Analyse de modèles physiques, modèles physiques d’analyse
Synthèse sonore et analyse fréquentielle à l’aide des réseaux masses-interactions CORDIS-ANIMA
OPEN ACCESS
This paper focuses on methods for model analysis and for modelisation dedicated to signal analysis. Especially regarding mass-interaction physical networks and the audio signals they produce. In the context of sound synthesis for artistic creation relying on physical modeling, such kind of methods are of central interest in a way to provide guidance to users. In the first part of this paper, we will focus on the harmonic oscillator built with CORDISANIMA. Then, starting with this very simple and well known element, we will present two approaches for calculation and analysis of the properties of signals produced by a model, the latter being either linear, non-linear, simulated or no yet, in real-time or not. The outcomes of both of these approaches will then be exemplified.
RÉSUMÉ
Notre propos se concentre sur les méthodes d’analyse et de modélisation pour l’analyse dédiées aux réseaux physiques de type masse-interaction ou aux signaux produits par ces derniers. Dans le contexte de la synthèse sonore pour la création artistique se basant sur ce type de modélisation, de telles méthodes s’avèrent essentielles afin de soutenir la démarche des utilisateurs. Une première partie de cet article est d’abord consacrée aux propriétés de l’oscillateur harmonique tel qu’il peut être construit avec le formalisme CORDIS-ANIMA. Puis, nous basant sur cet élément simple, mais bien connu, nous présentons deux principes de calcul et d’analyse des propriétés du signal que produira un modèle cible, qu’il soit linéaire, non linéaire, simulé ou non, en temps-différé ou en temps-réel. Nous présentons enfin leurs implémentations et utilisations au sein de l’environnement GENESIS.
physical modelling, sound synthesis, modal analysis, signal analysis and processing, physical resonators, geometric nonlinearities, harmonic oscillator, force feedback devices, artistic creation
MOTS-CLÉS
modélisation physique, synthèse sonore, analyse modale, analyse et traitement du signal, résonateurs mécaniques, non-linéarités géométriques, oscillateur harmonique, système à retour d’effort, création artistique
Cadoz C., Luciani A., Florens J.L. (1981). Synthèse Musicale par Sirnulation des Mécanismes Instrumentaux. Transducteurs Gestuels Rétroactifs pour l’Etude du Jeu Instrumental. Revue d’Acoustique n° 59.
Cadoz C., Luciani A., Florens J.L. (1993). CORDIS-ANIMA: A Modeling and Simulation System for Sound and Image Synthesis: The General Formalism. Computer Music Journal, vol. 17, n° 1. p. 19-29.
Castagné N., Cadoz C., Allaoui A., Tache O. (2009). G3: GENESIS Software Environment Update. Proceedings of the International Computer Music Conference (ICMC’09), p. 407-410.
Castagne N., Cadoz C. (2002). GENESIS: A Friendly Musician-Oriented Environment for Mass-Interaction Physical Modelling. Proceedings of the International Computer Music Conference (ICMC’02), Gothenburg, Sweden.
Djoharian P. (1993). Generating Models for Modal Synthesis. Computer Music Journal, vol. 17, n° 1, p. 57-65.
Fletcher N.H., Rossing T.D. (1991). The Physics of Musical Instruments, 2nd ed, SpringerVerlag, New York.
Florens J.L., Luciani A., Castagne N., Cadoz C. (2004). ERGOS: a Multi-degrees of Freedom and Versatile Force Feedback Panoply. Proceedings of Eurohpatics 2004, Germany, p. 356-360.
Helmholtz H.L.F. (1863). On the Sensations of Tone as a Physiological Basis for the Theory of Music. Dover Publications, 2nd edition.
Incerti E. (1996). Synthèse de Sons par Modélisation Physique de Structure Vibrantes. Applications pour la Création Musicale par Ordinateur. Thèse de doctorat, Grenoble INP.
Incerti E., Cadoz C. (1995). Time-Frequency Decomposition by means of Physical Model. International Symposium on Musical Acoustics 1995, Dourdan, France. Kontogeorgakopoulos A., Cadoz C. (2007). Cordis Anima Physical Modeling and Simulation System Analysis. Sound and Music Computing Conference 2007, Lefkada, Greece.
Lascaux P., Theodor R. (1998). Analyse numérique appliquée à l’art de l’ingénieur. Dunod.
Leonard J., Castagné N., Cadoz C., Florens J.L. (2013). Interactive Physical Design and Haptic Playing of Virtual Musical Instruments. Proceedings of the International Computer Music Conference (ICMC’13), Perth, Australia.
Touzé C., Thomas O., Chaigne A. (2003). Non-linear oscillations of continuous systems with quadratic and cubic non-linearities using non-linear normal modes. Proceedings of Second MIT Conference on computational fluid and solid mechanics, Boston.
Touzé C., Bilbao S., Longo-Mucciante L., Cadot O. (2010). Vibrations chaotiques de plaques minces: application aux instruments de type cymbale. Proceedings of CFA 2010, 10e Congres Français d’Acoustique, Lyon.
Villeneuve J., Cadoz C. (2014). Understanding and Tuning Mass-Interaction Networks Through Their Modal Representation. Proceedings of 40th International Computer Music Conference / 11th Sound and Music Computing Conference, Athènes, Greece.