Synthese sonore : base de la MAO

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twice
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Synthese sonore : base de la MAO

Message par twice » 23 déc. 2009, 21:46

Comme beaucoup de gens demande a gauche et à droite : c'est quoi un oscillateur, un saw, une sine etc...
Je me permet de créer ce topic afin de rendre les choses plus claire pour nos amis débutant en prod. Cela éviteras peut être des question "alacon" ;-)

Alors je ne vais pas faire un tuto de toute pièce, j'en ai trouvé sur internet (chose que ceux qui demande les questions "alacon" feraient bien de faire...)
Plutôt que de mettre un lien ou personne ne cliqueras dessus je vais le copier coller ici même, remettre le tout en page, je ne fais qu'un travail de compilation... :-), je n'invente rien.. mais l'info sera sur le fofo ,et, j'espère qu'il n'y aura plus de question "c'est quoi un saw ^^

Ce qui suisest un copier coller de Nolwenn membre du forum instrumentsvirtuels.forumactif.com ses tuto sont super bien fais.

Pour ces tuto, on utiliseras des free vst :

synth1 comme VST synthé de base (freeware à telecharger ici) : http://www.geocities.jp/daichi1969/

S(m)exoscope : un freeware utile qui permet de visualiser les sons : pour le télécharger : http://bram.smartelectronix.com/plugins.php?id=4

voxengoSPAN : un freeware qui permet de visualiser le spectre (les fréquences :-) du son : pour le télécharger : http://www.voxengo.com/downloads/?highlight=SPAN



1°SYNTHESE SONORE SOUSTRACTIVE Késaco??

Bon on grille un peu les étapes car on va commencer à parler de filtres, amplificateur (amplifier) et autres mais bon... l'idée est de voir un peu ce qu'on pourra rencontrer comme synthèse de son pour les différents instruments (vst ou autres) qui pourront se présenter à nous ^^.

La soustractive étant l'une des plus connues et les plus courantes.

On démarre par une définition typique wikipédia pour cerner grosso modo la bète,

La synthèse sonore soustractive est un procédé de synthèse sonore qui consiste à filtrer un signal périodique riche en harmoniques à l'aide de filtres fréquentiels.
Le signal de base est le plus souvent un signal simple, de la fréquence de la note voulue : signal carré, triangulaire, en dents de scie. Comme leur nom l'indique, ils sont faciles à générer (un oscillateur analogique peut produire un signal carré en produisant un courant continu et en inversant périodiquement les bornes). La partie soustractive de la synthèse provient du filtrage fréquentiel qui va atténuer une partie du spectre fréquentiel du son, et donc modifier son timbre en ne conservant qu'une partie de ses harmoniques. Le plus souvent, on utilise un filtre passe-bas mais d'autres types de filtres peuvent également être utilisés : filtre passe-haut, passe-bande, coupe-bande.
Comme pour les autres types de synthèse sonore, il peut être souhaitable de faire évoluer dans le temps l'amplitude du signal avec une enveloppe temporelle, pour lui donner un caractère percussif (comme une note de piano) ou au contraire constant (comme un son d'orgue).

BOOONN :o :o :o
Ca va pas trop mal la tête...? c est clair non... bon ok je sais je sais...mais c était pour avoir au moins une base ultra technique de la chose, maintenant on reprend par une définition plus accessible et un exemple concret :

Un ou plusieurs oscillateur(s) produisent du son, le son passe dans un (ou plusieurs) filtre(s), un "amplifier", et éventuellement des effets.
Pourquoi "soustractif" : Le filtre va enlever/modifier (soustraire) certaines parties du son des oscillos (atténuer les fréquences graves par exemples). C'est le principe du fameux MiniMoog :-)

Voilà comment voyage le son :

Image

On voit sur beaucoup de synthés VSTi les termes VCF et VCA hérités des premiers synthés analogiques:
VCF = voltage controlled filter
VCA = voltage controlled amplifier

Sur Synth1 (free vst) ça nous donne donc ce chemin :


Image


Je trouve qu'il est toujours intéressant de pouvoir "suivre" visuellement le trajet du son. La plupart des VSTi analo/soustractifs respectent ce schéma plus haut.


