Les instruments photosoniques sont composés essentiellement de 4 éléments : une ou plusieurs sources lumineuses mobiles dans l’espace (L) ; des disques transparents (D), interchangeables, sur lesquels sont dessinées des ondes sonores ; des ”filtres optiques” (F) aux formes diverses, maniés à la façon d’un archet, mais contrôlant la dynamique et la sonorité ; enfin, un capteur photovoltaïque (C), directement branché, tel un microphone, à un amplificateur audio :
Le disque en est le cœur, l’élément
vibrateur, qui par sa rotation, pulse les rayons lumineux le traversant à des
fréquences audibles, lesquelles sont converties par le capteur en signaux électriques.
Le son produit est donc le résultat
de trois facteurs : la conception graphique des disques (géométrie des ondes
et leur déploiement), l’interprétation (gestuelle ou semi-automatisée), enfin
l’amplification, qui ne fait qu’utiliser les systèmes audio existants.
Si l’interprétation d’un disque reste
à chaque instant entièrement créative, au moyen de dispositifs additionnels
(séquenceur optique, rotofiltre, etc.) et de contrôles gestuels variés, les
timbres et la qualité musicale des sons dépendent beaucoup de la structure géométrique
des ondes, conçue par ailleurs en relation avec leurs nombres de répétitions
par tour, qui déterminent leurs intervalles de hauteurs.
Ces nombres de répétitions par tour, ou «fréquences», peuvent varier de 1 à
1000 environ, pour permettre la reproduction, en justesse absolue, d’un éventail
très large d’échelles, couvrant la quasi-totalité des modèles d’intonations
des cultures musicales traditionnelles.
Le “disque photosonique”, ainsi
qu’il est appelé couramment, présente des spécificités qu’on ne retrouve dans
aucun autre instrument. C’est d’abord le seul instrument de synthèse sonore
existant à procéder d’une génération purement optique du son. Il est à la fois
l’héritier des sirènes acoustiques, expérimentées depuis le XVIIIe siècle, et
des harmoniums électro-optiques du début du XXe siècle ainsi que des premières
expériences de son synthétique du cinéma parlant sur films à piste optique des
années 30. Ces prémices du son optique, qui a précédé le son électronique, ont
à chaque fois été submergées par l’expansion des techniques électroniques, et
oubliées. Aujourd’hui, avec les ressources gestuelles et instrumentales du procédé
photosonique, les avancées graphiques de l’informatique, et les recherches acoustiques
entreprises par l’ A.E.H. depuis 1984, le son optique revient, avec cette fois
plus de chances de s’affirmer.
Le procédé photosonique offre en
effet des contrôles gestuels (intensité, hauteur, harmoniques, attaques, vibrato,
effets, etc.) entièrement nouveaux (gestes tridimensionnels, opérant par libre
déplacement de lumières et de filtres dans l’espace), intuitifs et beaucoup
plus directs que dans les systèmes MIDI, induisant des situations d’écoute particulièrement
sensibles et participant à un réel plaisir du jeu.
La synthèse photosonique a été
inventée par Jacques Dudon en 1972,
puis brevetée en 1985, année également du premier concert photosonique en public,
à l'église des Angles, près d’Avignon.
A cette époque les disques étaient
découpés manuellement par Jacques Dudon dans des feuilles de carton, jusqu’à
ce que Daniel Arfib en 1986 réalise
un logiciel permettant leur création par ordinateur, au moyen d’une table traçante.
En 1996, Patrick
Sanchez perfectionne ce procédé en développant le logiciel “WaveLoom”, qui
génére des disques sous la forme d’images numériques au standard “PostScript
2”. Depuis cette date les disques photosoniques (avec un répertoire de plus
d'un millier de disques originaux en 2003) sont directement imprimés sur des
supports transparents, avec toute la précision des moyens actuels de l’impression
électronique.
