ierit
d'exemple ne correspond pas
à
undispositif
f
nra
d'intérêt
que pour1'explication.
Dans
cet
exemplesimple,
onstest
appuyé sur: uneutiLisation
I'norrnalett desfonctions disponibles,
ctest à
dire
issue
directement desprincipes
élé-mentaires.
0n peut nenanquer simpJ-ementquel
t5pe denelation
srétablit
en-tre
Iranalyse
initiale
des caractènes acoustiques déterminants du son dené-fénence
et
l-e formalisme dusystème.
Cependant, onconçoit
également, dèsce niveaur guê du forrnalisme même peuvent se dégagen des
directions
drinves-tigation
plus
libres.
Par exemple,il
est
penmis dansle
principe
d'appliquerle
signat
du génénateun dtenveloppeà
trentnée
de firéquence delroscillateur
ou même
dtutilisen
unautre
oscillateur
poun modulencette
fnéquence.
Danscentaines
lirnites
(fnéquenceet
taux
de modulationfaibles),
on retnouvena unphénomène simple
et
connu: le vibnato.
Pan contne,si lfon
stautonise uneplage de
vaniation
plus
gnande poun ces paranètnes, on obtiendna un nouveauphénomène.
Lrinténêt
dela
démanche devient alonssingulien
sfil
se tnouvegue
le
Processus sonoreainsi
obtenu, sans réfénenceinitiale,
se névè1esignifiant
pourItoreilre.
Nous neviendr:onsplus
J-oin sun cepoint.
1.t.2.
Le
modeopénatoire
La
définition
drune séquence sonore "exécutabl-ert panle
pnognamme MUSIC Vc t
est à
dire la
donnée detoutes
les
informationsqui
penmettrontle
cal-cu-l-de
lronde
desortie
(échantil-l_onnée)s'appuie,
conme nàus lravonsdéjà
dit,
sun deux phasesdistinctes :
1a détermination drune rrstr.uctune-instrumenttt etcerl'e drune séquence de trnotes
jouéest
suncet
instnrrnent.Nous venons de
voin
enquoi consiste
Ia
pnernièneet
quel
est
1efonma-lisme
qui
s'y atta@e.
Nouslrappellerons
ptAæwnnanÎon et
ajouteronsgurelle
componte, abstnactionfaite
delrobjectif
sonone nechenchéli"oi"
-niveaux de choix.
Les deux p:remiens
: -
choix
des modules,-
choix
des intenconnexionsr'conduisent
à
ra
configuration
quaritative
dtunàispositif
laissant
disponibrespoun
le
contnôle un centain nombnedfentnées.
Cesont
ces denniènesqui
""---ront
Pnécisémentfixées
dansla
deuxième phase pou:rla définttion
des notes. cependant,il
nfest
pas nécessaine de disposen, danscette
deuxième prra""r-drunelibenté
dechoix
poun chaque note detoutes
cesentnées.
Centainesdrentne-e1les pounnont alons neJten constantes poutl
toutes
les
utilisations
envisagéeg delrinstnunent.
Crest un tnoisièmetype
dechoix
quelron
estdonc amené
à faine
danscette
pnéstnuctunation.
ô;
pourna"pp"'t"o
celle-ci
:ptéstructuratlon
quantitàtive et
ceLle cornespondani aux deux pnemiersniveaux
préstructuraÈjonqualltative.
DEFINITION DES NOTES
Dans une
utilisation
simple,
les
entnées delrinstnunent
pounnont êtnedes paramètnes comme 1a fnéquence (ou
la
hauteur) duson,
"on
liptituae,
sadunée, etc.
La
définition
drune noteporte
aLors sun ces panamètnes,fixés
pour cetteA
cela doiventsfajouten
deuxautres infonmations:
- Ia
,date
note se singulanise panI'instant
pnécis oùelle
dernraintenvenir,
sadroccunnence'r (t'Aôtion
timerr).
'cettà
infonrnationdoit
donc êtne
communiquée. Remanquons
ici
que MUSrcv
est
poryphonique.
En
effet,
deuxou prusieuns notes de
canactéristiques diffànentes
pounnont
avoin
ra
même::::":"":!'llîï"ï:"ïiiull."
pour:na'és.r;;;;t-eto"
j;"é"-;;;nI
qo"
ra
prr6_'
-
dansle
même ondnedridée,
ir
est
possrbre,
dans-la pnemiène phase,de
définin
simurtanémentplusieurs
irr"tnumàniJàrstrncts.