VST utilisant ce type de synthèse

- Sans doute l'un des plus connus, pour ma part je l'utilise énormément,
Le massive de Native Instrument, une bête tout simplement :

Image


Pour ceux que ca intéressent voici plus de détails sur ce soft prodigieux :
http://fr.audiofanzine.com/synthetiseur ... ive/tests/

- Un autre fonctionnant sur ce type de synthèse est le minimoog d'Arturia (comme dit précédemment) :

Image


2°Oscillateur; forme d'onde, fréquence, harmoniques

L'oscillateur est au départ du synthé : c'est lui qui génère le son.
C'est un signal numérique (électrique sur les synthés hard) qui varie périodiquement.
La façon dont il varie dans le temps, c'est sa forme d'onde (waveform)

Les formes d'ondes les plus courantes sont :

Image
La sinusoide (sin), c'est un son "pur"
Image
Le triangle (tri)
Image
Le carré (square)
Image
La dent de scie (saw, ramp up)

remarque : je rajouterai d'autres exemples de forme d'onde (noise, pulse,etc)

Une autre caractéristique d'un oscillateur, c'est sa fréquence :
fréquence = la vitesse d'oscillation du générateur = le nombre de fois ou le motif de répétition (le triangle, le sinus, etc) est joué par seconde, plus c'est élevé, plus le son est aigu.


Autant vérifier ce charabia par la pratique :

- Ouvrir un projet dans son sequencer préféré
- Charger Synth1
- Insérer après en effet : S(m)exoscope
- Insérer après en effet : voxengoSPAN

- Sur le synth1: se placer sur le preset "default" si ce n'est déjà fait.
- Sur S(m)exoscope : baisser le bouton "time" aux alentours de 0.3
- sur voxengoSPAN : régler "speed" sur 32, régler "block" sur 4096

- Sauvegarder le projet pour éviter à avoir la manip à refaire à chaque fois :-)

Remarque : sur mon preset défaut seul l'osc1 est actif, un seul osc à la fois pour commencer :-)

- Ouvrir l'interface de Synth1, celle de voxengoSPAN, et si il reste de la place sur l'écran celle de s(m)exoscope.
- Sur Synth1 placer le selecteur de forme d'onde sur le sinus :
Image

- Jouer des notes --> voxengoSPAN affiche la fréquence de la note, remarque : normalement c'est juste un trait qu'on devrait voir sur le voxengoSPAN, mais voxengoSPAN n'est pas assez précis (on peut mettre "block" sur 16384, pour plus de précision, mais ça réagit moins vite, 4096 est un bon compromis).
- Maintenir une note et agir sur le pitch ("key shift" sur Synth1) :

Image

ça décale la note jouée du nombre de demi ton indiqué par le sélecteur "key shift".
Remarque : sur Synth1 le bouton "tune" sert à un reglage précis pour couvrir l'intervalle entre deux demi tons.

Sur la majorité des synthés VSTi on trouve ces types de réglage, appelés : Tune, Semi (ton), Pitch, key Shift.

Continuons la manip:

Maintenir une note, et changer sur Synth1 la waveform de sinus à triangle :
Sur le voxengoSPAN d'autre traits sont apparus, comme si on avait ajouté au son d'autres sinus de volume + faible à des fréquences plus élevée --> ce sont les harmoniques.

Voilà deux images illustrant le passage du sinus au triangle :

SINUSOIDE

Image

TRIANGLE
Image



- toujours en maintenant la note, changer de triangle à carré, puis à dent de scie. Et observer l'apparition des harmoniques.

le trait le plus élevé, c'est la fréquence fondamentale, qui définit la note. Les autres traits c'est les harmoniques, qui définissent le timbre.
N'importe quel son peut être considéré comme une addition de sons purs (sinus) --> après ça devient de la physique ou des maths, ça dépasse mes compétences, mais ça suffit déjà de savoir ça.

Chaque forme d'onde possède un timbre différent. On choisira souvent la forme d'onde de l'oscillateur en fonction du timbre du son que l'on cherche à créer.
De manière très générale, on utilise :

- dent de scie (Saw) pour : son de brass, de strings.
- carré (square) : pour des sons moins "pleins" que le saw, +metallique, "reed organ"
- sinus & triangle: pour des sons purs genre flute, "whistle".


