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Contrôle de la synthèse granulaire J.F. OLIVER DEA ATIAM (PARIS VI, ENST, AIX-M

Contrôle de la synthèse granulaire J.F. OLIVER DEA ATIAM (PARIS VI, ENST, AIX-MARSEILLE II, UJF GRENOBLE I) Rapport du stage effectué au Centre de Création National G.M.E.M. (Groupe de Musique Electroacoustique de Marseille) sous la direction de L. POTTIER TABLE DES MATIERES I INTRODUCTION ......................................................................................... 2 I.1 LE PROJET GMU (GMEM MICROSOUND UNIVERSE)...................................................................2 I.2 OBJECTIFS DU DOCUMENT........................................................................................................3 II CORRÉLATION TECHNOLOGIE-COMPOSITION................................................... 4 II.1 PRÉAMBULE..........................................................................................................................4 II.2 NOUVEAUX PROCESSUS DE COMPOSITION ET NOUVEAUX MATÉRIAUX.............................................4 II.3. OPENMUSIC ET LA COMPOSITION ASSISTÉE PAR ORDINATEUR ....................................................5 II.4. LES COMPOSITEURS ..............................................................................................................7 III NOUVEAUX INSTRUMENTS ET CONTRÔLES...................................................... 8 III.1 TIMBRE ET CAUSALITÉ..........................................................................................................8 III.2 CONTRÔLE..........................................................................................................................9 III.3 RÉALISATIONS................................................................................................................... 12 III.4 LIEN INSTRUMENTAL .......................................................................................................... 13 III.5 CONCLUSION ..................................................................................................................... 14 IV LA SYNTHÈSE GRANULAIRE ....................................................................... 15 IV.1 HISTORIQUE ...................................................................................................................... 15 IV.2 PARAMÈTRES EN SYNTHÈSE GRANULAIRE............................................................................... 18 IV.3 DIFFÉRENTS PROGRAMME DE SYNTHÈSE GRANULAIRE.............................................................. 22 V MA PARTICIPATION AU PROJET GMU............................................................. 23 V.1 CONTRÔLE DIRECT DANS MAX.............................................................................................. 23 V.2 CONTRÔLE PAR MESSAGES DANS MAX ................................................................................... 29 V.3 CHOIX................................................................................................................................ 32 V.4 CRÉATION DE MESSAGES MAX DANS OPENMUSIC .................................................................... 33 V.5 TRANSFERT DE DONNÉES SOUS FORME DE FICHIERS MIDI.......................................................... 42 VI PERSPECTIVES........................................................................................ 46 VI.1 OPTIMISATION................................................................................................................... 46 VI.2 EXPLORATION D’AUTRES MOYENS DE TRANSFÉRER LES DONNÉES .............................................. 46 VI.3 AUTRES GÉNÉRATEURS DE GRAINS ........................................................................................ 46 VI.4 APPLICATIONS MUSICALES................................................................................................... 47 VI.5 APPORTS PERSONNELS......................................................................................................... 47 BIBLIOGRAPHIE ......................................................................................... 