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.
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Stelgtæ ltrælllatæ OrgËcrrfafre lécarl$E
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delëdretdæ I{aitre
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de recherrhe DlaÎtæè Èdrsrdre
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Gérard IoûzAINPtrlllpe
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.ri ./- -l '^ -:i"j-
èe
tnavaux de redreretre (Décision duGntrc
drEEtÈB Nucléatres de GRB|OBLÉ-Oætre
Nattcnal Èôerche Sclentiflgræ
Oentre Natiqra_l Èdrereàe
Sclentifi4æ
Oentæ
Natlcnal Èdrerdte Sclentlfiqræ
Centl€Natlcnal Èclrerdre Sclentifi$É
thrtveerslté rros Sclenæs Sociales
I::>-t:l-t-ut Natlcrrat pclytedrrr-igr-e GRDTIOBIiÎ Ur'j'i;er.it
é
Scj-entifigr-eet
Ir{édicale GTEr.:OBLùII{IROU.ISIION @'IERALE
PREMIÈRE PARTIE
i
La synthèse musicaleà I'aide
del,ordinateur.
Le système MUSIC
v. L'ordinateur
conne iamoyen deReprésentati 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 .2.2.4.
La coordjnation destrois
systènes.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 3cor{cursIoN
J.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- ; i;ij;,r^Â---
-npnttût
envew u. Iahotuinûà.
Je Le aeïe.æieë.Sa'rernnt
il
avolnbiu
voulurc (aitu
L'horueun d; àieaite),io-i,Aiaence
aulwl
deæ:tL iltète.
Je
tien à
rcrBneientoul paûic J.C.
RISSETqui ô,o6t inttlultê.' à
noâpo^
6u
conaùilÂqw pat
Ltê.lett nou a,
d, eha4rc 0.tape,nnnznoLe
ataôi
dt avo,itt, bientl\nla&Àn
de Ia. Cu2tutaet
de LaMouletn R.
CARRE,tlalhz
de Reehuæl,ecouelLt
e,t,tu
utcotuugeneniÂ, notttz PrutQ't dantl'Upnl.t,
tegon L'avwtczrrcnf do npÀltuvun a
Apu
1.,artLucz
d' aili.LLe er,
de
ooopl;utionqui aègn
J'ettuu ù
tenzneienlnw lu
ehendteua de ezhàbotntol i
q,æLzt petuotuu dz ton
êquipetechniqu.
, J'3ry4np
nn,t2u)nnoi.ttuet otx rnnbntl de
t'êquLpedz
LIACR1E avec quiie
patûtge la.tutpouobiilla
dzu
ahoulittenznr. de à.eÂ'ltnvaux,
.
.En(in, le p 6 ,LLnz
gnnphieet
.detrpperyl$e , 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.
On
peut 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
comPo-sition des sons en structunes complexes
(I4ACR1STRACIURE) '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
<.ru
éIéments 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. ,i,-i
irrr;r:
i-:ci'(.rlLi '-iélellt,iriie:
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.
pantltion
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 r i.rborr:c t .
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
gurun nap-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 sonorerta 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,
Itarralysepuis,
eu sensinverse, la
synthèse deJ'objet.
de ces éLéments (en
fait les
signauxélectriques) qui
sroppose au'tnaturelrr des sons dontL'origine est
mécanique:
l-esobjets vibnants, Ies
conps sonones .rccurnul6s pourIa prise
deson, les instrulnents,
simples ou éLabonés..., dontlrorigine
causale peutêtre identifiée et
suntoutfaine lrobjet
de penceptions autnesqutauditives :
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 de MUSIC V que nous abonderons malntenant eelontnoie plane :
Dans une descnlp-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 des fonc- tlons-conneapondantaux
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
et Les conditiorrnementscultunels,
. 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 dansIa notion dr,objet
sonore'r chez SCHAEFFERoù, à ltttobjeciivité
dei-robjet" srajoute
son aspectélémentaire.
Chez SCHAEFFER,objét
sropposeainsi à stnucture.
Dans notr:eutilisation, Ies objets sont
eniait
éf'émentsou'stnuatunv5
"c,i-jective:s,, pur. i.rtrrpo:;itjonà,subjàctivesr'.
1.1.1.1.
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 en commun centaines caracténistigues per:manentes,Ia définition de
rtnotes jouéesttsur cet
instrument.Lrlnstrument se pnésente corrune un
dispositif établissant
unerelation
entne un centain nombrl drentr.ées decontnôI"
"t
une sortiet?fournissant
lrond,e sonore sous sa fonmeéchantillonnée.