3°Les filtres


Le filtre : il va couper (atténuer en fait) certaines parties du son généré par les oscillateurs.
Il y a plusieurs type de filtre, ayant des actions différentes, les plus répandus :

filtre passe-bas (LowPass, LP)
filtre passe-haut (HiPass, HP)
filtre passe-bande (BandPass, BP)
Il existe aussi le filtre rejecteur et d'autres types, ça fera l'objet d'un édit.



Le paramètre le plus important c'est la fréquence de coupure (cutoff):
le filtre va couper/atténuer les fréquences du son situées en dessus (si LP) ou en dessous (si HP) de la fréquence de coupure.

En bref :

Le filtre passe bas (low pass, LP, low pass filter, LPF):
il atténuera les fréquences supérieures à la fréquence de coupure

Le filtre passe haut (hi pass, HP, HPF)
il atténuera les fréquences inférieures à la fréquence de coupure


Vérification par la pratique:

- Ouvrir un projet avec Synth1 + S(m)exoscope + voxengoSPAN
- Ouvrir les interfaces des 3 plugs.
- Etre sur un preset default (il faut que la forme d'onde soit "SAW").
- Maintenir une note grave (genre Do-2), et baisser doucement le paramètre FRQ (la fréquence de coupure) du filtre:

Image

Ici un exemple sonore de ce que donne ce "filter sweep" : http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto ... sweep1.mp3

Grace au voxengoSPAN on voit en même temps qu'on l'entend l'effet du filtre sur l'onde dent de scie. Le filtre atténue les fréquences situées au dessus de la fréquence de coupure (FRQ).


- Toujours en maintenant une note grave, mettre le bouton FRQ à 80, et passer de LP24 à LP12 pour entendre et voir la différence.
Le chiffre (12,24,48..) indique la pente du filtre, plus c'est elevé et plus le filtre atténuera brutalement (voir dessin plus bas).
- Mettre la FRQ à 0, passer en mode HiPASS (bouton hp12) --> jouer une note et monter doucement le bouton FRQ : cette fois ce sont les fréquences en dessous de la fréquence de coupure qui sont atténuées.
-Il reste le mode BP bandpass : là ce sont les fréquences situés au dessus et au dessous de la fréquence de coupure qui sont atténuées. Sur Synth1 c'est pas flagrant.



L'autre paramètre important du filtre c'est la résonance (Q):
Avec la résonance, le filtre agit de la même façon mais en plus il amplifie le son situé à la fréquence de coupure.

Manip pour vérifier ça

- mettre un preset default
- régler RES à 118
- Maintenir une note et baisser doucement la FRQ de coupure (la FRQ et pas la RES)
on peut observer sur le voxengoSPAN que le son est amplifié à la frequence de coupure.
Plus la résonance est elevée, et plus c'est amplifié.

Ici un exemple sonore de ce que donne ce "filter sweep" avec de la résonance : http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto ... sweep2.mp3

Voici deux images pour illustrer les concepts de pente et de résonance :

L'onde SAW non filtrée
Image

L'onde SAW filtrée Passe Bas

Image


Dernière petite remarque:
Les filtres "entrent en résonance" quand la résonance est très elevée.
Pour voir comment ça se passe, voilà la manip

- attention le volume, mettre la RES au maximum (127), et bouger la FRQ de coupure.
on n'entend que le son à la fréquence de coupure.
Ça pourra servir pour des effets spéciaux.


4°Les enveloppes


On parle d'enveloppe ou encore de "générateurs d'enveloppe", "enveloppe générator (EG)".
Le générateur d'enveloppe va agir sur un paramètre (le volume par exemple), il va modifier ce paramètre dans le temps.
Le générateur d'enveloppe est en général déclenché par les notes qu'on joue.

Il y a plusieurs types d'enveloppe, la plus courante est l'enveloppe ADSR.