48 ANNEXE 1: LES LANGAGES MUSICN ANNEXE 2: LA SYNTHESE ADDITIVE ANNEXE 3: LA SYNTHESE PAR MODULATION ANNEXE 4: LA SYNTHESE SOUSTRACTIVE ANNEXE 5: LA DISTORTION NON-LINEAIRE ANNEXE 6: LA SYNTHESE PAR MODELISATION PHYSIQUE ANNEXE 7: LA SYNTHESE VOCALE PAR FONCTION D'ONDE FORMANTIQUE I Introduction I.1 Le projet GMU (GMEM Microsound Universe) Ce projet démarre cette année, c’est un nouveau programme de recherche à long terme lancé par le GMEM. Il vise à mettre au point un système intégré permettant la production et le contrôle de sons de synthèse pour des applications musicales. Plusieurs points caractérisent ce système : - Les techniques de synthèse choisies se démarquent des techniques de synthèse classiques généralement basées sur des oscillateurs continus. On privilégie ici le grain sonore et non le partiel sonore (voir annexes). Ces techniques sont destinées à la production de sons qui ne sont pas nécessairement harmoniques et doivent permettre d’explorer un domaine beaucoup plus large, plus proche des domaines de la musique concrète à laquelle la sensibilité du GMEM est rattachée. - Le système est prévu pour intégrer aussi des techniques de contrôle appropriées, des outils de transformation du timbre et de spatialisation. Les variations des paramètres de synthèse peuvent induire des modifications corrélées des paramètres de traitement et de spatialisation. - Les paramètres de contrôle de bas niveau seront regroupés et contrôlés par des paramètres perceptifs et continus (interpolations), permettant aisément aux compositeurs de créer de nouveaux types de sons. - Le système sera opérationnel en temps-réel (environnement MAX/MSP) - Des techniques d’analyse associées permettront de configurer automatiquement les différents modules du système (synthétiseurs, résonateurs). Ma participation à ce projet est l’étude du contrôle d’un objet MAX/MSP implémenté en C++ qui est un générateur de grains sonores à partir de fichiers audios. Ma tâche consiste à trouver des moyens de contrôler de manière ergonomique l’objet en temps-réel (utilisation de MAX/MSP) et à partir de générations automatiques de valeurs pour les paramètres. Pour ce deuxième point, j’ai travaillé dans l’environnement Open-Music pour développer des processus de génération de paramètres granulaires à partir de graphes ou de fonctions chaotiques et étudié le problème du transfert de données vers MAX. I.2 Objectifs du document Le projet du GMEM est rattaché à plusieurs notions qui m’ont été inculquées durant ma formation ATIAM de septembre 2002 à Février 2003. J’ai participé à l’élaboration d’outils d’informatique musicale principalement à partir de deux langages orientés objet (MAX et OM) et j’ai pu me faire une idée de l’enjeu de ces recherches d’une manière pratique mais aussi d’une manière théorique. La rédaction de ce mémoire est pour moi l’occasion de synthétiser les diverses considérations que j’ai pu avoir durant cette année dans ce domaine. Je vais donc exposer en premier lieu un historique général des problématiques auxquelles j’ai été confronté, reposant sur les évolutions technologiques liées à la musique durant le vingtième siècle. Puis je parlerai de la place de la synthèse granulaire dans les différents modes de création sonore en m’appuyant sur des annexes portant sur les principales techniques de synthèse. Enfin j’exposerai le travail que j’ai effectué au GMEM de mars à Juin 2003. II Corrélation technologie-composition II.1 Préambule Quel est aujourd’hui le travail d’un compositeur ? Quelle est sa démarche, quelles sont ses lois compositionelles, quels sont ses outils ? On pourrait presque dire que chaque compositeur a maintenant ses propres lois et ses propres outils. Pourquoi et comment la musique en est elle arrivée à ce stade ? Pour répondre à cette question, il faut se pencher sur l’histoire musicale particulièrement intéressante du siècle dernier. En effet, le vingtième siècle, riche en innovations en tous genres, dénombre une multitude d’expériences musicales soit en conservant l’instrumentarium classique (élargir la palette des sons par les modes de jeu ou trouver de nouvelles techniques compositionnelles), soit en utilisant et surtout en cherchant de nouvelles manières de générer des sons, de les