Phisynth en détail

Voilà voilà donc comme promis, pour ceux que çà intéresse, voici une description mise à jour de mon synthé phisynth, entièrement réalisé sous Max/Msp.

Je vais essayer de mettre en ligne prochainement quelques vidéos qui seront probablement plus digestes que la tartine qui suit

En attendant le son c'est par ici :
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et quelques images en plus haute résolution par ici :
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vous constaterez qu'il n'y a pas que le hardware pour faire des beaux plats de nouilles:
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A bientôt

Philippe

ps : ah oui, je suis aussi en train de réaliser une interface de contrôle en OSC à l'aide de ToucOSC sur iPad
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mais il est déjà contrôlable à l'aide de n'importe quelle surface de contrôle midi via la fonction midi learn
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PHISYNTH


Au départ, cet instrument a été créé pour notre dernier spectacle de danse interactif, “Absorbe-moi”
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L’idée de départ était de créer un instrument basé sur les principes de la synthèse sonore, et réagissant en temps réel suivant le mouvement des deux danseurs.
Leur mouvement est analysé en temps réel par un autre ordinateur, qui recueille les caractéristiques principales de ce mouvement (position en X, position en Y, Hauteur, Amplitude, Gravité en X et en Y, Vitesse et Luminosité).
Ce flux de données issues de l’analyse vidéo sont normalisées et lissées, puis transmises au synthé sous forme de 8 canaux, utilisés pour moduler les principaux paramètres du son tels que l’amplitude, la fréquence des oscillateurs, le déplacement de fréquence de coupure des filtres, leur résonance, etc..., ou contrôler des événements tels que le déclenchement des enveloppes la remise à zéro des phases des oscillateurs, la modification de leur forme d’ondes, leur vitesse, des séquenceurs, la position des sources sonores dans l’espace (quadriphonique dans le cas présent), etc... en tout, plus de 500 paramètres sont assignables librement.

Ceci se fait évidemment au dépend d’une certaine latence, et une grosse partie du développement a été consacrée à optimiser les ressources CPU par une gestion dynamique des voix, et la désactivation automatique des portions de chaîne de signal non utilisées, entre autres.

Sur le plan purement sonore, le synthétiseur fait appel à différentes techniques telles que la modulation de fréquence, la synthèse soustractive et la distorsion non linéaire (waveshaping)

Il a finalement évolué vers un synthétiseur polyphonique complet proche d’un modulaire dans l’esprit, et doté des fonctions suivantes :

4 MODULES OSCILLATEURS, comportant :
- 1 panneau de paramétrage de l'oscillateur :

• - 37 différentes formes d’onde, les classiques sine, tri, saw, square, noise, pulse, 30 tables d’onde customisées, et une onde librement configurable;
  - paramètres ajustables tels que rapport harmonique des oscillateurs (ratio), écart en fréquence (Hz), index de modulation, largeur d’impulsion, feedback, etc..;
  - commutateur de synchronisation des oscillateurs entre eux (Hard Sync)
  - un éditeur de forme d’onde utilisateur permettant d’ajuster librement et finement jusqu’à la 64ème harmonique;
  - un mode waveshape avec index ajustable et forme d’onde cible parmi toutes celles disponibles ci-dessus;

- 2 panneaux d’édition des enveloppes :

• - deux enveloppes par oscillateur, d’amplitude et de modulation, totalement configurables;
  - éditeur graphique avec nombre de points ajustable (jusque 64), réglages d’amplitude, de décalage et de lissage;
  - interrupteur pour fonctionnement des enveloppes en mode libre (de 20 à 180000 ms) ou mode synchronisé au tempo (128n à 60 bars),
  - boutons pour l’activation de la grille magnétique, le fonctionnement en mode simple passe ou en boucle, et la quantification des enveloppes
  - écran de visualisation de la forme d’onde, répercutant les changements en temps réel;
  - Vu-mètre graphique;
  - boutons de randomisation et de remise à zéro;
  - interrupteur général pour désactivation de l’oscillateur, permettant d’économiser un peu de ressources CPU;

1 MODULE MATRICE FM, comportant :
- ajustement de la modulation de fréquence entre oscillateurs ou d’auto-modulation
- réglage de modulation du niveau de FM (16 sources de modulation disponibles) et atténuateur;
- réglage du niveau de sortie par oscillateur;
- Vu-mètre graphique;

