Guillaume Loizillon

Traité de synthèse sonore : 4 Granulations 1 Modèle additif / 2 Modèle soustractif / 3 Modulation de fréquence / 5 Modèles physiques / 6 Synthétiseurs analogiques

 

Des grains de son

Les différentes méthodes de synthèse granulaire procèdent par agglomération de sons extrêmement brefs, de l'ordre que quelques centièmes ou millièmes de secondes. Ces sons microscopiques sont appelés grains et possèdent des carractéristiques de forme d'onde , de fréquence et d'enveloppe dynamique. Certains de ces paramètres pouvant évoluer dans le temps. L'intérêt ne réside pas dans le grain pris individuellement mais dans la quantité que l'on agrège. On génère ainsi un plus ou moins grand nombre de grains par secondes. Cette densité, quand elle atteint les fréquences suffisamment élévées peut créer des trames riches sur le plan du timbre, et qui ne donnent pas sytématiquement de sensation de granulation ou de rugosité sur le plan de l'écoute.


 

Télécharger les exemples 7a-b

[Exemple 7-a]

La fonction grain réclame 9 arguments. Son utilisation est néanmoins simple. les trois premiers arguments spécifient l'amplitude de chaque grain, sa fréquence et la densité.(nombre de gains par secondes). L'argument n° 6 spécifie la durée du grain en secondes ( 0.01 dans notre exemple, soit 1/100e de seconde)

la fonction grain demande deux tables (arguments 7 et 8). L'une pour signifier la forme d'onde du grain (qui même très bref a un timbre). L'autre pour définir son enveloppe dynamique. Nous utilisons ici la Gen 8 qui construit une forme par enchainement de segments de courbes. Il faut remarquer que les valeurs de ces segments vont de 0 à 1 et non pas de -1 à 1, comme pour une table d'onde destinée à un oscllateur audio.


Evolution de la densité

 

Ecouter

[Exemple7-b] Variante de l'exemple 7-a :

Étiquette kdense : Changement de l'évolution de la densité.
Arguments 5 & 6 de grain : introduction d'une déviation aléatoire de 140 Hz de la hauteur du grain et
changement de sa durée à 0,1''
nb : noter dans la définition de l'instrument le traitement de l'amplitude (0dbfs/12) : 4 grains superposés d'une durée de 1/10'' et densité montant à 250 grains par secondes

Dans le score : modification de la forme d'enveloppe du grain ( f 2)
Synthèse faite à partir de 4 fréquences centrales

 

Ecouter

 

FOF (fonction d'onde formantique)

Un formant est un pic d'énergie dans une zone du spectre. Cette notion est particulièrement efficace pour fournir une description de la voix. On peu en effet carractériser la voix comme le placement de deux ou trois formants, et cela indépendemment de la nature du son de départ, fourni par les cordes vocales

 En synthèse sonore, les fonctions d'ondes formantiques (fofs) sont un exemple d'une conception granulaire. Elles sont d'une efficacité reconnue pour la synthèse de la voix chantée, bien qu'il soit possible d'obtenir par cette méthode de nombreuses autres familles sonores. La fof permet de générer  une rapide succession d'excitations qui se recouvrent partiellement quand leur fréquence augmente : on parle ici de fondamentale de la fof.La détermination d'une fondamentale consiste donc à spécifier la vitesse à laquelle chaque nouvelle excitation est produite. Si l'on descend cette fondamentale, chaque grain est ainsi entendu individuellement.

  L'intérêt pour la synthèse est de pouvoir spécifier deux notions de fréquences différentes. Celle du nombre de fofs que l'on désire par secondes et celle de sa hauteur propre.

Cette structure est répétée en fonction de la fréquence fondamentale programmée. Quand cette fondamentale augmente plusieurs grains sont amenés à se superposer, l'un démarrant avant l'extinction du précédent. Afin d'isoler ainsi une seule fof, il suffit d'opérer une synthèse avec une fréquence fondamentale suffisamment basse ( entre 10 et 15 Hz) afin de faire apparaître nettement la structure. L'audition nous laisse entendre une impulsion rapide dont la hauteur varie en fonction du paramétrage de la fof.