Ladéfinition
dfune
note
devna donc Ëgalement-compontenune indûcation
nelative à
I,ins-tr:ument sun 1equel
elle
est
jouée."PARTITION" POUR I,IUSIC V
Nous avons
signalé
plus haut,
sanstoutefois
en indiquenles
conséquen-l:i:
fonctionnait
ex3flsivement"n-i"rp" diffé;é.
La pnemiène:-ii
::::t":::.à:?li::"i:
ï.*::Ë:J:;ïor"-i;;;"
;
pnognamme'calcul
deséchantill0ns
de
sontie,
stockagede
une-mémoine ae masse,'
iï:ff"et
convension numénique/anarogiqueà
fnéquence convenable pourLe
dispositif
maténiel componte al-onsres
élénents
suivants
:terrninal
d tentnée/sontie
alphanuménique
FIGURE 19
Au niveau de rfentnée des données, du
fait
du tempsdifféné, ir
n,a
pas éténécessair"e' au
aépani,-à;
;;i;à'.pp"t
a
a;.,.,ioeJ oog-n""que
re
tenminalutilitaine'
au minimum"g"""""i"e
danstoute
ii"t"u.tion
infonmatique:
ralphanuménique. Les
soécifi;;;i;";"âî"n.oe"
passentuménique
intermédiui"!.
Cecodage ponte
ici
1e nomse partagera donc en deux par:tiàs
i
nts,
r
,1.1.2.1.
LA DESCRIPTION DES INSTRUMENTSLa
fonction
du codageest dtétablin
une correspondanceentre
la
descrip-tion
gnaphique deIa
structure-instnument sousIa
forme dtun diagrammebi-aùmenÀionnei,
et
un énoncélinéaire et
uni-dimensionnel sousla
forrne drunesuccession de
lignes
drinstnuetions (constituées
dfunesuite
de canactènesaJ-phanuméniques ) .
Les problèmes posés ne sont pas
éIémentaines.
Sun 1eplan
Purementinfonma-tiquè, le
décoàage de :-apaniition
fait en effet ttobjet
detoute
Ia
pnenièrepantié
(rrPassfr) àu pnog"um"(qui
en comportetnois
autotal).
Ladifficulté
"é"ia"
dansle fait
què ce passage druntype
de descniptionà
un autnedoit
êtne
aisé
poun unutitisateuo
noninfonmaticien.
La formeécnite
finale
défi-nit
enfait
un langagequril
devra pouvoin assimilen.Ia
descniption deIa
stnuctuneconsiste
en unesuite
delignes-instnuc-tions,
avec, poun sépanen chaquedéfinition
drinstnunent,
uneindication
dedébut
et
defin.
Un exemple simple nous pennett::a drêtne
plus
explicite
:Lfensemble de ces
instnuctions
contient
:-
lrénoncé des modules en cause,- la
référence aux tableaux connespondant- les
intenconnexions entne modules,-
Ies
panamètnesfixes et les
paramètnesDiagnamrne de dépant
P5
P6
P7FIGURE 20
aux
fonctions
(Fn
...)
nécessaires,d'entnée
à définin
dansfes
notes.Partitiori
irtst:rument INS 01 osc P5 P6 82 F1 P30 osc 82 P7 82 E2 P20 oar 82 B7 ENDle
nôl.eest
défini,
de même.nême de
Itinstnuction.
1 2 3 4 5 Laligne 1
etDans .Ia
ligne
que poun les
Ia ligne
5
sont
des séparateurs.1 appanaissent deux panamètnes dont
Le premier paramètre indique
lrinstant
oùIrinstrument
est
nécessaine pourla
pr"emièr:efois
dansIa
séquence. Le deuxièmeest
Ie
numéro deltinstru-ment,
qutil
faudna précisen dans chaque note.La
ligne 2
et la
ligne 3
indiquent
que deuxoscillateu:rs
distincts
sont misen
oeuvre.
Dans l-aliste
des panamètreson
distingue
:-
l-es paramètnes P dontla
place dansIa
ligne
indique
qurils
conrespondentrespeetivement aux contnôIes de
ltamplitude
et
dela
fréquence.
Lrusage deIa lettne
Psuivie
drunchiffre
nenvoie aux pararnètnes intenvenant dans 1esinstructions
denotes.
Un panamètne nepéné panla lettne
Và
Ia
place de Paurait
indiqué
qutil
stagissait
nonplus
drune vaniablenais
drune constantedéfinie
ul-térieunement ;-
les
panamètresB
:
danslfinstruction
@SC,Ie
tnoisième panarnètnedéfinit
la
sontie
deItoscill-ateun.