2 MODULES LFO, comportant:

- 8 différentes formes d’ondes: sine, tri, saw+, saw-, square, noise, pulse et S&H
- interrupteurs pour fonctionnement en mode libre (0,05 à 50 Hz) ou mode synchronisé au tempo (128n à 60 bars)
- boutons pour redéclenchement automatique (via notes midi) et quantification des LFO;
- combinaisons en deux sources de modulation additionnelles: LFO1XLFO2 et LFO1+LFO2;
- boutons de randomisation et de remise à zéro;

2 MODULES D’ENVELOPPES DE MODULATION, comportant :

- un éditeur graphique avec nombre de points ajustable (jusque 64), réglages d’amplitude, de décalage et de lissage;
- interrupteur pour fonctionnement des enveloppes en mode libre (de 20 à 180000 ms) ou mode synchronisé au tempo (128n à 60 bars),
- boutons pour l’activation de la grille magnétique, le fonctionnement en mode simple passe ou en boucle, l’option de redéclenchement automatique (via notes midi)
- boutons de randomisation et de remise à zéro;
- interrupteur général pour désactivation de l’enveloppe

4 MODULES SEQUENCEURS, comprenant :

- réglage du nombre de pas (2 à 16) et de l’intervalle (128n à 1nd);
- boutons pour l’activation de la grille magnétique, avec réglage de la largeur de pas
- bouton pour l’activation de la fonction de randomisation automatique, avec réglage de la valeur maximale d’écart (les séquenceurs sont modifiés à chaque fin de cycle).
- commutateur pour fonctionnement en mode avant, arrière, allez-retour et aléatoire
- bouton pour activer l’option de redéclenchement automatique du séquenceur (via notes midi)
- bouton d’activation de la quantification
- réglages de lissage, avec paramétrage distinct de la rampe montante et descendante
- boutons de randomisation et de remise à zéro;
- interrupteur général pour désactivation du séquenceur;

1 MODULE FILTRE, comportant :
- deux filtres avec 4 modes (passe-haut, passe-bas, passe-bande et coupe-bande) et 3 possibilités de routage (by-pass, série ou parallèle).
- réglages des fréquences de coupure et de résonance via l’éditeur graphique ou numériquement
- commutateur permettant un fonctionnement de chaque filtre en mode simple ou double, en cascade.
- panneau d’édition de l’enveloppe de filtre :
- éditeur graphique avec nombre de points ajustable (jusque 64), réglages d’amplitude, de décalage et de lissage;
- interrupteur pour fonctionnement de l’enveloppe en mode libre (de 20 à 180000 ms) ou mode synchronisé au tempo (128n à 60 bars),
- boutons pour l’activation de la grille magnétique, le fonctionnement en mode simple passe ou en boucle, l’option de redéclenchement automatique (via notes midi)
- boutons de randomisation et de remise à zéro;

1 MATRICE DE MODULATION, comportant 16 emplacements chacun dotés:
- d’un sélecteur de source de modulation (16 sources); LFO 1 et 2, LFO 1 X LFO 2, LFO 1 + LFO 2, MOD ENV 1 & 2, STEP SEQ 1 à 4, AUDIO IN 1 & 2, et sorties brutes des oscillateurs 1 à 4
- d’un sélecteur de destination de modulation (40 destinations);

• - pour les oscillateurs 1 à 4 : amplitude, rapport harmonique, écart de fréquence, entrée de modulation de fréquence (FM), index de modulation, largeur d’impulsion (pour les oscillateurs compatibles), feedback, index de lecture des oscillateurs à table d’onde,
  - pour les filtres 1 et 2; fréquence de coupure, résonance, dosage de l’enveloppe de filtre
  - pour les LFO 1&2 et les séquenceurs 1 à 4 : vitesse

- d’un atténuateur de modulation
- d’un inverseur du signal source
- de boutons de randomisation et de remise à zéro;

