Pd-Polymod2 : synthé modulaire polyphonique DIY à modélisation analogique

[Pistol]

C’est vraiment une belle idée. Personnellement il y a plein d’autres modules que j’imagine : microdelay, eq, sampler granulaire, générateur d’impulsion... voire même un module générique destiné à un module Puredata à créer...
Il reste à voir comment l’ensemble se comporte dans les paramétrages extrêmes, domaines où la modélisation numérique trouve souvent ses limites.

[Spraytex]

Si j'ai bien compris, chaque module peut gérer son dosage de réverbe.
La plupart des polys enchaînent les voix les unes après les autres, ici, serait-il possible d'assigner un module à la note la plus basse systématiquement (ou la deuxième etc..) ?
Ce serait super pour gérer une queue de réverbe longue sur la dominante par exemple.

[f1oat]

Comme pour un modulaire classique, chaque module gère une fonction.
Mais ici les modules ont 6 voix indépendantes, donc 6 copies de la même fonction.

Pour la reverb, il y a une exception dans mon implémentation actuelle qui est mono.
Mais effectivement on pourrait facilement en faire une version 6 voix.

Après, le pb c'est comment on entre les paramètres différenciés pour chaque voix de la reverb.
Actuellement, les potars sont communs pour toutes les voix, la différence par voix arrive par les connecteurs jack.
Mais on pourrait imaginer un potar par voix, ou un moyen de sélection.

Pour la gestion de la polyphonie, j'ai actuellement trois modes :
- canal midi #1 : polyphonie en enchaînant les voix
- canal midi #2 : unisson
- canal midi #3 à #8 : spécialisation par voix

Là aussi, on pourrait facilement ajouter un autre mode pour l'aiguillage des notes vers les voix.

[f1oat]

Une mesure qui devrait intéresser les grenouilles : la latence
J'ai capturé avec un micro unique le bruit de la touche d'un clavier nanoKey connecté à mon synthé DIY, et la sortie HP du synthé.

D'après l'image ci-dessous, latence 31ms.



Fait avec une chaîne complète composée des modules MIDI, WAVETABLE-VCO, CHAMBERLIN-SVF, ADSR/VCA.
Attaque réglée sur 1ms.
Côté RPi-4, les signaux passent dans jackaudio pour le midi et l'audio.
Et je n'ai pas activé le kernel Linux temps-réel.
Donc, on doit pouvoir faire un peu mieux.

[MrBlue]

Du beau boulot... ça sonne super bien, merci pour le partage et les extraits sonores

[erd]

Beau projet en effet. Çà sonne… pas mal…
Est ce que tu peux nous éclairer un peu plus sur le "RPi-4".
Son rôle, son fonctionnement… et plus
Éric

[f1oat]

Merci à tous pour vos avis encourageants. J'avance dans le projet:

• J'ai modifié la gestion du bouton DETUNE avec une tentative de modélisation des micro-imperfections des oscillateurs analogiques (en gros, une toute petite dose de signal aléatoire sur le pitch). Ca donne un peu de chaleur à la sonorité. Je ne sais pas si c'est réaliste, je vais poster une démo, vous me direz !
• Travail sur la latence et élimination des micro coupures dans le son
• Un peu d'optimisation car ça commence à bien charger le CPU

Pas encore eu le temps de faire un schéma synoptique, mais voici un résumé du RPi-4 :

• Gestion des panneaux de commande
  • Le RPi-4 gère la communication avec tous les modules via un bus I2C
  • A une cadence de 25Hz, il interroge tous les modules pour savoir si un bouton a bougé, ou si un câble de patch a changé
  • Il remonte ces infos en protocole OSC vers Pure Data
  • Dans l'autre sens, Pure Data peut commander la luminosité de chaque LED du panneau, également en OSC
• Gestion de la synthèse
  • Pure Data tourne sur le RPi-4 (Pure Data ressemble beaucoup à Max/MSP)
  • Chaque module correspond à une abstraction (une sorte de sous-programmme de synthèse qui tourne en // avec les autres)
  • Dans chaque module il y a 6 voix indépendantes (6 copies)
  • Les connexions virtuelles entre modules sont établies dynamiquement en fonction de la position des vrais câbles
  • Les possibilités ne sont limitées que par la puissance CPU disponible. En particulier, on trouve des algos pour émuler les spécificités de l'analogique, avec plus ou moins de fidélité (voir https://github.com/pure-data/pure-data/ ... extra/bob~)
• Gestion du MIDI
  • Un module écrit en Pure Data vient lire les ordres MIDI qui arrivent en USB
  • Selon le canal, les notes sont aiguillées vers les voix
  • Le canal 1 distribue en polyphonie
  • Le canal 2 fait de l'unisson sur 6 voix
  • Les canaux 3 à 8 vont de manière fixe vers les 6 voix
• Gestion des E/S audio
  • C'est un module Pure Data particulier qui est en liaison avec la couche Jack Audio pour les gestion des E/S audio https://jackaudio.org/
  • J'ai ajouté une petite carte fille RaspiAudio AUDIO+ pour sortir un son de qualité

Voilà, j'espère que c'est plus clair.

