Analyse de modèles physiques, modèles physiques d'analyse. Synthèse sonore et analyse fréquentielle à l'aide des réseaux masses-interactions CORDIS-ANIMA

Jérôme Villeneuve, Claude Cadoz, Nicolas Castagne, Annie Luciani
2015 Traitement du signal  
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
more » ... 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. ABSTRACT. 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 CORDIS-ANIMA. 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. 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. A first approach consists in finding a modal representation of linear physical networks. In that case, one can know the acoustical properties of its model, modal shapes, frequencies, damping times, and thus some of the properties of the sound it will produce. This approach has led to the development of the "modal analysis tool" which is fully integrated into the GENESIS environment. A second approach seeks to be far more extensive than the previous one and will apply to any physical model, linear or not, or even directly to signal inputs, that one might want to analyze. It relies on signal frequency decomposition by the mean of physical modeling. This model is built with a collection of resonators and, in the frame of the GENESIS environment, will be attached to and run along with the model to analyze. The behavior of each resonator will be directly observable into the simulation window and will be directly linked to the properties in time, frequency and amplitude of the signal produced by the analyzed model. Intending to illustrate an actual use of the latter approach in the case of nonlinear stretchable string models running in real-time, we will introduce a new method addressing "geometrical non-linearity" and its modelisation into the GENESIS environment.
doi:10.3166/ts.32.365-390 fatcat:kleasxyycbb63j5kcbbw4bldr4