1 MATRICE VOLTAGE CONTROL, cette matrice permet le redéclenchement automatique d’enveloppes ou de signaux de contrôle à partir d’autre signaux, lorsqu’ils franchissent une valeur donnée. Ce module comprend;
- une matrice 20 x 17 (20 sources et 17 destinations) permettant de router les trigs générés par le signal de contrôle vers leur destination. Les sources sont les deux LFO, les LFO combinés, les 4 séquenceurs (valeur nominale et trig), les entrés audio 1 et 2, et l’horloge générale selon 4 subdivisions distinctes (1n / 4n / 8n et 16n). Les destinations sont les 8 enveloppes d’oscillateur (amplitude et modulation), les 2 LFO, les 4 séquenceurs, les 2 enveloppes de modulation et l’enveloppe de filtre.
- un bouton permettant la randomisation de la matrice selon une horloge configurable (1nd à 128n), synchronisée au tempo général.
- un réglage de la quantité de randomisation
- des boutons forçant la matrice en mode aléatoire à ne générer qu’une seul valeur non nulle par rangée, par colonne ou les deux
- de boutons de randomisation et de remise à zéro;
- interrupteur général pour désactivation du module;

1 MODULE DE SPATIALISATION, comprenant;
- l’excellent réglage de panoramique ambisonique ambisonic panner (copyright 2008-2010 by Jan Schacher) & écran de contrôle ambimonitor (Copyright 2006 - 2009 by Philippe Kocher), both from ICST Institute for Music and Sound Technology / Zurich University of the Arts - [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] Il est utilisé ici comme spatialisateur 4 canaux (4.1 en fait);
- 4 emplacement de modulation de la position spatiale des oscillateurs (permettant par exemple, de lier la position spatiale d’une source à celle d’un danseur) comprenant;

• - un commutateur pour mode de calcul en coordonnées polaires ou cartésiennes
  - un sélecteur de source de modulation (les 16 sources énoncées précédemment)
  - un atténuateur de modulation
  - un inverseur du signal de modulation
  - bouton de remise à zéro;
  - l’affichage dans ambimonitor de la position des sources en temps réel

1 MODULE EFFET, comprenant;
- un section reverb et réglages correspondants
- une section delay et réglages correspondants
Cette section reste à affiner pour l’instant, les paramètres pouvant le cas échéant, devenir des destinations de modulation....

1 MODULE DE SORTIE, comprenant;
- les réglages d’enveloppe ADSR globaux (graphiquement ou numériquement) ces réglages s’appliquent à la voix composée des 4 oscillateurs (s’ils sont tous activés);
- les réglages du mode unisson. La version actuelle comporte 8 voix de polyphonie, dont jusque 4 peuvent être utilisées simultanément par note dans le mode unisson.
- réglage de detuning (jusque 50 centièmes) et du décalage temporel (libre ou synchronisé) des voix en mode unisson
- leds témoin d’utilisation des voix
- réglage de tempo général et métronome
- clavier graphique à 75 touches
- réglage du niveau de sortie général
- sonogramme et spectroscope du signal de sortie (combiné)

1 MODULE CONFIGURATION ET PRESETS, comprenant;

- sélecteur du port d’entrée midi
- led-témoin d’activité midi entrante
- fonction midi learn (pour chacun des paramètres assignables)
- sélecteur d’entrée et de sortie audio
- panneau de presets (jusqu’à 432 presets par banque)

Ouf, si vous êtes arrivés jusqu'ici, c'est que vous êtes vraiment passionnés par le sujet !

Tout commentaire et suggestions sont les bienvenus

Philippe

Et bien, félicitations !

Un beau projet et une architecture bien complete et complexe !

Tu t'es inspiré de certains systemes ou tu est partie de "zéro" ?

Merci Maître

Difficile de répondre à cette question, parce que je pense qu'en la matière on part difficilement de rien...

Disons qu'au départ, mes premiers essais consistaient à piloter des VST tels que FM8 ou Absynth de Native Instruments dans Max, selon le même principe, càd modifier des paramètres en temps réel à partir de l'analyse vidéo, mais je me suis rapidement senti un peu frustré par cette démarche...

Donc j'ai construit mon synthé selon une architecture qui à la base se rapproche de ces VST (surtout FM8), à partir d'autres synthés beaucoup plus rudimentaires que j'avais fait auparavant dans Max, mais aussi en fréquentant assidûment l'excellent forum de Cycling74, en lisant tous les sujets se rapprochant de près ou de loin à la thématique des synthés, en grappillant tous les bouts de patches qui pouvaient d'une manière ou d'une autre me servir à compléter ou à faire avancer le schmilblick.

En parallèle mon intérêt pour les modulaire ne faisait que croître, ce qui m'a permis aussi d'approfondir ma connaissance du sujet et donc je pense que j'ai vraiment tenté de rassembler tout çà ici.

Donc au niveau du patch, oui je suis parti quasi d'une feuille blanche, mais au niveau conceptuel çà vient d'un peu partout...