organiser,de les contrôler. Disposant de tous ces apports, le compositeur d’aujourd’hui doit trouver ses marques, faire des choix, se forger un langage cohérent, bref trouver les moyens les plus adéquats dans cette multitude de possibilités qui s’offrent à lui pour arriver à ses fins. II.2 Nouveaux processus de composition et nouveaux matériaux Les concepts de composition ainsi que les matériaux utilisés dans la musique ont profondément évolué durant le siècle dernier, abolissant la suprématie de l’harmonie tonale, du tempérament, et l’utilisation privilégiée des instruments de musique traditionnels. Les débuts de cette révolution se font sentir avec Shoenberg et ses disciples. Avec le Dodécaphonisme, ils introduisent de nouvelles formes de relation entre les évènements musicaux et créent leur propre formalisme compositionnel, leurs propres contraintes, différentes de celles de Bach et de ses règles de contrepoint jusqu’ici plus ou moins conservées par les compositeurs. A partir de ce moment s’ensuivent une multitude d’innovations liées à la Composition, bien trop nombreuses et diverses pour essayer d’en dresser une liste. Voici néanmoins quelques évènements marquants piochés dans cette très riche histoire : 1939 : Cage : Imaginary Landscape numéro 1 (première œuvre n’existant que sous forme d’enregistrement). 1944-45 : Percy Grainer et Burnett Cross travaillent à la Free Music Machine, fonctionnant à partir d’une notation graphique. Les notations graphiques seront utilisées par Cage, Browne, Busotti, Boucourechliev. 1948 : Au studio d’essais de la Radio à Paris, Pierre Schaeffer invente la musique concrète. L’incident du « sillon fermé » sur le disque isole un fragment sonore de son contexte (Etude aux chemins de fer). 1950 : A Cologne, naît la musique électronique, avec H. Eimert, K. Stockhausen, … 1951 : Cage présente Imaginary Landscape numéro 4, musique aléatoire pour 12 radios, 24 exécutants et un chef. 1952 : Dans December 1952, Brown utilise une notation graphique comme support à une musique très libre (aux débuts des années soixante, Bussotti dessinera des partitions graphiques très élaborées). 1954 : Metastasis de Xenakis : composition pour cordes à partir d’une représentation graphique de surfaces réglées (voir couverture). 1958 : Poème électronique de Varèse et Le Corbusier, où les sons de Varèse voyagent à travers des dizaines de haut-parleurs au sein du pavillon de Phillips dans l’Exposition de Bruxelles, avec une architecture et des projections visuelles conçues par Le Corbusier (avec la collaboration de Xenakis). 1960 : Kontakte de Stockausen (piano, percussions et bande), pièce mixte instruments-bande qui aura une vaste descendance avec Berio, Amy, Babbit, Risset, Harvey … 1960 : La Monte Young : Compositions 1960 (« Draw a straight line and follow it »). 1963 : Poème pour 100 métronomes de G. Ligeti. 1964 : In C, de Riley. Le courant de la musique « répétitive » sera illustré par riley, Reich, Glass, Adams. 1964 : Mixtur de Stockhausen : transformation en temps réel des sons instrumentaux (suivi de Mikrophonie, Hymen …). 1966 : Mathews et Rosler présentent leur Graphic System, qui permet de spécifier des enveloppes et des courbes de fréquence par le dessin. 1967 : La partition partiellement graphique d’Archipel I de Boucourechliev ressemble à la carte d’un archipel suggérant divers parcours d’une île à l’autre. 1977 : Première version de l’UPIC (machine à dessiner la musique conçue par Xenakis) : Mycenae Alpha de Xenakis (1978), et oeuvres de Mâche, Eloy, Bernard, Yuasa. 1984 : Usage des échantillonneurs dans les musiques mixtes : diverses oeuvres de Mâche ; Reich : Different trains ; Bœuf : Nocturne. II.3. OpenMusic et la Composition Assistée par Ordinateur Les premières expériences d’utilisation de l’ordinateur dans la composition musicale date des années 50 : en 1955, Caplin implémente le Jeu de dés de Mozart et en 1956, Pinkerton suggère un système de composition stochastique qu’il appelle le banal tunemaker. Mais c’est avec Hiller qu’on peut commencer à parler de composition automatique ; il crée en 1957 avec Isaacson la première véritable pièce composée avec ordinateur : Illiac suite uploads/s3/ oliver.pdf