Sur Synth1 il y a 3 générateurs d'enveloppe :

Une enveloppe ADSR qui agit sur le volume.
Une enveloppe ADSR qui agit sur le cutoff du filtre.
Une enveloppe AD qui agit sur le pitch de l'osc2 ou la largeur d'impulsion ou le taux de modulation FM.

remarque : certains VSTi permettent à l'utilisateur d'assigner lui même les enveloppes au paramètre qu'il veut, mais la plupart du temps on retrouve "fixé par avance" une enveloppe sur le volume et une enveloppe sur le cutoff.

Explication en détail de l' enveloppe ADSR:


Image

A = attack
D = decay
S = sustain
R = release

Admettons que l'enveloppe ADSR soit sur le volume :

- On appuie sur une touche du clavier MIDI ("note on")
--> le temps d'attaque est le temps mis pour atteindre le volume maximum
--> le temps de decay est le temps mis pour passer du volume maximum à la valeur "sustain".
--> sustain est la valeur du volume tant qu'on maintient la note.
--> le temps de release est le temps mis pour passer de la valeur "sustain" à zéro une fois qu'on a relaché la touche ("note off")

Attaque, Decay et Release sont des temps, Sustain est une valeur (valeur de volume si l'enveloppe est assignée au volume, valeur de cutoff si assignée au cutoff, etc...).

Mise en pratique : enveloppe ADSR sur le volume

- Charger un projet avec Synth1 + S(m)exoscope
- Régler le paramètre "time" de S(m)exoscope à 0.002
- Mettre un preset "defaut"

Image

- Et agir sur les paramètres A D S R chacun à leur tour pour se faire une idée :-)

Quand je commence à faire un preset en partant de rien, je commence souvent par régler l'ADSR du volume en fonction du type de son que je veux obtenir. En règle très générale:

- pour un son de piano/keys : A=0, S=0 Decay et Release court (D=81 et R=86 par exemple)
http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto/4/DR.mp3
- pour un son d'organ : A=0 D=0 S=maximum, R=0
http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto/4/S.mp3
- Pour un son de "nappe"/"slow string" : D=0 S=max, A et R long (A=89 et R=99)
http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto/4/adsr.mp3

Enveloppe sur le filtre:

L'enveloppe va agir sur la fréquence de coupure du filtre (cutoff). C'est un peu plus complexe qu'avec le volume : l'enveloppe va s'ajouter ou se soustraire à la valeur de cutoff (donnée par le bouton "FRQ").
C'est avec le paramètre AMOUNT (AMT) qu'on règle combien est ajouté (ou enlevé).

C'est pas très clair alors mise en pratique

- Charger un projet avec Synth1
- Mettre un preset "defaut"
- Régler FRQ à 0
- Régler AMT à 64
- Régler Decay à 127
- jouer une note --> la fréquence de coupure va passer du maximum (car amt=127) au minimum (car frq = 0), le temps que ça prend pour passer du max au min est déterminé par le decay. http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto ... radsr1.mp3
- Si on règle l'attaque à 80, le cutoff va partir de 0 (frq=0) monter au maximum (frq+amt : 0+127) et redescendre jusqu'à 0 (frq) http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto ... rADSR2.mp3


Pour pouvoir tester le Release, il faut bien sur d'abord mettre du Release sur le volume.

Une basse simple:

- default
- key shift -12
- frq = 0, amt=44, Decay VCF = 75

http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto ... lebass.mp3


Ne pas hésiter à jouer sur frq, decay et amt après pour améliorer.



Enveloppe sur le pitch:

Dans Synth1, on peut appliquer une enveloppe AD au pitch de l'oscillateur 2

Manip:
Image

- Se mettre sur un preset "default"
- Il faut passer sur l'oscillateur 2, dans Synth1 ça se fait avec le bouton "mix", qu'il faut régler à 0,100
- Il faut activer l'enveloppe AD en appuyant sur le bouton "m.env"
- Pour se rendre compte de l'effet de l'enveloppe AD, mettre amt au maximum, Decay au maximum, presser une touche.
Enveloppe decay sur le pitch : http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto/4/pitchAD.mp3

Remarque : avec cette enveloppe AD, le Decay sert aussi de Release (si on relache la note, le pitch continuera à décroitre)