Une subvention de recherche a été accordée à l'A.E.H. en 1998 pour une analyse
des ressources acoustiques du disque photosonique, par la Direction de la Musique
et de la Danse du Ministère de la Culture, à Paris, qui a été
résumée dans un rapport de 150 pages.
disque n°1000
The
photosonic process
excerpt from "Differential coherence : experimenting with new
areas of consonance", J. Dudon, 1/1 journal, vol. 11, n°2, San
Francisco, 2003 :
Photosonic synthesis, which I invented in 1972 in Benares, is
a sound-generating process using light as sound material, resulting in new types
of sound controls and instrumental techniques.
Imaginary waveforms are computer drawn in circular rings on transparent disks
that pulse light at audible frequencies; the pulsed light is received by a photocell
directly connected to an audio amplifier. Manual movement of small light sources
and also various optic filters in the path of the light beams allow very precise
and effective modulations of tone, timbre, and intensity.
Fourteen different types of photosonic instruments have been built between 1984
and 2002 (most of them have been described extensively in my article "The Photosonic
Disk" (1) and more than one thousand different photosonic disks have been created,
which probably represent only a small part of the instrument's potential musical
resources.
Photosonic disks can generate only harmonic intervals, and that with absolute
accuracy, since the intervals are determined by the ratios of the graphical
frequencies printed on their rings. By repeating the same waveforms at appropriate
sizes in concentric circles on a disk, we can obtain an overtone series ranging
from 1 to about 1000 on a usual sized disk (the fundamental being the revolution
frequency of the disk itself), from which it is possible to reproduce almost
any just scale.
The graphical conception of the timbres is much more complex and presents some
analogies with certain methods used in electronic synthesis (additive synthesis,
frequency modulation, granular synthesis), but with particularities due to a
purely geometrical approach to sound waveforms.
Difference tones, one of the main sound textures resources in photosonic synthesis,
are easily produced on a disk through various intermodulation techniques, which
are one of the five principal methods used to achieve integration between scales
and timbres. Depending on whether the difference tone divides the generating
frequencies or not, and according to the harmonic relations between these frequencies,
their difference tones, and the fundamental, very different timbres will result,
which can range from clear harmonic tones to complex or inharmonic sounds.
(1). Dudon, Jacques. "The Photosonic Disk." : Experimental Musical Instruments,
Nicasio CA 14 : 4, 1999.
“Synthèse photosonique”, J. Dudon et D. Arfib, 1er Congrès Français d’Acoustique, Les Editions de Physique, Lyon, 1990
“La synthèse photosonique”, Monier et Chazaud, Capteurs utilisés à des fins musicales, E.P.S.P.M. Marseille, 1991
“L’intonation juste”, J. Dudon, Journal de Lune-Soleil n°17, Plazac, 1992
“7-Limit Slendro mutations”, J. Dudon, 1/1- the Journal of the Just Intonation Network, vol. 8, n° 2, San Francisco, 1993
“Les harmoniques lumineuses de Jacques Dudon”, Bernard Dubreuil, Musicworks n° 55, avec CD, Toronto, 1993
“WaveLoom”, Arfib-Dudon-Sanchez, 3es Journées d’Informatique Musicale, Actes du colloque, Caen, 1996
“Jacques Dudon, Music of water and light”, Bart Hopkin, Gravikords Whirlies & Pyrophones, Ed. Ellipsis Arts, New York, 1996
Article sur le CD “Lumières audibles” par Carter Scholz dans 1/1 journal, vol. 9, n°4, San Francisco, 1997
“Cohérence différencielle : une nouvelle approche de la consonance”, Actes des Journées d’Informatique Musicale 98, éd. du CNRS-LMA, Marseille, 1998
“The photosonic disk”, J. Dudon, Experimental Musical Instruments, vol. 14, n° 4, Nicasio (CA), 1999
“A digital version of the photosonic instrument”, D. Arfib, Proceedings of the International Computer Music Conference (ICMA), San Francisco, 1999
“Photosonic disk : interactions between graphic research and gestural controls”, J. Dudon et D. Arfib, CD-Rom Trends in gestural control of music (avec sons et vidéos), IRCAM, Paris, 2000
Articles de Patrick Penel dans Label Science n° 1 & 2, Fête de la Science, Université de Toulon, 2000
"A digital emulator of the photosonic instrument", D. Arfib, J. Dudon, Proceedings of the conference on New Instruments for Musical Expression (NIME), MediaLabEurope, Dublin, 2002
"Synthèse photosonique : de la
géométrie des ondes au disque virtuel" (Arfib-Dudon-Sanchez), 9es Journées
d'Informatique Musicale, GMEM / AFIM, Marseille, 2002
(Résumé : Développée à partir d'un procédé graphique et lumineux
de génération du son, la synthèse photosonique connaît aujourd'hui un nouveau
développement, celui d'une version numérique de l'instrument photosonique. Le
"simulateur numérique de disque photosonique", dans lequel le disque est devenu
invisible, justifie paradoxalement plus que jamais l'intérêt acoustique de l'approche
géométrique des ondes sonores de l'instrument optique original. Après une description
des principes de la synthèse photosonique et de son émulation numérique, nous
montrerons des exemples de confection de disques et comparerons les ressources
sonores et les contrôles gestuels offerts par les deux types d'instruments.)
