Dans ma quête continue de l'histoire de la technologie musicale, je viens de tomber sur la synthèse FM. "Enfin", pourrait-on dire, tant cette synthèse est spéciale et unique en son genre.

Pour info, voici la bête (cliquez pour l'avoir en grand) :



Un Yamaha TX81Z. 4 opérateurs (oscillateur + générateur d'enveloppe), 6 algorithmes (cad 6 façon de les connecter), polyphonique 8 voies. Un bien beau joujou, terriblement has-been évidemment, mais ca n'enlève rien à son interêt et à son charme, quand on regarde ça avec des yeux qui tiennent plus du bidouilleur que du musicien.

C'est un synthétiseur "à part entière", comme j'adore. C'est-à-dire qu'il part de la base : des oscillations simples (sinus, triangle, ce genre de choses), et construit du son à partir de ça, juste grâce à des opérations sur ces ondes. Pas de lecture d'échantillons, de modélisation, etc... Juste du bidouillage sur des formes d'ondes. Moi je trouve ça fascinant, de créer du son à partir de "rien" ou presque.

Evidemment, j'ai parcouru le manuel, pour comprendre le fonctionnement du truc. Et j'ai expérimenté, à ma façon, de manière méthodique.

La "modulation", dans ce contexte ondulatoire, c'est quand on contrôle un paramêtre d'une onde avec une seconde onde. Typiquement, le trémolo est une modulation d'amplitude (ou de volume sonore). La porteuse (carrier) est le son de base, la modulante est une oscillation à faible fréquence, dans le domaine inaudible, par ex à 1 Hz. Le résultat est un son dont le volume oscille au rythme de la modulante.

Dans ce contexte, la FM, modulation de fréquence, c'est la modulation de la fréquence d'une onde. Or, je n'ai jamais vraiment compris comment le son modulé (la porteuse) pouvait conserver sa fréquence lorsque celle-ci est modulée... En d'autres termes, je n'avais jamais réussi à comprendre comment on pouvait générer des sons à fréquence fixé, par cette méthode. Je viens de comprendre comment, j'avoue que je suis pas déçu...

J'ai longuement testé, avec deux oscillateurs (une porteuse et une modulante). La donnée principale qui m'échappait c'était que la modulante également pouvait sortir une fréquence donnée par la note jouée. Le fait est que lorsqu'on met une fréquence fixe, que ça soit sur la modulante ou la porteuse, avec une autre fréquence, fixée par la note jouée, ca fait en effet n'importe quoi (en terme de note perçue). Par contre, si la porteuse et la modulante ont la fréquence de la note jouée (ou un multiple), alors on obtient un son à hauteur multiple de cette fréquence (+ contenu harmonique).

C'est tellement con comme constatation que je me devais de vous en faire part. D'un coup, j'ai l'impression de comprendre toute la FM, la seule petite chose qui m'échappait venant de se mettre en place, tout le reste s'éclaire.

Reste plus qu'a bidouiller pour comprendre comment sortir des sons utiles de ce truc...

(bon, la synthèse soustractive, c'est fait, les VCO, VCF, VCA, c'est fait, la FM, c'est fait... C'est quoi la suite ? )

La synthèse FM c'est vraiment tout con comme principe.
Le principe existe depuis très longtemps, bien avant même les premiers synthés.
Je trouve qu'elle a 2 défauts principaux :
- Il faut une grosse puissance de calcul pour la mettre en oeuvre, c'était pas possible tant que le microprocesseurs ne se sont pas sérieusement développés.
- Les résultats sont difficiles à contrôler et la démarche peu intuitive (un peu comme avec les modulateur en anneaux) du coup programmer un son avec un but précis en tête peut tourner au cauchemard.

bon courage avec les fonctions de Bessel

le seul avantage de la FM pour moi, c'est la génération d'un spectre riche avec juste 2 oscillateurs. mais comme on a passé l'age des limitations technologiques de cet ordre...

je préfère de loin les techniques granulaires, qui sont plus adaptées à ma vision du monde sonore (temps et textures, plus que contenu harmonique)

edit: regarde la distorsion linéaire (waveshaping), les timbres produits risquent de t'intéresser

C'est clair qu'en terme d'utilisation, ergonomie, résultat... C'est pas ce qu'on fait de mieux. Ca me semble largement dépassé, et ce non sans raisons.

Moi ici j'ai surtout un point de vue de technicien voire d'historien, ca me fascine de découvrir l'histoire des technologies de synthèse. Parce que j'ai pas vécu ca en temps réel, moi, dans les années 80 j'avais au mieux 6 ans, et j'ai jamais vraiment fréquenté de claviériste, alors tout ça est relativement nouveau pour moi. Mon premier contact avec un synthétiseur ca remonte à au mieux 3 ans...

