Sonification des signaux du monde

Sonifications?

La sonification est l'utilisation d'un son non vocal pour transmettre de l'information. Plus précisément, la sonification est la transformation des relations perçues entre des données en signal sonore dans le but de faciliter la communication ou l'interprétation.

Thomas Hermann

// Usage technique

Compteur Geiger, Sonar, Affichage auditif (medicine, pilotage, recherche...), Ondes Radio, Ondes sismiques

// Usage Artistique

Gerard Grisey : Le noir de l'étoile
Alvin Lucier : Music for solo performer
Art of Failure : Flat Earth Society
Rybn : Flash Krach
David Bowen : Cloud Piano

Le transfert est-il uniquement perceptif? rendre audible une donnée.
Quels sont les paramètres qui sont adaptés / conservés lors de la transposition?
Quel est le niveau de mimétisme du contexte original? Quels sont les éléments, procédés, principes reproduits, abandonnés, transformés?
Quel lien avec l'espace original?
La temporalité est-elle partagée / simultanée?

A - Introduction à Pure Data

// 1. Paradigmes de programmation

a - hello world : message, objet print, entrée-sortie, mode édition.
b - Maths : nombre, opérations, entrée chaude/froide, arguments de création, copier/coller, float.
c - Temporel : bang, toggle, metro. help. line
d - Exercice - temperature.

Réaliser un petit patch qui transforme la valeur d'une boite nombre donné en degré celcius en une valeur en degré fahrenheit selon la formule : T(°F) = 9/5*T(°C) + 32

// 2. Appropriation

Télécharger les patchs disponibles ici

// 3. Gestion de flux

a - GUI : différents objets, propriétés.
b - sous patch.
c - metro
d - spigot, ==, >, ...
e - select, moses, trigger
f - exercice : valeur absolue

Créer un chronomètre qui compte les secondes. Utiliser pour çà l’objet [metro] relié à un compteur. Le déclenchement et l’arrêt du chronomètre se fera avec un "toggle".

// 4. Oscillateur audio

a - oscillateur : osc~, objet tilde, signal audio / contrôle, audio on/off, dac~, mtof
b - volume : *~, dbtorms.
c - exercice : sons harmoniques et inharmoniques

Dans cet exercice, nous allons réaliser un patch qui génère des sons harmoniques et inharmoniques.

  • dans un premier temps placez trois oscillateurs, et pour chacun une boite nombre contrôlant la fréquence d’entrée. Reliez les oscillateurs à la sortie son.
    On obtient un son inharmonique : un son composé de sinus à des fréquences différentes.
  • placez maintenant une boîte nombre supplémentaire qui contrôle les 3 autres fréquences : reliez ce nombre aux trois autres boites nombres en multipliant pour chaque oscillateur cette valeur par des nombres entiers : 1, 2, 4
    On obtient un son harmonique : un son dont les fréquences sont les multiples d’une même fréquence dite « fondamentale »
  • ++ : quelles sont les valeurs de multiplication qui donne un résultat « harmonieux » ? Pour éteindre ou allumer le son à volonté, vous pouvez relier les sorties des oscillateurs à un objet [*~ ] qu’on multipliera par 0 ou 1.

B - Synthèses sonores

// 1 - Synthèse sonore additive

Dans cet exercice, on va réaliser un synthétiseur harmonique qui joue une note quand une touche du clavier est pressée.

  • source sonore : dans un premier temps, placez 8 oscillateurs différents possédant chacun une fréquence (boite nombre) et les relier tous à la sortie son. On appellera chacune des 8 composantes du son un partiel.
  • allumage : ajoutez un interrupteur on/off qui permet d’éteindre et d’allumer le volume de tous les oscillateurs avec le même interrupteur.
  • spectre : connectez les differentes fréquences des oscillateurs à une meme boite nombre "globale" et multipliez cette fréquence pour chacun des oscillateurs. Testez différents rapports de fréquence : 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - ..., 1 - 2 - 4 - 8 - 16 - ..., 1 - 3 - 5 - 7 - ... gardez celui que vous préférez. On appellera la fréquence "globale" la fréquence fondamentale .
  • timbre : placer un contrôle de volume à la sortie de chaque oscillateurs sous la forme d’un objet [*~] puis essayez différents rapports de volume pour chaque partiel. Par exemple 1 - 0.5 - 0.25 - 0.125 - ..., 0.01 - 0.02 - 0.05 - 0.1 - ..., 1 - 0.3 - 1 - 0.1 - 1 - 0.05 ... gardez celui que vous préférez.
  • enveloppe : remplacez l’interrupteur d’allumage par un bang. A chaque fois que l’on cliquera sur ce bang le synthétiseur devra jouer une note pendant 1 seconde, puis faire une fondue vers le silence. On pourra utiliser un [line~] et un [delay 1000].
  • clavier : grâce à l’objet [key], on obtient un chiffre différent pour chaque touche pressée au clavier. Utiliser cette valeur pour contrôler la fréquence fondamentale (on pourra convertir la valeur de [key] grâce à l’objet [mtof]). Reliez également la sortie de cette touche au bang de l’enveloppe pour qu’une note soit jouée à chaque fois qu’une touche est pressée.