"Differential coherence : experimenting with new areas of consonance", J. Dudon, 1/1 journal, vol. 11, n°2, San Francisco, 2003
Dans le cadre du projet "Le geste
créatif", mené par le Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique du C.N.R.S. de
Marseille et soutenu par le Conseil Général des Bouches-du-Rhône, la collaboration
de l'AEH a permis la réalisation d'une première version virtuelle de l'instrument
optique. Celle-ci a fait l'objet d'une présentation de Daniel Arfib lors de
l'International Computer Music Conference à Pékin en 1999, puis d'une démonstration
en public, à partir d'un simple portable Macintosh, à l'occasion d'un concert
de Daniel Arfib dans la série des "Mondes harmoniques" le 6 juillet 2001 au
Thoronet. En 2002, un premier concert de "l'émulateur numérique"
en duo avec l'instrument optique et une présentation ont été donnés par D. Arfib
et J. Dudon lors de la Conférence " New Interfaces for Musical Expression "
qui s'est tenue à Dublin du 24 au 26 mai 2002. La création de Pures
coïncidences (CD en cours) par le trio Fotosonix
à Lorgues en 2003 (festival Explorateurs associés) marque une
nouvelle étape de cette rencontre entre l'instrument optique et son double
numérique.
Les gestes initiaux de contrôle des déplacements de la lumière et du filtre
optique, assurés respectivement par la main gauche et la main droite de l'instrumentiste,
sont reproduits ici au niveau du déplacement d'un stylet et d'un pointeur à
la surface d'une simple tablette graphique reliée à un ordinateur, qui génère
les sons en temps réel. L'interprétation sonore des données géométriques des
disques photosoniques qui servent de sources à cette interface réalise par ailleurs
une modélisation extrêmement instructive de l'instrument optique, qui laisse
présager la naissance d'un nouveau type de synthétiseur pouvant tirer profit
des performances spécifiques du son numérique, sur le plan de la pureté du son
et des limites spectrales. Tout comme le parcours de la recherche scientifique
dont il est l'accomplissement, l'instrument virtuel pourra naturellement évoluer
entre l'imitation la plus réaliste et l'extrapolation la plus créative, chacun
des instruments ayant vocation à voler de ses propres ailes.
Ce projet est l'aboutissement d'un
travail collectif entre :
Daniel
Arfib (CNRS-LMA) : concepteur et programmateur de l'interface de simulation
;
Patrick Sanchez (CNRS-LMA)
: réalisateur du logiciel (WaveLoom) de création des disques ;
Jacques Dudon (AEH) : inventeur
du procédé photosonique et concepteur des disques.
Un premier CD d'une série d'œuvres
pour les deux instruments en duo, intitulé Pures coïncidences, est en
cours de réalisation.
Jacques Dudon (photosonic disk) & Daniel Arfib (disk emulator), CNRS-LMA
2002