C'est un peu toute l'histoire de mon travail, aussi, que je découvre, comment les gens ont mis en oeuvre des techniques pour créer du matériel musical. Et le monde de la synthése est autrement plus complexe (et donc potentiellement interessant) que le monde de l'amplification pour gratte...

Par contre effectivement, la grosse difficulté c'est de relier une technique de synthése et le résultat auquel on veut arriver. Moi je contourne ce problème en ne cherchant pas à imiter un instrument, plutot à écouter ce qui sort. Ca fait quelques temps déjà que les gens ont compris que pour vraiment synthétiser fidèlement un instrument, il faut une technique adaptée à chaque instrument. Il existe aujourd'hui des softs de synthèse de piano ou de trompette (pour citer 2 que je connais) qui sont à tomber sur le cul tellement ils sont fidèles : ils sont évidemment spécialisés. Mais c'est une démarche qui ne m'interesse pas vraiment (enfin pour le moment...), pour moi créer un son ne veut pas dire chercher à en imiter un existant.

Cylens : j'en ai déjà fait un peu, du waveshaping, c'est effectivement assez interessant. Sur une gratte notamment c'est excellent, à condition de ne pas en abuser évidemment.

Tu devrais peut être essayer Max/MSP, tu te ferais probablement plaisir !

Il y a un type de synthèse peu connue appelée distortion de phase. On trouve ça entre autres dans le haut de gamme de Casio dans les années 8O, par exemple sur le CZ 5000. J'en ai vu un d'occaz , mais faute de place je ne pouvais pas l'acheter. Du coup, je ne l'ai pas essayer de peur d'en etre malade! Je ne sais donc pas ce que ça vaut, mais ce synthé à plutot bonne réputation.
J'ai entendu parler de synthèse additive, mais je ne connais pas non plus.
L'idéal serait d'avoir des exemplaires de chaque type de synthèse, mais il va falloir que je repousse les murs!

ça fait 42 ans que je lui dis

La distortion de phase, j'ai ça dans ma guitare Casio. Le module expandeur des VZ-10M, VZ-8M et du clavier VZ-1. C'est très proche de la synthèse FM.

La synthèse additive, c'est une superposition d'harmoniques. L'orgue Hammond par ex.

Je viens de passer deux bonnes heures à tripoter des sons de basse. Plutot dans le genre agressif, style fuzz et cie. C'est fou ce qu'on peut obtenir comme son... Et tout cas ca enterre, et de loin, à peu près tout ce que j'ai pu tester en terme de synthé basse en pédale...

Le plus gros défaut, c'est la quantité des sons accessibles. Ca tend vers l'infini, quand on considère tout les paramêtres en jeu. Du coup c'est dur, très dur, de se dire stop, celui-là, il est bon, je le garde. En même temps, c'est la perspective d'un horizon de découvertes sans limite.

Le pire je crois c'est les enveloppes. 4 oscillateurs, 4 enveloppes, et si on commence à les modifier individuellement... Et, évidemment, la difficulté qu'on a de prévoir les réactions de tout l'ensemble au changement d'un paramètre. C'est clair qu'on est très loin de la synthèse soustractive, de ce point de vue.

Y'a aussi le problème de l'édition par menus rikikis, mais pour ça, je sens qu'un bricolage avec édition en SysEx va très vite s'imposer.

Enfin, le capteur midi sur la gratte, c'est sympa comme tout, mais avec la latence qu'on a dans les graves... Du coup, j'ose même pas imaginer d'embarquer un tel capteur sur une basse. La seule solution pour pouvoir jouer vite c'est de jouer au milieu du manche et de transposer les messages midi dans l'expandeur.

Ca y est, j'ai franchi le pas, je prédis l'arrivé de plusieurs synthés chez moi dans un futur pas très lointain...

Eheh... Hop !

Depuis le temps j'ai récupéré un DX7, qui est un peu le patriarche de la synthèse FM (en tout cas en version commerciale/grand public). Il est de plus équipé d'un module d'extension, appellé SuperMax, qui lui ajoute pleins de fonctions marrantes. Ca ne change guère le fond du truc en revanche.

Comme l'édition par menus est définitivement une infâmie, j'ai décidé depuis le début qu'un jour je me ferais une interface de programmation séparée, communiquant en SysEx. Afin d'avoir sous la main les paramètres, sous forme de sliders par ex. Exemple avec le Roland PG1000 pour programmer le D50 :



Maintenant que ce DX7 est remis sur pied (il avait des soucis de batterie), je pense m'y atteler sérieusement.

