La synthèse sonore




Ma tête il y a 25 ans d'ici lorsque je découvrais la face avant d'un Korg MS20 à synthèse soustractive avec sa fameuse partie semi modulaire patchable, son filtre passe bas 18db mélangé a son filtre passe haut d'un grain si unique. Autant vous dire que je ne faisais pas le malin. Mais... au fait ?... c'est quoi 18db pour un filtre ? pourquoi il est passe haut ou passe bas ? semi modulaire vous dites ? VCO en hz/V ? Oulaaah... Pas de panique, on va reprendre tout depuis le début ...

Au début des années 90 internet n'était pas encore vraiment démocratisé, la toile commencait petit à petit à se "tisser". Les seules sources que l'on avait pour piger un minimum nos synthés étaient les modes d'emplois des machines (souvent très bien fait), les magasines d'électronique et les explications du gentil monsieur qui vous a vendu sa dernière occase dans les ptites annonces.
Maintenant vous trouvez TOUT, un temps soit peu que vous aillez une connexion internet ! TOUT oui ... et n'importe quoi aussi !

Les sites abordant le sujet de la synthèse ne sont pas nombreux et rebute la plus part des néophytes par l'aspect mathématique de la chose. Pour comprendre certain domaine de la synthèse il sera cependant nécessaire d'avoir recours au mathématique mais pas d'équations à X inconnues... juste des formules simple.
Le tout est de se lancer a son aise.

Si vous vous sentez l'âme d'un créateur sonore, vous n'avez pas peur de passer 3 jours à régler des paramètres dont vous ne connaissiez nullement l'existence, vous sentez l'appel de la nouvelle vibration qui va faire parler de vous... Eh bien je vous souhaite la bienvenue!

 Il existe pas mal de synthèse qui devrait vous éclairer dans vos recherches, dont voici les principales :

  • la synthèse additive
  • le synthèse soustractive (appelée également "analogique" )
  • la synthèse à tables d'ondes
  • la synthèse FM
  • la synthèse par échantillonnage (pcm)
  • la synthèse granulaire
  • le wave shaping
  • et les autres synthèse propre a chaque constructeur (vast, moss, awm, etc...)


La synthèse sonore est la manière de comprendre et de produire des sons. Elle peut être de nature électrique ou mécanique mais nous nous bornerons à rester dans le monde électronique.
Le sons peuvent être simple ou complexe (voir très complexe), il existe de nombreuses techniques pour les produire.

Aussi complexe que peut être un son, la compréhension de la plus simple des formes d'onde (sinusoïde) sera la base primordiale.

Dès l'arrivée des premiers synthés, l'approche principale était de reproduire, ou plutôt de suggérer les sons d'instruments par divers paramètres réglables. L'imitation était loin d'être parfaite et l'utilisation de ces machines était réservée à une certaine élite. Des notions d'électronique était indéniable au vu du nombre de paramètres qui découlaient de l'électronique pure et dure.

Cette fonction d'imitation à été, pour notre plus grand bonheur, très vite "détournée" afin de créer d'autres univers sonore, beaucoup moins familier.
En parlant d'univers sonore, nous allons maintenant débuter la partie théorique qui va vous permettre de piger un minimum de synthèse.



 Les bases sonore :



Le son est définit par trois paramètres :

- la fréquence ou la hauteur (oscillation)

- l'amplitude

- le timbre

L'oscillateur :


Sans lui... rien ne serait!
L'oscillateur est le coeur de toute machine sonore, c'est lui qui délivre la matière à travailler et c'est lui qui donne une importante partie de la couleur au son.

L'oscillation se mesure en fréquence (hertz).
Prenons l'oscillation la plus simple : "la sinusoïde"



La sinusoïde schématisée dans le cadre bleu est une forme d'onde. Pour que celle ci soit audible elle doit se répéter à une certaine fréquence à une certaine amplitude.
La durée de la sinusoïde dans notre schéma est symbolisée par T (période).
La fréquence de celle ci est de 1/T. Elle exprime le nombre de fois que la forme d'onde va osciller en 1 seconde.
Exemple : Si une forme d'onde oscille 10 fois par seconde, elle aura une fréquence de 10HZ.
Sa durée (période) sera de T= 0.1 sec




Regardons maintenant le schéma ci dessus. Nous avons doublé la fréquence du signal.
Dans le premier schéma il y avait UNE sinusoïde placée le cadre bleu mais maintenant il y en a DEUX.
La période T à donc diminué de moitié (cadre rose) > la fréquence est ainsi doublée.

Plus la fréquence est élevée, plus la période de la forme d'onde est petite (plus l'oscillation sera étroite) > il y aura donc plus de forme d'onde dans un temps imparti.
Imaginez vous que vous devriez coller les formes d'ondes l'une après l'autre pour arriver à une seconde :
Il faudra moins de sinusoïdes (plus longues) pour remplir une seconde d'une basse fréquence et plus de sinusoïdes (plus courtes) pour remplir une seconde de hautes fréquences.

Il est à noter que les fréquences qui nous intéressent dans notre monde musical sont celles qui sont évidemment audibles...
Notre oreille peut entendre théoriquement des fréquences entre 20hz et 20000hz (Une personne en général entend entre 30hz et 16 000hz). On parle ici de la bande passante mais on y reviendra plus tard.


L'amplitude :



La fréquence (oscillation) est une chose qui définit une partie de notre forme d'onde mais l'amplitude en est une autre.
L'intensité sonore est directement proportionnelle à l'amplitude, plus elle sera élevée, plus la forme d'onde sera audible. Le volume quoi...





NB: Dans un synthétiseur, l'oscillateur oscille avec la même amplitude. Celle-ci sera modulée ou réglée par différents paramètres comme le VCA, l'enveloppe, le LFO, ou d'autres paramètres "modulant". Ce sont des éléments très important pour donner vie à votre son. 

Le timbre : 

 

Bon... ça se complique mais pas de panique!
Prenons un son d'orgue, appuyons sur une touche de notre clavier, le son d'orgue va sortir avec une fréquence bien déterminée.
Prenons un son de saxo, appuyons sur la même touche, le son de saxo sort évidemment avec la même fréquence.
Les deux sons auront la même fréquence mais pas le même timbre. C'est grâce à ce fameux timbre que nous distinguons les différents sons.

Nous avons vu que la sinusoïde est la forme d'onde la plus simple qu'il soit. Il faut savoir que dans la nature ou dans nos instruments il n'y a que des sons complexes composés de sinusoïdes de différentes fréquences et de différentes amplitudes que l'on appelle HARMONIQUE.



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