Crest en pr'écisantIa
val-eur ou 1révo-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
Ie génénateur dtenveLoppe (code:
El.lV).Nous
les
décrivons se-Lonles tnois
axes évoquésplus
hauL ia)
Surle plan
acoustiqueL IOSCILLATEUR
II
pnoduit unsignal
pénio-dique
par
nepnoduction drune fonmedéfinie
pan une fonc-tion (Fn)
connespondant à1tévolution
dusignal
sun une période.Lfamplitude
et Ia
fnéquencedu
signal
desor:tie
sont dé- terrninées panles
entn6es Àet
F.Le spectre du
signal
dépenddonc de La forme de
Fn.
11se néduina
à
uneraie
uniquesi celle-ci
repnésentela
péniodedrune sinusoide,
à une sénie deraies
hanmoni-ques dans
le
cas où Fna
uneforme quelconque.
Ij I GUldi :j
ici
ne conrespondpas,
isolérnent
à
un phénrrmène audible.
Le gérré'r'at,:ul d'enveloppe ne peut êtreutilisé
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.ties dontla
dunée pounra êtne modifiéepar
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
Ia générationet
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 signal delroscillateur, 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 maintienet
son amo:rtissement.'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
de Ma-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 Ia durée de cequi 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 (menées panltéquipe qui constituera le
Gnoupe de Rechenche Musicale autoun de SCHAEFFER) desobjets
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
néférence aux générateurset 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 apPanaissentà
un niveau-étérnentaine, nespectivementào6"
gênê- nateuns de matièneet
de fonmec) Sur'le
plan algorithmiqueUn autne nappont
peut
êtneobse
. frest
une expé_nience objectivement
inréalisable. ns
lr,ransenaln de l-a musique concnète, undispositi 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 dunée indétenminée.Pan un
jeu
detêtes
de l-ectunes magnétiques montées sun un cylindne dontindéfinie
oncontrôle
de l-a mêmela vitesse portion
de derotation,
bande,-gnétique.
onieut effectuen
une relectunebande ma-
gnétique
tête
no 1no2 no3
nol
signal
nésult.
FIGURE 6Lralgonithne mis en oeuvre
par
IIATHEWS, dansLroscillateun
de MUSICV,
est enfait
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 :
ra péniode deItoscillation.
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 sorte de fondu enchaÎné deslectr:res
successi- ves dela
même séquenee sonore.têtes
,Je l-ect
T-,
FIGURE 7
Le fonctionnement de Itoscil-l,ateur. consiste en une
lecture
des échanti.l-Ions st'ecessifsqui
deviennent alons 1eséchantillons
desontie.
Lonsquele
tableauest Iu
entiènement, J-e pnocessus sepoursuit
en nepantant du pre- mienéchantillon. Lrapplication
des panamètnes Aet
Fnevient à faine
va-nien rtanplitude et la
fnéquence"n rôdifiant les
deux dirnensions du nectangre.FIGURE
L.r fréquence d'échantil-Ionrrage
étant
constante,Ies vaniations
dela
longueun ne Peuventêtre
obtenues quepar
un procédéparticulien : lectune muttiple
dtun mêmeéchantillon,
augmentantainsi
Le nombredtéchantillons
dans unepériode,
saut deplusieurs
échantiLl-ons, diminuant ce nombre(cf. tll p.
49).Le génénateur dtenveloppe fonctionne selon
le
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 quatne tyPes dont nous venons devoin
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 delroscillateun, iI fournit
un signal essentlellement non péniodique:
unesuite dtéchantillons
dramplitude a1éa-toire.
La f-:réquencecentrale
du spectne du rrbnultrt obtenuest
contnôlée pan 11,la
bande passante pan 12.Poun nepnendne
les
terrnes deIa
morpholo-gie
desobjets
sonores de SCHAEFFER, alons quelroscjllateun
donnait une ma-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
deux modules(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 capacité des mots-mémoires- .
Lamodification
dela
bande passanteest
obtenuepar
simple él-imination dans Lasuite
des échantilronÀcalculés initialement,
dtuncentain
nombredrentre eux, et par interporation rinéaire.
I1 T2
FIGURE 9
FI GURE 1-1
b)
Lefiltre
(code:
FLT)Crest un
filtre
numénique du secondondre. Il sfagit
du tnoisième atgo- nithmespécifique utilisé
dans 1'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
âes composantes ).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)
fnéquence de nésonance (12)
f
PIGURE 13
c)
Gênérateur ',RAH" (Figune 14et
Figune 15).Le génénateun 'rMHtt,
gui produit
une sl-a mêne génénation
dtéchantillons
aléa dans Les génér:ateuns defonme.
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 t
échantillons
maintenusà Ia
même valeur, ttHoldft)sontie
d)
Modules deliaison
Les modules de
1iaison
penmettent drassocien 311laaition
ou.parnultiptication,
poun lesnoduLe consécutif.
plusierr:rs
sonties
entneelles, nelien à
une seule entnée dtunf'I crjt{it I 5
1. 1.