Voila j'éditerais pour les prochains chapitres, mais pour les plus curieux une recherche internet de quelques minutes vous procureras l'entièreté de ces tuto car je n'ai fais que copier.
Modifié en dernier par twice le 24 déc. 2009, 00:35, modifié 1 fois.
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Re: Synthese sonore soustractive : base de la MAO

Message par SeanTurco » 23 déc. 2009, 21:56

bravo :mrgreen: :) et merci pour les autres

Il fallait en avoir le courage, et tu l'as fait .
[color=#8080FF][size=150][b]Sean Turco [/b][/size][/color]/ Ooper

[u]Venez me rendre visite sur : [/u]

[color=#FF8000][size=150][b][url=Http://myspace.com/seanturcofr]Sean Turco Myspace[/url] !!!![/b][/size][/color]

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Re: Synthese sonore soustractive : base de la MAO

Message par F-Dub » 23 déc. 2009, 22:23

Ouah c'est du compact en tout cas, en espérant que ça servira à des gens !!
Bravo :wink:
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Re: Synthese sonore soustractive : base de la MAO

Message par Swifty Twitch » 23 déc. 2009, 22:54

Super!! Très bien résumé!!
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Re: Synthese sonore soustractive : base de la MAO

Message par TitBabou » 23 déc. 2009, 23:22

Alléluia !
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Re: Synthese sonore soustractive : base de la MAO

Message par Shaun Kirwan » 23 déc. 2009, 23:28

Impressionnant !!
[url=http://soundcloud.com/shaunkirwan]Soundcloud[/url]
Are you out ?
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Re: Synthese sonore soustractive : base de la MAO

Message par twice » 24 déc. 2009, 00:29

je mettrais la suite dans quelques heures apres une bonne nuit de sommeil :D

vos messages sont encourageant pour la suite (le seul truc chiant ormis le ctrl c // ctrl V c'est remettre les images :-) )

alors la suite :

5) mise en route d'un 2 éme osciallateurs, notion de détune, de sync etc...
6) LFO ?? wtf is that :lol:
7) les effets (un brin sur les internes aux synthés)
8) notion de vélocité, la modulation wheel
9) la FM simple ( 2 opérateurs)
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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par GuiPluch' » 25 déc. 2009, 16:42

Clair, simple, Efficace... Merci pour ce boulot !
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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par Mister J » 25 déc. 2009, 21:49

drk a écrit :Au risque de paraitre c*n, je n'ai pas trouvé de preset "default" dans synth1 Oo.

le synth 1 est SUPER :) mais pas vraiment de truc par défaut je crois , mais bon c'est pas grave
[color=#0000FF]StereoKitchen page Beatport[/color]
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http://soundcloud.com/stereokitchen/" onclick="window.open(this.href);return false;
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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par jeanpaulgroove » 25 déc. 2009, 21:59

voila le lien pr la banque de preset vide : http://ann.sounds.free.fr/iv_forum/tuto/bank/

sinon http://instrumentsvirtuels.forumactif.c ... synth1-f46" onclick="window.open(this.href);return false;

si certains comprennent mieux las bas.
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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par jeanpaulgroove » 25 déc. 2009, 22:03

Ya pas de problème, j'étais dans le meme cas que toi :)
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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par SeanTurco » 17 janv. 2010, 17:43

Un site pas trés jolie , mais avec un contenu assez intéressant :

http://musiweb.free.fr/tableaux/Synthes ... ogique.htm
[color=#8080FF][size=150][b]Sean Turco [/b][/size][/color]/ Ooper

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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par Dj Pantaï » 24 janv. 2010, 21:10

Très bon tuto merci beaucoup j'ai appris énormément de choses :D
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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par Rob Meyers » 11 févr. 2010, 22:08

merci pour cette explication très complète, maintenant je sais mieux a quoi corresponds se que je touche :D
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Re: Synthese sonore : base de la MAO

Message par twice » 12 févr. 2010, 13:50

je vais completer le post avec le reste comme j'avais annoncé j'ai pas eu trop le temps de le faire.

Comme les commentaires sont assez positifs ca me motibe à le faire ^^ :wink:
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