Ph

Whaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa !!

Le projet excellent !!!!!!

J'ai pas mal de choses à finir avant, mais j'avoue que la captation temps réel me fait de l'oeil régulièrement


Bon courage et super boulot que tu a fait là !!

et hop, ma première vidéo en ligne

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Pantois je suis

merci !

par contre j'ai fait çà un peu vite et je constate qu'il n'y a du son que sur un canal ¿?

je la reposte + tard

ph

Fascinant !

C'est quoi le principe de Max/MSP ? Est-ce comparable à Reaktor (attention, je ne suis pas allé plus loin que Reaktor 2 )
c.a.d. que l'on procède aussi par niveaux de programmation : macro --> instrument --> ensemble ?
Dispose-t-on d'une banque de macros de l'aquelle on doit se contenter ou peut-on/doit-on créer ses propres macros ?
Comment programme-t-on ces éléments de base ?
Comment crée-t-on sa propre GUI et/ou ses propres "skins" ?

Vas-y ... dis nous tout

hello Z...

... et BON ANNIVERSAIRE !! (on est autorisés à crier dans certains cas je suppose)

concernant ta question, je ne saurais pas comparer dans le détail Max et Reaktor, car bien que je possède ce dernier, je l'utilise très peu...

*il me semble* donc que Max est plus low-level en terme de programmation (je le met au conditionnel parce qu'il est possible que cela ait changé avec la mise en place des cellules "Kore cells" dans Reaktor depuis l'avant-dernière version), c'est à dire que selon moi on pourrait comparer Max à une boite de Lego et Reaktor à une boîte de Playmobil en quelque sorte. On entend généralement que Reaktor "sonne mieux" plus rapidement que Max (ce que je me suis efforcé de contredire en faisant ce synthé)

Dans Max, chaque objet remplit une fonction, souvent très basique, hormis quelques objets dont le fonctionnement est plus complexe (tels que les filtres, les oscillos, etc...). Lorsque l'on groupe ces objets de telle ou telle manière pour aboutir à un fonctionnement plus complexe, on peut effectivement sauvegarder ce patch sous forme de "sub-patcher" (qui est l'équivalent d'une macro), de B-patcher (la même chose, mais avec une interface graphique) ou d'"abstraction" (dans ce cas, il se réfère toujours au même patch original, et donc les modifications que l'on y apporte sont répercutées dans toutes les instances de celui-ci, dans tous les patchs où l'abstraction est utilisée)

En ce qui me concerne, il y a des tas de sous-patch ou d'abstractions que je réutilise dans différentes section / modules du synthé. En fait, chaque module du synthé est une abstraction en soi, comme un module fonctionnant de manière indépendante mais pouvant interagir avec les autres.

Et puis il y a les "externals", ce sont des sous-patches issus de l'énorme communauté Max, de gens qui les mettent à disposition, qui permettent de remplir directement des fonctions plus complexes, et qui sont parfois écrits dans d'a'autres langages (C++, Java, etc...) mais intégrables directement dans Max. Dans mon cas, j'ai essayé de les éviter et de n'utiliser que des objets natifs de Max (pour une question d'"ego" d'une part, et aussi parce que l'on est jamais sûr que leur développement sera suivi et compatible avec des versions futures de Max). J'ai toutefois utilisé les modules ICST ambisonic pour la spatialisation du son (parce que cela fait appel à des notions mathématiques qui dépassent mon entendement) et aussi pour les filtres (2upSVF), qui selon moi, sonnaient mieux, plus musicaux que les filtres natifs de Max)

Je pense qu'en cela, Max se rapproche fort du mode de fonctionnement d'un circuit électronique composé de composants "discrets" pour ce qui concerne les modules natifs (je profite que BLT m'ait appris le sens de la chose pour le replacer ) et les abstractions/externals/subpatch/b-patchers seraient des Circuits Intégrés, dont on ne connait pas toujours le fonctionnement interne si on ne l'a pas écrit...

En ce qui concerne la GUI, max dispose depuis la version 5 d'un mode "présentation" qui permet d'organiser une interface où l'on peut ne faire apparaître que les objets permettant de contrôler les paramètres souhaités, et de cacher les objets purement utilitaires et les cordes de patch . Boutons, sliders, multisliders, switches, matrices, panneaux à fond uni ou dégradé, etc... Dans certains cas, il sont mêmes configurables pour pouvoir utiliser ses propres composants graphiques à l'aide de fichiers graphiques importés, je pourrais donc si je le souhaite, rendre l'interface aussi laide que certains modules eurorack

Bon je m'arrête là, je ne voudrais pas vous faire vivre les affres de ma learning curve qui est assez rude dans Max, mais très gratifiante une fois que l'on maitrîse un peu la chose...