// 3 - Lecture de fichiers

a - soundfiler : lecture/écriture de fichiers non compressés. array
b - lecture : tabplay~
c - ecriture : tabwrite~
d - exercice : sampler:

Réalisez un sampler. Créer une array de 88200 points (Menu->Put->Array), cela correspond à un son de 2 secondes. Ensuite reliez un bang qui vous permet d’enregistrer deux secondes du son provenant du micro. Puis créer un lecteur qui lit cette table en boucle.

// 4 - Autres synthèses

a - synthèse soustractive : noise~, lop~, bp~
b - synthèse FM
c - exercice : synthèse soustractive

On va réaliser une synthèse «soustractive» par opposition à la synthèse additive. Placez une source de bruit : [noise~] ou [pink~]. Placez à sa suite un filtre résonant [bp~]. Enfin placez un fader couplé à un [mtof] pour modifier la fréquence de résonance du filtre. Essayez de jouer avec ces fréquences pour différentes valeurs du coefficient de qualité Q : 0.1, 1, 50. Quel est l’effet obtenu?

B - Manipulation de fichier

// 1 - Traitement d'un fichier texte simple

a - Téléchargez le fichier chili2.HHZ.txt et étudiez le.
b - Mettre dans un tableau : table, read
c - Traiter la donnée : enlever un offset, normaliser
d - Jouer le fichier sous forme brute : tabplay~
e - Exercice : lire le fichier à vitesse réelle

Ce fichier est enregistré à une fréquence d'échantillonnage de 110 SPS, ce qui signifie qu'il dure normalement ~35 minutes.

  • réaliser un patch qui lit ce fichier à vitesse réelle : on utilisera tabosc~.
  • comment est le son finalement obtenu? - vous pouvez télécharger le patch oscillo~ pour visualiser le signal.

// 2 - Traitement d'un fichier complexe

a - Téléchargez le fichier newyork_weather.csv
b - Etudiez le fichier, quelles informations, quel format, valeurs indésirables?
c - Traitement du fichier
d - Orchestration : tabosc~ à differentes vitesses
e - Changement de pitch : pitchshift~
f - Exercice : synthèse par forme d'onde
Mettez les valeurs de Tmin, Tmax, PRCP, snow (par exemple) dans 4 tableaux différents et lisez l'ensemble en même temps.

// 3 - Utilisation pour le contrôle de la synthèse sonore

a - volume: [*~], [pow], bruit + reverb
b - parcours tableau : installation d'une librairie, for++
c - hauteur oscillateur
d - synthèse additive
e - synthèse soustractive : fréquence du filtrage
f - exercice - drone
Reprenez le patch de lecture des données meteo de new york et le patch de synthèse additive. Allouez la lecture d'une donnée meteo à chacun des volumes des composantes du son.
Quel est le résultat obtenu, les avantages, les inconvénients d'une telle méthode?

4 - Pilotage d'une synthèse midi

a - Bus MIDI : IAC, midi Yoke
b - Configuration MIDI : MIDI channel
c - Faire une note midi dans pd : makenote
d - Declencher un synthétiseur type piano/ batterie
e - Controler un paramètre : ctlout
d - Exercice : harmonie
Assigner les 4 ou 5 valeurs du fichier de New York pour créer un morceau de quelques minutes.

6 - Recherche d'une donnée sur Internet

a - sites scientifiques planète / espace: IRIS, NOAA,NASA,RP5.ru
b - officielle : INSEE, opendata, MDDE, Nantes
c - divers : yahoo finance, google trends,sentiweb, EIA,flight tracker

7 - Récupération d'un flux

a - connection web : [httpget] (ex: ace)
b - script: curl, wget
c - integration pd: [shell] (ex: CYDA)

8 - Ressources

a - Sonification de données - Labomedia
b - sonification.de
c - The Recording that never wanted to be heard and other stories of sonification - Johnatan Sterne & Mitchell Akiyama
d - En Avant la musique des big datas de la nature - Makery.info
e - Symposium sur la Sonification - Locus Sonus
f - Art de la sonification - Peter Sinclair