Pour une approche de la synthèse vocale, il s'agira de générer trois fof ( ou plus ) superposées ayant une fondamentale commune.

 

 

 

Évolution de la fondamentale : départ à 1 Hz. La hauteur propre de la fof ne varie pas.

 

 

fofb~ est un objet développé pour max msp à l'IRCAM. Il n'est pas en standard dans la livraison de max msp et doit être ajouté
dans le dossier msp externals
(http://forumnet.ircam.fr/)


fofb~ dans max msp.

fofb~ est suceptible de générer plusieurs formants simultanément (paramètre n°1 de l'objet) et de les restituer sur plusieurs sorties (paramètre n°2). Il faut lui envoyer un message débutant par le mot formant et suivi de 7 valeurs. il faut également lui passer une valeur numérique (en Hz) pour fixer la fondamentale. Dans l'exemple présenté ici, on ne calcule qu'un seul formant.

tex, deb et att
Les valeurs 5, 6 & 7 servent à définir l'enveloppe de chaque impulsion. Cette enveloppe reste néanmoins liée à la valeur de largeur du formant (bw).
Ces paramètres de l’enveloppe de la fof sont reliés les uns aux autres. La valeur de tex additionnée à la valeur de deb définissent la durée du grain, et la valeur att la longueur de la chute (en millisecondes). Pour une attaque plus percussive ou mordante la valeur de tex se situera entre 0.5 et 2 ms. au-delà de 30 msecs, l’attaque sera trop lente et risque de quasiment faire disparaître le son.
Les valeurs courantes de deb pour une synthèse granulaire traditionnelle se situent entre 10 et 50 ms. Néanmoins, des grains plus courts peuvent être utilisés.
En sens inverse, l’emploi de durées de 200 ms ou plus pour deb permet de créer des sons où l’on perçoit les grains comme des notes indépendantes. Il faut, quand on utilise des grains aussi longs, travailler sur des fondamentales assez basses (jusqu'à 20 Hz maximum par exemple) pour conserver l'effet de sons séparés.
Remarque : Dans la mesure où les paramètres d'enveloppe sont liés à la largeur du grain (bw), il est nécessaire de reduire au plus serré (jusqu'à 0) la largeur du formant quand on augmente la durée du grain( tex+ deb).

Le travail de création avec les fof consiste beaucoup à jouer sur les deux paramètres de fréquences : celui de la fondamentale et celui de la hauteur la fof.

Ecouter : réglage 1, fondamentalel à 165 Hz, variation de la hauteur de la fof.

Ecouter : réglage 2, fondamentale à 4 Hz, variation de la hauteur de la fof.
 

 

fof et vocalisation [Csound]

Le programme suivant nous montre une réalisation faite de 3 fof superposées avec une fondamentale commune. Pour renforcer le crractère vocal , la fondamentale est légèrement modulée en fréquence par un vobrato. (Oscillateur sinusoïdale vibrant à 4 Hz)

La fonction fof nécessite 13 arguments.

1 Amplitude (étiquette iamp dans notre exemple).
2 Fréquence de la fondamentale (p4, qui renvoie dans le score).
3 Hauteur de la fof. (Hz)
5 Octaviation (paramètre autorisant un décalage d'octave à conserver à 0 le plus souvent).
6 Largeur de bande à -6dB du sommet.(Hz)
7,8 & 9 Paramètres de l'enveloppe d'amplitude de la fof (kris, kdur, kdec, identiques à tex, deb et att).
10 Nombre de fofs pouvant se recouvrir. Ce paramètre doit être augmenté quand la fondamentale augmente.
11 table d'onde pour la fof ( nécéssairement sinusoïdale).
12 table définissant la courbe utilisée pour l'attaque et la chute de l'enveloppe de la fof.( conserver la définition faite dans le score en f 2)
13 durée totale de l'événement.

  C'est le placement des valeurs de hauteur, de largeur et d'intensité des 3 fof qui conduisent à donner le sensation d'un voyelle précise.

Écouter

 

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