Interfaces graphiques pour la commande d'outils de transformations sonores

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Interfaces graphiques pour la commande d’outils de

transformations sonores

Todor Todoroff, Caroline Traube, Jean-Marc Ledent

To cite this version:

Interfaces graphiques pour la commande

d'outils de transformations sonores

Todor Todoroff, todor@musique.fpms.ac.be Caroline Traube, caroline@musique.fpms.ac.be

Jean-Marc Ledent, jml@musique.fpms.ac.be

Faculté Polytechnique de Mons, 9 rue de Houdain 7000 Mons - Belgique Conservatoire Royal de Musique de Mons, 7 rue de Nimy 7000 Mons - Belgique

Résumé : Cet article présente les nouvelles interfaces graphiques que nous avons conçues à l'intention des compositeurs de musique électroacoustique dans le but de rendre plus intuitive et plus conviviale l'utilisation de programmes de traitement de son. En particulier, nous décrirons les fonctionnalités d'un générateur de trajectoires tridimensionnelles qui, notamment, peut servir à piloter un programme de spatialisation. Nous expliquerons également comment nous intégrons l'ensemble des interfaces graphiques au sein d'un environnement gestionnaire capable d'établir des connexions entre les applications pour le passage de paramètres.

1. Introduction

Les interfaces graphiques présentées dans cet article s'intègrent dans un ensemble d'outils informatiques développés pour les compositeurs de musique électroacoustique dans le cadre d'un projet, soutenu par la Région Wallonne, de collaboration entre le Conservatoire Royal de Musique de Mons et la Faculté Polytechnique de Mons. Avec ces interfaces, nous espérons apporter au compositeur des moyens d'interagir avec la machine de manière plus intuitive et plus conviviale afin qu'il puisse se concentrer davantage sur sa réflexion créative.

2. Matériel

Les interfaces graphiques sont réalisées sur la Station d'Informatique Musicale de l'Ircam (ordinateur NeXT + une à trois cartes ISPW-16) à l'aide des outils de développement Interface Builder et Project

Builder proposés dans l'environnement graphique orienté objet NeXTSTEP.

Sur la carte ISPW-16 est installé l'environnement FTS avec lequel les interfaces graphiques NeXTSTEP peuvent établir des communications bidirectionnelles grâce à l'architecture Client/Serveur implémentée dans les versions 1.3.x. Les applications NeXTSTEP que nous proposons peuvent donc constituer les interfaces graphiques de programmes développés dans les environnements MAX et FTS.

D'autre part, nous avons rendu ces interfaces aptes à envoyer et à recevoir des messages MIDI pour permettre les communications avec tout dispositif répondant au standard MIDI. Sur la figure 1 sont schématisés plusieurs dispositifs MIDI de commande (boîtier de potentiomètres, interface gestuelle, clavier MIDI), la station de travail et les différentes connexions qui peuvent les relier via une interface MIDI. L'échange d'information entre la carte mère de l'ordinateur (sur laquelle tourne NeXTSTEP) et la carte ISPW−16 (sur laquelle tourne FTS) peut se réaliser de deux manières : soit via le protocole de

communication de FTS qui implique que les interfaces NeXTSTEP deviennent clientes du serveur FTS, soit via MIDI, les ports série des deux cartes étant reliés au travers de la double interface MIDI Studio 3. Via MIDI, les interfaces NeXTSTEP peuvent donc également piloter des patches de l'ancienne version de MAX (0.26).

3. Une nouvelle interface graphique : le générateur de trajectoires MoveInSpace

figure 2

Cette interface propose, d'une part, des primitives de mouvement prédéfinies (cercle, ellipse, carré, spirale, hélicoïde, ...) que l'utilisateur peut activer très facilement par pression sur le bouton correspondant et dont le rayon et la vitesse de parcours sont réglables à l'aide de sliders. D'autre part, l'utilisateur a la possibilité de définir de nouvelles trajectoires à l'aide de la souris ou à l'aide d'un gant de données.

3.1. Définition des trajectoires

Dans le cas de l'utilisation de la souris, une trajectoire tridimensionnelle sera établie en deux temps : tout d'abord, le dessin de la trajectoire dans le plan horizontal et ensuite l'établissement de la fonction z définissant l'altitude attribuée à chaque point de la trajectoire plane définie précédemment, respectivement dans la fenêtre 2D (à gauche) et dans l'éditeur de tables (en haut). La fenêtre 3D (à droite) permet la visualisation du parcours de la trajectoire dans un système de coordonnées tridimensionnel. L'utilisateur voit la trajectoire parcourue par une petite sphère suivie d'une queue constituée d'une vingtaine de points. Dans le cas de l'utilisation d'un gant de données, la trajectoire est générée en une seule opération. Comme nous l'avons explicité dans un article paru dans les actes des JIM'96, un gant de données peut communiquer avec une interface NeXTSTEP via FTS. Mais il faut ajouter qu'il est possible d'établir ces communications par l'intermédiaire de messages MIDI.

