audioneural network

La structure rappelle un réseau neuronal et ses transmissions synaptiques. L'installation est constituée de plusieurs dispositifs électroniques interconnectés - générateurs sonores, spatialisation, contrôleurs, etc - à la manière d 'un assemblage de synthétiseurs modulaires.
La fonction de chaque module détermine le nombre de connexions et de faces, ainsi que leur forme. Ils sont construits à partir de circuits électroniques, dessinés, gravés puis assemblés sous la forme de polyèdres.
Les connexions entre éléments sont identifiées par un code couleur selon le type d'information ou de fonction qu'elles véhiculent (masse, courant, signal audio, modulations des synthétiseurs, capteurs).
Plusieurs modules sont équipés de microcontrôleurs programmés pour gérer divers effets de spatialisation et de modulations sonores. L'information de capteurs installés sur certains modules est réinjectée dans le système afin de générer un effet « larsen/feedback », et rendre l'ensemble autonome.

Exacerbée par la quantité de câblages et de schémas électroniques improbables, l’œuvre est une installation plastique complète qui génère une symphonie sonore dont la partition musicale n'est pas planifiée à l'avance.
Les modules fonctionnent chacun de manière autonome tout en influençant le système global, sans être pilotés par une intelligence artificielle « maîtresse » cherchant à produire une cohérence sonore d'ensemble.
Une large palette d'effets sonores et de spatialisation du son est exploitée par des algorithmes, mais également déclenchée par des capteurs, avec pour objectif d'introduire plusieurs composantes chaotiques dans la création sonore, tant dans sa structure temporelle que dans ses variations. Le système génère ainsi une forme de « partition » non linéaire et chaque fois unique, dont la musicalité est soumise à de nombreux facteurs de hasard.

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modules

Le système est actuellement composé de plus d'une quarantaine de modules assemblés sous la forme de divers polyèdres selon leur fonction.
Les différents modules sont répertoriés ci-dessous (les informations sont accessibles en cliquant sur les photos).
De nouveaux modules sont en cours de conception afin d'enrichir la palette sonore ainsi que les possibilités d'interconnexions.

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schéma du fonctionnement du système

programmation

Le controle des modulations des synthétiseurs et de la spatialisation sonore est gérée par des microcontrôleurs ATmega328 installés sur certains modules. Les microcontrôleurs sont programmés en language C/C++ a la manière d'une carte Arduino.

Codes du système sur github


Modulation des synthétiseurs

Les modules-synthétiseurs sont directement inspirés et construits comme des synthétiseurs analogiques modulaires. Les potentiomètres variables qui génèrent les variations du son sont ici remplacés par un potentiomètre digital a plusieurs canaux pilotés par un microcontrôleur. Deux types de modules sont utilisés, avec quatre ou six canaux actifs, mais chaque module est constitué de composants électroniques de valeurs différentes afin d'offrir une plus grand richesse sonore.

En faisant varier les valeurs des canaux du potentiomètre digital, le programme embarqué sur le microcontrôleur agit directement sur le son produit et permet d'explorer une vaste palette de modulations et d'effets:
- pilotage d'un ou plusieurs canaux à la fois
- variations directes ou progréssives
- création de "nappes" sonores avec paramètres générés (aléatoires, déclenchements, timers, etc)
- application d'éffets sonores ("bruit électronique", "beat repeat", "pitch", etc)

Spatialisation sonore

Les sons générés par les modules-synthétiseurs transitent par deux modules dédiés à la spatialisation qui les renvoient ensuite vers un réseau d'une douzaine de modules-enceintes.
Afin de rester dans l'esprit "brut" des synthétiseurs modulaires analogiques, l'implementation de la spatialisation du son a été réfléchie avec la contrainte de ne pas utiliser de methode de traitement "numérique".
La spatialisation est réalisée en modulant le volume sonore de chaque module-enceinte à l'aide d'un potentiomètre digital piloté par un microcontrôleur.
Le principe d'une rotation sonore est illustré sur la figure ci-dessous. Le son se propage d'une enceinte à une autre en baissant ou augmentant le volume sonore des enceintes en fonction du sens de propagation du son.

Plusieurs effets de spatialisation ont été expérimentés et utilisés pour l'installation:

- nombre et volume d'enceintes actives
- rotations
- murs de son
- diffusion aléatoire (scattering)
- pulsations

Les figures ci-dessous illustrent quelques uns des principes utilisés pour l'implémentation des effets, dans un cas simplifié où le son est diffusé sur 6 enceintes disposées le long d'un cercle.
La premiere figure montre une rotation "sens trigonométrique"; la deuxieme, une séquence de rotations aléatoires; la troisième, une onde sonore rectiligne (2 exemples de direction possibles); et la dernière figure représente une diffusion aléatoire de la source du son (un effet "ricochet").

Capteurs piezoelectriques

Tous les microcontrôleurs sont également connectés à des capteurs piezoelectriques dont les informations sont utilisées pour divers types de déclenchement de transitions ou d'effets sonores et de spatialisation.

Programmation des modules via ISP

Les programmes C/C++ sont embarqués sur chaque microcontrôleur à l'aide d'un programmateur ISP, constitué d'une carte Arduino Uno équipée d'un shield avec une interface ISP.
Le procedé est illustré sur la photo ci-dessus. A droite, un module synthétiseur, à gauche la carte Arduino avec son shield et le câble qui le relie à une broche ISP connectée directement au microcontrôleur ATmega328 du module.

fabrication

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auteurs

conception et réalisation des modules électroniques Thomas Bigot

modélisation et développement informatique Frédéric Villeneuve-Séguier

contact

contact@thomasbigot.net