Attention, je ne prétend absolument pas maîtriser l'ensemble de Max, et je pense que personne ne le peut vraiment tellement les possibilités sont infinies... L'intérêt c'est que quand on a un esprit curieux, on peut découvrir presque chaque jour quelque chose de nouveau...

A+

ph

Oui, grâce à ta démo en live, j'ai pu mesurer toute l'ampleur du phénomène Max/MSP...

Nul ne peut contester l'énorme potentiel de ce logiciel, tant au niveau performances qu'au niveau du grain, mais ce qui freine toujours mes ardeurs avec ce genre de systèmes, c'est l'interface utilisateur...à moins de se faire un énorme contrôleur, pour avoir un niveau d'ergonomie comparable à celui d'un modulaire physique... Par ailleurs, ce principe du synthé modulaire informatique et physique avec un contrôleur physique par paramètre et total recall (paramètres et patches) est déjà commercialisé...par exemple le Mungo State Zero :

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Le seul inconvénient de ce type d'instrument, outre son coût, par rapport à un système ouvert tel que Max/MSP, est une config de base fixe (nombre d'oscillos, de filtres etc...)

Bah, bientôt les probes cérébrales qui transformeront directement les signaux du cerveau en musique par le biais d'un projecteur holosonique 3D

hello!

je me permettrai de répondre sur le sujet de reaktor, étant utilisateur depuis la version 3... (j'utilise aussi max msp)

en fait, reaktor permet de faire un peu plus que des playmobils , la grande différence avec max, c'est qu'il ne peut gérer que de l'audio et du midi (ou de l'osc) là où max peut tout faire (entendons par là la gestion de la video, la construction de modules/externals en c++, etc...) donc max msp est plus riche, mais un peu plus complexe à appréhender et possède une interface un peu moins friendly que reaktor.

il y a une chose par contre que reaktor permet plus rapidement, c'est de faire de la musique . la construction de modules va généralement plus vite que dans max msp, et la représentation des éléments est généralement plus accessible et parle plus aux musiciens (le panneau réplique beaucoup ceux des vrais synthés, des racks...).

le gros avantage, pour moi, c'est qu'il existe une énorme communauté, qui partage ses créations, donne des conseils, etc. pour max, c'est toujours un peu plus compliqué de trouver des choses...

pour ma part, j'utilise très peu les deux logiciels pour faire de la synthèse, à part granulaire, mais surtout, je m'en sers comme sampler, avec beaucoup de fonctions que seul l'ordi peut traiter, pour l'instant. je controle tout à l'aide d'un ipad et de touchosc (ça marche du tonnerre!) , ou avec des controlleurs plus classiques.

je vous met une petite video, tout de même, sur la construction d'un synthé tout simple, ça permet d'appréhender le comment de la chose, [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

et là une video en japonais montrant plein de possibilités... [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

hello

on est bien d'accord à propos de Reaktor, loin de moi l'idée de dénigrer ce magnifique logiciel.

L'analogie avec les playmobils voulait simplement dire que pour arriver au même résultat, dans Reaktor on part d'objets qui à la base sont déjà plus sophistiqués / construits (= les playmobils, soit des macros déjà opérationnelles qu'il "suffit de" câbler pour arriver rapidement à un résultat), alors que dans Max on doit tout construire (à l'aide des petits legos).

Au final, les deux permettent de construire des choses extrêmement complexes, le grand château médiéval qui fait rêver les petits garçons, mais dans un cas on y arrivera plus vite, et le résultat sera peut-être aussi plus "lisse".

Effectivement ipad + TouchOSC = super controleur (avec le désavantage de devoir toujours regarder ou on met les doigts contrairement à du hardware)

ph

bien d'accord pour tout ça j'utilise les deux, et je me vois pas lancer la vieille guerre entre les deux softs. trèssssss loin de ça!

Salut,

Où est-ce que l'on le télécharge?

Peut-on l'utiliser en standalone sur PC sans Max Msp?

J'aimerais bien tester un bon synthé sous Max.

a+