3.2. Edition et modification des trajectoires

Ainsi, d'une trajectoire particulière peut dériver toute une classe de trajectoires grâce aux différentes transformations proposées : dilatation, translation (de l'ensemble ou d'une partie des points), modification du nombre de points (une diminution conduit à l'épuration de la trajectoire dessinée et donc à l'accélération du parcours de celle-ci vu que les données sont envoyées à fréquence constante), ... Avec la version actuelle de l'application, l'utilisateur peut stocker 10 trajectoires personnelles dont il peut visualiser l'image réduite sur les boutons de rappel. Nous pensons augmenter ce nombre jusqu'à 100. Dans ce cas, il faudra donner à l'utilisateur les moyens de classer les trajectoires en catégories.

Une fois ces trajectoires définies et enregistrées, l'utilisateur peut alors les enchaîner les unes avec les autres mais également avec les primitives prédéfinies, les parcourir en sens inverse, les parcourir en boucle, en suspendre momentanément le parcours, revenir au point de départ, ... En effet, le lancement d'une trajectoire s'effectue de manière directe et en une seule opération grâce à la disposition de boutons

Play Avant et Play Arrière au-dessus de chaque icône. D'autre part, un ensemble de boutons - Stop, Play, Pause, Init, Boucle - permet d'intervenir directement pendant le parcours d'une trajectoire.

La souris, qui n'offre qu'un accès séquentiel aux boutons et sliders graphiques, peut avantageusement être remplacée par un boîtier hardware de potentiomètres et de boutons (par exemple, le PEAVEY PC 1600) ou par un clavier MIDI pour effectuer le déclenchement du parcours des trajectoires et la modification des paramètres de celles-ci.

3.3. Corrélation entre trajectoire et paramètres morphologiques du son

Tout comme pour la définition de la courbe d'altitude, l'éditeur de tables peut être utilisé pour définir d'autres fonctions afin de corréler différents paramètres avec la trajectoire imposée au son. On peut, par exemple, imaginer une corrélation entre la trajectoire et la fréquence, l'intensité, un paramètre de filtrage, etc... Cette possibilité permet l'exploration de relations spatio-morphologiques à l'intérieur du champ sonore.

L'éditeur de tables NeXTSTEP, ici intégré pour les besoins dans cette interface, avait déjà été présenté à l'occasion des JIM'96. Depuis lors, nous lui avons apporté quelques améliorations.

Précisons également qu'un mode direct de pilotage est également proposé, consistant en l'envoi immédiat des données correspondant à la position courante de la souris ou du gant de données, respectivement dans le plan ou dans l'espace. Ceci permet un contrôle direct en temps réel de la localisation du son. Dans ce cas, aucun stockage de données n'est effectué au niveau de l'interface graphique.

Ce mode direct sera éventuellement activé dans le cas du raccordement d'un séquenceur recueillant les informations MIDI générées par l'interface. Dans l'autre sens, l'interface peut efficacement assister le compositeur pour la visualisation et la modification des paramètres d'un séquenceur MIDI, tout en bénéficiant des facilités de synchronisation SMPTE et/ou TMC.

3.4. Spécification de paramètres relatifs à la salle et au dispositif de diffusion

Nous avons prévu la possibilité d'introduire à la fois les dimensions de la salle réelle et celles de la salle virtuelle. De cette manière, la trajectoire définie peut virtuellement sortir de la salle, ceci étant simulé par un ajout adéquat de réverbération artificielle. Le rectangle symbolisant la salle réelle est dessiné, les limites de la fenêtre 2D correspondant aux limites virtuelles de la salle.

Quant aux paramètres relatifs au dispositif de diffusion, l'utilisateur les définit en positionnant les haut-parleurs dans le plan et en hauteur à l'aide de la souris ou en entrant les coordonnées de position dans les champs de texte prévus à cet effet. Ces données sont alors utilisées par le système de spatialisation pour le calcul de la pondération affectée aux haut-parleurs.

Dans le but de mieux visualiser la disposition spatiale des haut-parleurs, l'utilisateur peut également les redimensionner, toujours graphiquement, avec la souris. Ces repères visuels lui permettent de tenir compte de l'emplacement des haut-parleurs pendant la phase d' établissement des trajectoires.

3.5. Systèmes de spatialisation pilotables au moyen de cette interface

Grâce aux données de position relatives aux trajectoires, l'utilisateur peut piloter tout système de spatialisation, soit via FTS si le système de spatialisation tourne sur la carte ISPW-16 (par exemple, le

contrôlé par VCA, ...). La seconde solution permet également la commande de patches des anciennes versions de MAX et le raccordement de tout séquenceur du commerce pour la synchronisation de fichiers sons et de fichiers MIDI de spatialisation.