Le problème est le suivant : pour contrôler l'intégralité des paramètres, il faudrait un truc comme 130 sliders et 14 switchs... Du coup je pense que le 1er choix à faire ca va être entre garder cette architecture exhaustive, ou sacrifier un poil et réduire le nombre de sliders. Par ex en mettant une seule section "Operateur", qui controlerait successivement les 6 opérateurs, on réduirait à 35 le nombres des sliders. Mais l'ergonomie, but ultime de la manoeuvre, en souffrirait...

Je crois que je vais donc partir sur une architecture exhaustive. Ca va faire un truc énorme (130 sliders ca prend de la place...) et cher. Mais une fois fait, ca ouvre des portes inimaginables pour programmer le truc...

T'es dingue, j'adore

Attend... le pire c'est que je prévois un retour visuel, genre quelques petits écrans alphanumériques. Et là, ca commence à faire très mal...

J'en viens à me demander si un seul microcontrôleur suffira...

T'as pas moyen de prendre un contrôleur midi en usb pour trafiquer ensuite un logiciel dédié ? Auquel cas, tu pourrais stocker tes paramètres à part, isoler des contrôles par groupes et surtout, réutiliser ce bordel sur d'autres appareils.

J'ai même moyen de prendre une bête carte-son qui gère le midi, et un logiciel déjà tout près qui fait ça. Mais ca ne répond pas à mon cahier des charges, en terme d'ergonomie.

Sauf éventuellement en récupérant un PC que je dédierais à cette tâche, avec écran en face du clavier et souris juste à coté. Mais ca fait guère moins cher et moins encombrant, du coup. De plus le plaisir de tripoter des sliders est absent, et se trimballer un PC, c'est chiant.

Non, mais je parlais de contrôleurs USB qui se programment. Doit bien en exister qui ont une mémoire flashable à l'intérieur non ?
Une que tu pourrais programmer et du coup, tu pourrais naviguer par "pages" en fonction du mode d'utilisation que tu veux (je sais pas si je suis clair ).

Et trafiquer un bon vieux clavier de PC ? Y'a plus de 100 touches dessus, chaque touche pour une fonction, et tu ajoutes un fader ou un potard pour faire varier la valeur

Si t'as besoin d'autres idées à la con, n'hésite pas !

Pour ce genre de trucs faut pas de l'USB, faut du bon vieux port série ! Back to the roots!

1 paramètre = 1 slider c'est bof comme ergonomie, c'est le degré 0. crois-en mon expérience, si on te file 130 sliders, tu feras mumuse 2 jours avec et c'est tout.

avoir tous les paramètres accessibles sous la main, ça ne sert qu'en contexte temps-réel (modification dynamique des paramètres) et encore il est préférable de les regrouper de manière perceptive
pour de la synthèse additive, le regroupement des paramètres, c'est easy... mais pour de la FM... je sais pas, avec de la programmation par contrainte, tu dois pouvoir lier entre eux les indices pour travailler plus sur des formants, ce genre de choses.

t'as la solution onéreuse du Lemur... mais t'as pas de "retour d'effort" comme un vrai slider vu que c'est une interface tactile

Les notions de formant et cie, ca n'est guère mon approche, actuellement. Ce dont tu parles, ça serait un niveau nettement au dessus, "Comment sortir tel son avec cette synthèse".

En revanche, que ça ne m'amuse pas longtemps, ça c'est fort possible. Mais c'est un autre sujet.

Plus je tourne la question, plus je me rend compte que faire 130 sliders ca va pas être possible. Je pense donc partir sur une solution plus raisonnable avec une seule section "Opérateurs", et 6 switchs pour choisir quel opérateur on bidouille.

Retour visuel obligatoire, donc sans doute quelques écrans alphanumériques. Peut-être des rangées de 8 leds à coté des sliders pour un retour visuel amélioré, mais ca reste à voir...

Le port série suffit plus qu'amplement pour une telle application. Le Midi, c'est à la base du RS232 (version simple : pas de parité, pas de handshaking) légèrement modifié au niveau hard, mais identique au niveau protocole.

pas exactement en fait, je suis de ton avis pour la recherche empirique plutôt que l'imitation. mais je trouve plus efficace de savoir que tu bouges un paramètre qui fait que tu vas avoir un comportement global qui va en ressortir, une certaine prévisibilité, en somme.

comme (waou l'analogie) contrôler les pôles et les zéros d'un filtre plutôt que les coeffs (tu me suis? ).

y a un étudiant de vers chez nous qui a fait une étude: un moteur (générateur) de sons et structures est contrôler avec 4 interfaces différentes (dont une avec 1 bouton par paramètre). il en ressort que les résultats esthétiques sont fortement conditionnés par l'interface... et que celle à 1 bouton par paramètre est inutilisable (il me semble qu'il en avait plus de 130, par contre).

fait acheter un Lemur à ta boîte (nous c'est en cours)