B indiquei,ci
quecette sontie est
constituéepar
Ie
|tbufferrr numéno2 qui
servina
drentrée dramplitudeà
troscillateur
de
Ia
ligne
3.
Lerappel
deta
mêmelettre
(suivie
du mêne numéno) entrela ligne
2
et Ia
ligne
3,
de nême qurentneles
ligrres
3
et 4,
est
le
moyenspécifique
par lequel
sont
établies
fes
connexions entne nodules ;-
1es panamètresF
: Ie
principe
est.Le
même. Lremplacement indiquequ'il
sfagit,
pourlroscillateun,
deIa
néférence autableau
quril
utilisena.
Le numér:o
est
celui
dutableau, défini.ultérieurement,
augueliI
fenaeffec-tivement
appel
;-
1es panamètnes P30et
P20 sont nécessaines enfin dfinstnuction. IIs
ren-voient à
des"buffer:s"
spéciaux dontIe
nôle
nfa
pasà
êtneexplicité
pounIa
compnéhension du langage.1.1.2.2.
DESCRTPTTON DES NOTESOn netnouve
ici
un pnoblème du nême ondnepuisquril sragit
égalenent de donner une descniption unidinensionnelledlun
phÇnomène nultidirnensionnel,non
plus
cette
fois
dansIe
domainespatial
(graphlque),
mais temponel.plusieuns évènements sonor.es
distincts
peuvent eneffet
se suPerposer ousfenchaînen.
Lapantition
traditionnelle
nésoud parfaitement ce pnoblèmeen
faisant
appel,
poun chague pontée, aux deux dimensionsdisponibles
dans1e
gnaphi"r"-pl-.rr.-
Lasuife
desinetnuctions
drun pnog:rarnne (drune maniènegénénate)
a,
de cepoint
devue,
la
même canacténistique contnaignante queltécnltune
et Ia
panole: iIs
se développent dans une dimension unique.Cet aspect
linéalne
delatrpartition
de notesrrde MUSIC Veet
lrun
descarac-tènes
qut
Ia
nend enpantie
faetidieuse àIa
lectuner
Pour un muElcien.Pour en expliquen
le
pnlncipe,
nous llous contentenonSlcl r
de pounsuivnelrexemple pn6c6dent en
faieant
jouen deux notesà
trlnetnument conetnult.(volr
flgune
21,, page 22),l,es
llgne6
6
et
7
connespondent, avecles
instnuctLonE GEN,à
la
donnée despointe
définissant
nespectivementIe
tableauFl et Ie
tableau
F2(cf.
plushaut).
Les deux pnemiers panamètnesindlquent
:.
queIes
fonctions
sont nécessainesà
partin
de 1 |instant
0,.
quelron
utilise
un pnemier mode(no
1)
de génénation Poun ces fonctions.La succession des
valeurs,
deIa
quatnièmeposition
juSquren rrIItest
unesuite
de couples devaleurs
définissant
les
coordonnées desdiffénents
points
dela fonction.
Entne cespoints
sont
effectuées desinterpolations
linéaires qui
penmettent dedéfinir les
512échantillons.
oantition
tttnaditionnelle'roantition
de notes Music V1
10 0
.9920
;99 491'0
511 ;1
2 0
0
.99 50 205-.99
306 -.991
2 1000 .oL286.70
|1 1
1000 .02568.44
i , 6 7 8 9 10. GEN GEN NOT NOT TER 0 0 0 2 3 4610
511 ;J=
uo FIGURE 21Les
lignes
I et
9
cornespondent aux deux notes.On
y
distingue,
apnèsIe
code NpT,six
zones quelron
peut
identifier
parles
codes P2,P3..,.
P7.P2
est
Ia
date droccunrence- i,P3
le
numéno delfinstrument
sur
lequel
Ia
noteest
jouée
; P4Ia
durée de 1anote
3P5
a été
défini,
dansIa
pantie
instnument, comme entnée drarnplitude ; P6 comne entrée de fréquence du premienoscillateur
(qui définina
la
duréede
Ia
note)
;P7
est
lrentnée
de fnéquence du deuxièmeoscillateur.
La
ligne
10indique
queIa
séquence se tenmine aubout
detnois
secondes.1.1.2.3. REMARQUE ST/R LA SEPARATION EN ,TNSTRUMENTS' ET ,NOTESU
Dans
cet
exemple élémentaine, 1adistinction
entneles
deux phasessemble
tout
à
fait natunelle.
Laplace
des deuxinstnuctions
GEN dansIa
partie
'rNOTerrnrest toutefois
quepartiellement
justifiée
puisque, pan Iadonnée des