Synthèse avancée

CARRIER & MODULATOR

La vitesse change la nature de la modulation

À quelques hertz, une modulation produit un vibrato ou un trémolo. Dans le domaine audio, la porteuse (carrier) et le modulateur (modulator) interagissent pour créer des bandes latérales.

FORMES D’ONDE ÉVOLUTIVES

Au-delà des quatre formes classiques

Ces méthodes produisent souvent des fréquences élevées. L’anti-aliasing et le suréchantillonnage deviennent donc une partie du moteur de synthèse.

MODULATION MATRIX

Une source, une destination, une quantité

WAVETABLE SYNTHESIS

Parcourir une table de cycles

Un oscillateur classique répète toujours la même forme d’onde. Un oscillateur à table d’onde (wavetable) dispose d’une série de cycles différents, rangés les uns derrière les autres : souvent 64 ou 256 cycles de quelques milliers d’échantillons. Il en lit un en boucle, à la hauteur de la note jouée ; la position dans la table choisit lequel. En déplaçant cette position, on change le timbre sans changer la hauteur, et entre deux cycles voisins, le moteur peut interpoler pour passer de l’un à l’autre en douceur.

L’idée date de la fin des années 1970 et a été popularisée au début des années 1980 par les synthés PPG Wave de Wolfgang Palm, puis par Waldorf. Leurs tables lues par paliers avaient un grain « numérique » très reconnaissable. Aujourd’hui, la plupart des synthés logiciels proposent des tables d’onde, souvent avec plusieurs oscillateurs, de l’unisson et un éditeur de tables.

Essayer : un oscillateur à table d’onde

Une petite phrase de basse, jouée par une table de 16 cycles. Choisis une table, déplace la position à la main, puis confie-la à l’enveloppe (chaque note part du premier cycle et avance) ou au LFO. Compare le passage lisse et le passage par paliers. L’affichage montre la pile des cycles, le cycle lu et ses harmoniques.

ADDITIVE SYNTHESIS

Construire un son partiel par partiel

Tout son périodique peut se décrire comme une somme de sinusoïdes (c’est le principe de Fourier). La synthèse additive prend ce principe à la lettre : elle additionne des sinusoïdes, les partiels, en réglant la fréquence et le niveau de chacun. Là où la soustractive part d’une onde riche et en retire, l’additive construit le spectre pièce par pièce.

Dans la pratique, l’additive est donc plus souvent une idée qu’on retrouve ailleurs qu’un instrument qu’on ouvre : comprendre qu’un timbre est une somme de partiels aide à lire un spectre, une table d’onde ou un égaliseur.

Essayer : un orgue à tirettes

Chaque tirette ajoute une sinusoïde à chaque note : le 8′ est la fondamentale, le 16′ une octave en dessous, les petites tirettes des harmoniques de plus en plus aigus. Essaie les registrations, la percussion, puis étire les partiels avec l’inharmonicité : l’orgue devient cloche.

FM SYNTHESIS

La FM comme instrument

Le laboratoire plus haut montre le principe : un modulateur fait varier la fréquence d’une porteuse et crée des bandes latérales. Pour en faire un instrument, il faut trois idées de plus. Découverte par John Chowning à Stanford au début des années 1970, la FM a été licenciée à Yamaha, qui en a tiré le DX7 en 1983, l’un des synthés les plus vendus de l’histoire.

La FM excelle dans ce que la soustractive fait mal : les attaques métalliques et précises, les pianos électriques, les cloches et sons percussifs, les basses claquantes, certains cuivres. Elle est en revanche réputée difficile à programmer : un petit changement de rapport ou d’indice peut transformer complètement le son.

Essayer : trois opérateurs

Choisis un preset, écoute, puis touche un seul réglage à la fois. La « retombée de l’indice » règle la vitesse à laquelle la brillance s’éteint après l’attaque. Passe de « en parallèle » à « en pile » : le même réglage ne sonne plus pareil.

GRANULAR SYNTHESIS

Découper le son en grains

La synthèse granulaire fabrique un son à partir de milliers de fragments très courts, les grains : de quelques millisecondes à quelques centaines. Chaque grain est prélevé dans un son source, enveloppé d’une fenêtre en cloche pour ne pas claquer, puis rejoué. Le moteur en lance des dizaines, parfois des centaines, par seconde. Imaginée par Iannis Xenakis puis développée par Curtis Roads, l’idée est aujourd’hui partout : dans les synthés granulaires, mais aussi dans l’étirement temporel des DAW.

C’est ce qui permet de séparer la durée et la hauteur : on change la vitesse d’avancée sans toucher aux grains (étirement sans transposition), ou la vitesse des grains sans toucher à l’avancée (transposition sans changer la durée). Poussé trop loin, le procédé s’entend : léger flou, battements, texture « granuleuse ».

Essayer : un morceau en grains

L’extrait musical du site, découpé en grains en temps réel. Commence par « Lecture continue », puis gèle un instant, étire, transpose, et termine par le nuage et les grains audibles.

PHYSICAL MODELING

Calculer l’instrument plutôt que l’enregistrer

La modélisation physique ne part ni d’un oscillateur ni d’un enregistrement : elle simule ce qui se passe dans l’instrument. Presque toujours, on retrouve trois parties : un excitateur (le doigt qui pince, le marteau qui frappe, l’archet, le souffle), un résonateur (la corde, le tube, la barre, la peau) et un rayonnement (la caisse, le pavillon). Les réglages deviennent des grandeurs physiques : longueur, tension, matériau, amortissement, point d’attaque.

Une alternative aux banques de samples

Pour reproduire un instrument réel, deux voies s’opposent : l’enregistrer note par note (les banques de samples) ou le calculer. Ni l’une ni l’autre ne gagne sur tous les plans.

Des pianos, des vents ou des cordes solistes modélisés existent dans le commerce : ils brillent par l’expressivité et la légèreté, là où les grandes banques de samples brillent par la couleur d’un instrument précis, d’une salle et d’une prise de son.

Essayer : une corde et une barre calculées

Chaque note est calculée au moment où tu la joues. Change le point d’attaque ou le matériau et écoute le timbre ; puis compare le modèle à un sampleur à trois couches, et essaie les instruments impossibles.