3.6. Interpolation dans l'espace

Nous avons également introduit dans cette interface les concepts d'interpolation (cf. figure 3) que nous avions déjà implémentés dans une interface d'interpolation dans le plan présentée à l'occasion des JIM96 [Todoroff - Traube 1996]a (cf. figure 4).

Le principe de l'interpolation entre ensembles de paramètres associés à des sphères disposées dans l'espace a été imaginé au GRM pour le système SYTER [Terrugi 1991]. Les poids affectés aux ensembles de paramètres associés aux sphères sont calculés en fonction des rayons des sphères et de leur position par rapport au point d'interpolation décrivant des trajectoires dans cet espace.

figure 3

De la même manière que pour la disposition des haut-parleurs, l'utilisateur peut, à l'aide de la souris, déplacer les sphères dans l'espace et en modifier la taille. Le compositeur pourra alors transposer l'espace géométrique de la salle dans un espace morphologique sonore, un espace de timbres.

3.7. Conclusion

4. Le gestionnaire d'interfaces graphiques

Le but final du développement de ces interfaces graphiques est de constituer une palette d'interfaces intuitives multi-usages parmi lesquelles le compositeur pourrait choisir celles qui conviennent le mieux au contrôle et au pilotage de programmes de traitement de son, comme par exemple, des patches MAX dont l'interface graphique peut paraître complexe et embrouillée pour un utilisateur non averti.

figure 4

Le compositeur disposera donc d'une boîte à outils proposant toutes les fonctionnalités des différentes interfaces graphiques qui y sont intégrées, et à partir de laquelle il pourra construire un environnement de travail personnel obtenu en combinant les propriétés des outils proposés au travers de connexions établies dynamiquement.

Dans sa version actuelle (cf. figure 4), le gestionnaire d'interfaces propose un browser listant les noms de toutes les applications actives dans l'environnement et donc susceptibles d'être connectées entre elles. Première colonne : les applications émettrices

Deuxième colonne : les paramètres de sortie des applications émettrices Troisième colonne : les applications réceptrices

Quatrième colonne : les paramètres d'entrée des applications réceptrices

Pour établir une connexion, il suffit de cliquer les noms des paramètres que l'on veut connecter. Si le chemin est valide, le gestionnaire propose de confirmer la connexion.

Des icônes, un champ de texte permettant de visualiser toutes les connexions établies, la mise à l'échelle et l'adaptation du type de chaque paramètre,... compléteront la version actuelle de ce gestionnaire pour en améliorer l'ergonomie et l'efficacité.

D'autre part, cette boîte à outil proposera un module permettant d'envoyer et de recevoir des messages MIDI et un autre pour la gestion des communications avec le serveur FTS.

Précisons que les interfaces graphiques peuvent être lancées séparément. Cette structure fournit un maximum de modularité et de flexibilité en minimisant l'interdépendance entre les différents éléments software de l'environnement.

Deux exemples d'utilisation de connexions entre applications graphiques :

a. L'application Markov, qui génère des séquences aléatoires d'événements, est connectée à l'application

Interpolation 2D pour déclencher le chargement de différentes configurations sauvegardées, chaque état

de la chaîne de Markov étant associé à un preset particulier.

b. Les coordonées (x, y, z) relatives aux trajectoires générées par MoveInSpace sont envoyées dans des modules Fonction (cf. JIM96), réalisant un mapping, qui piloteraient à leur tour les paramètres d'une transformation sonore (filtrage, synthèse granulaire, ...)

figure 5

5. Conclusions

C'est parce que nous pensons que l'interface graphique utilisateur conditionne véritablement l'usage d'un programme de traitement de son, que nous consacrons une partie de notre programme de recherche à la conception et la réalisation d'interfaces graphiques claires, ergonomiques, conviviales et intuitives donnant libre cours à l'imagination du compositeur pendant son travail de composition du son. Nous avons développé ces interfaces et leur gestionnaire dans le but d'adapter la machine à l'utilisateur, en considérant les attentes, les habitudes de travail, les réactions potentielles de ce dernier.

6. Références

[Déchelle 1995] F. Déchelle & M. De Cecco, The Ircam Real-Time Platform and Applications, ICMC Proceedings, Banff, 1995, pp. 77−83.

[Terrugi 1991] D.Terrugi, Manuel du stage SYTER, INA-GRM, septembre 1991.

[Todoroff - Traube 1996]a T. Todoroff & C. Traube, Interfaces graphiques NeXTSTEP pour la

commande d'instruments virtuels d'aide à la composition et à l'interprétation de Musique Electroacoustique, Troisièmes journées d'Informatique Musicale JIM'96, 1996, pp. 98−102.

[Todoroff - Traube 1996]b T. Todoroff & C. Traube, Graphical NeXTSTEP Objects as FTS Clients to

Control Intruments in the new FTS Client/Server Architecture, Proceedings of the International Computer

Music Conference ICMC'96, Hong Kong, 1996, pp. 28-31. A paraître :