1.4.
LA COMBINATOIRELa combinaison des modul-es se
déduit
desfonctions qutils
nemplissent.Ell-e consiste en général
à relier
dessonties
aux entnéeé- de modulès consé-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 vensplusieurs
entrées dfun même mo- duJ-econsécutif
:-
descendantesi
une mêmesontie
est distnibuéeà plu- sieurs
entrées :FIGURE
16
FIGURE 17 REMARQUES :
'
signaux 11existe
d'entr'ée une hiénanchie dans l-a stnuctune élabonée du drun module donnédoivent ài". aispon$ies'ipuo fait
quetous blocs
lesde 512échantilrons)
avant que ce rnodule puisseentre'
enfonction.
'
Pou:r tnéecette
du même même modulenaison, nrest
1a connexion drune pas possible.sontie
dtun modu.l-e avec une en-.
Nous ntavons pasfait
appanaîtne }a une 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:t LtappJ-icatiorr t'u;. i.-;1,;:_-. _, ir ,,.:ti :.e_i j:- ,r priori :. r i;il , i .: ,,ltt tt .. ., ; , : .tuj.eS, rçSi..cl_,rai- i-,,u-cl_-i:., I l--J r S
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,.
amontissementlong
pounles
exponentieLdiffénencié
pour chaèun despartiels fpf""
composantes gnaves),
'
dédoublement de chaquepaoiiet
en composantes de fnéquences voisines pnoduisant 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 I
ler
partie_l_-+__
Le diagnamme donné
ici à titr.e
optimal- pourcette s),ntlièse.
INous reviendrons ultér,ieurer.ierit
d'exemple ne correspond pas
à
undispositif f nra d'intérêt
que pour1'explication.
r,ltr e e lroirrt.
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 de né- fénenceet
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.
Dans centaineslirnites
(fnéquenceet taux
de modulationfaibles),
on retnouvena un phénomène simpleet
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 tnouve guele
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 phases
distinctes :
1a détermination drune rrstr.uctune-instrumenttt et cerl'e drune séquence de trnotesjouéest
suncet
instnrrnent.Nous venons de
voin
enquoi consiste Ia
pnernièneet quel est
1e fonma-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
disponibres pounle
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.
Centaines drentne-e1les pounnont alons neJten constantes poutltoutes les utilisations
envisagéeg de
lrinstnunent.
Crest un tnoisièmetype
dechoix
quelron
est donc amenéà 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 cette noteparticul-ière,
A
cela doiventsfajouten
deuxautres infonmations :- Ia
ou prusieuns communiquée.,date
note se singulanise droccunnence'r notes Remanquons de (t'Aôtioncanactéristiques diffànentes
panici I'instant
quetimerr).
MUSrc pnécis où'cettà v est
infonrnationporyphonique. elle
pounnont dernradoit intenvenir, avoin
En donceffet, ra
êtnemêmedeuxsa::::":"":!'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, dedéfinin
simurtanémentplusieurs
irr"tnumàniJàrstrncts.
Ladéfinition
dfune
note
devna donc Ëgalement-componten une indûcationnelative 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
desontie,
stockagede
une-mémoine ae masse,' iï:ff"et
convension numénique/anarogiqueà
fnéquence convenable pour Ledispositif
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 été nécessair"e' auaépani,-à; ;;i;à'.pp"t a
a;.,.,ioeJ oog-n"" quere
tenminalutilitaine'
au minimum"g"""""i"e
lphanuménique. Les danstoute soécifi;;;i;";"âî"n.oe" ii"t"u.tion
infonmatique passent:
ra uméniquents,
se partageraintermédiui"!.
donc en deux Ce par:tiàs codager
pontei ici
1e , nomondinat
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 drune succession delignes drinstnuetions (constituées
dfunesuite
de canactènes aJ-phanuméniques ) .Les problèmes posés ne sont pas
éIémentaines.
Sun 1eplan
Purement infonma-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
êtneaisé
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'entnéeà définin
dansfes
notes.Partitiori
irtst:rumentINS 01
osc P5 P6 82 F1 P30 osc 82 P7 82 E2 P20
oar 82 B7
END
le
nôl.eest défini,
de même.nême de
Itinstnuction.
1 2 3 4 5
La
ligne 1
et Dans .Ialigne
que poun les
Ia ligne 5 sont
des séparateurs.1 appanaissent deux panamètnes dont
instructions suivantes,
panIe
fonmatLe 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 mis enoeuvre.
Dans l-aliste
des panamètreson distingue
:-
l-es paramètnes P dontla
place dansIa ligne indique qurils
conrespondent respeetivement aux contnôIes deltamplitude 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-
tivementappel
;-
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, nonplus 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 maniène génénate)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
des carac- tènesqut 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.Le