[f1oat]

Quelques news du projet :

J'ai implémenté un "voice panning" à la OBXA. Je suis assez content , le rendu stéréo est assez sympa sans faire appel à une reverb ou un délai stéréo. Et le son reste précis. Du coup, maintenant les câbles de patch virtuels comportent 6 voix stéréo, avec un codage L+R, L-R. Les modules mono sortent juste L+R (VCO, VCF, ADSR). Les modules stéréo font un traitement pour ajouter L-R.

Un peu de travail aussi sur mon VCA qui faisait quelques plops : correction de la gestion de la vélocité et ajout de la gestion du "zero-crossing" en début d'attaque.

Mais le gros chantier, c'est une reprise de l'architecture du soft pour exploiter les 4 cœurs du RPi-4. J'ai préparé le terrain, les calculs sont maintenant bien séparés de la GUI et j'ai une organisation par voix au lieu de par module. A terme, les voix seront réparties sur les cœurs.

A suivre.
Frédéric.

[Pistol]

Pressé d’en entendre plus!

[f1oat]

Voici une démo de la fonction voice panning que je viens de développer, avec un poil de reverb.
Les 2 LFO modulent la forme d'onde et le filtre.
Chaque LFO gère 6 voix indépendantes.
Comme elles sont modulées en FM par l'ADSR, elles ne sont pas en phase, et les 6 voix du filtre et du VCO se retrouvent modulées de manière désynchronisée.
Il y aussi un léger detune entres les 6 voix du VCO.
Enregistré en une seule prise.

[f1oat]

Le projet avance, avec pas mal de temps passé pour finaliser toutes les fonctions dans les modules, et corriger quelques défauts comme les courbes de réponse des potars et du VCA. Pas encore sûr d'avoir la bonne implémentation dans l'ADSR/VCA, car je n'arrive pas à émuler l'enveloppe d'un piano.
Et j'ai du mal à m'approcher de certains sons produits par mon Matrixbrute. Donc, encore beaucoup de choses à découvrir dans le fonctionnement des synthés analo pour améliorer mon émulation !

J'avance maintenant par la pratique en utilisant le synthé sur quelques interprétations.
Pour la dernière, j'ai procédé en quatre enregistrements séparés car je n'ai pas encore assez de modules pour générer plusieurs timbres en même temps.
La voix et la batterie sont des librairies, le reste est intégralement généré par le Pd-Polymod2 (voice panning actif). Les effets sont pour l'instant externes.
Voici le résultat :

[lulrik]

Salut F1OAT.

Toujours aussi chouette !

J'avais pas tilté à propos de l’indicatif

Salutations,
F4IZD

[f1oat]

J'ai fait du refactoring de code pour préparer le passage en multicore.
Au passage, un peu de ménage et ajout d'un effet de type délai stéréo.
Voici une démo avec le Pd-Polymod2 seul, une seule prise, aucun effet externe.
Joué en live sur un clavier Keystep Pro connecté en MIDI au synthé.
J'avais prévu de construire un séquenceur maison, mais avec ce clavier, c'est moins urgent



Et en prime, copie d'écran du patch Puredata utilisé.


Et coucou aux oms du forum

[MrBlue]

Choli !

[f1oat]

Quelques nouvelles du projet qui continue à avancer.
J'ai continué à développer quelques modules complémentaires, le châssis provisoire se remplit:



Beaucoup de travail en CAO pour la conception du boîtier en chêne, et l'apprentissage de Fusion 360 ! Il est dimensionné pour gérer du bi timbral. Voici une vue virtuelle.



J'ai dû changer de carte CPU : avec l'adjonction des derniers modules je sature le RPi-4 (en particulier avec le module d'effets). Je bascule sur une carte mini-PC de type J4125. Du coup, il a fallu revoir la mécanique et usiner un dissipateur sur mesure pour refroidir par convection naturelle.

CAO de la mécanique et du dissipateur



Le module CPU finalisé après usinage CNC du dissipateur et impression 3D de la face avant, posé à côté du boîtier vide d'origine.



Continuant à réaliser mes faces avant en impression 3D, j'ai constaté une grosse amélioration de l'état de surface avec la dernière version du logiciel Cura (à gauche ancienne version, à droite nouvelle version).



Et enfin, un peu de musique : les pads entendus dès le début (grave et médium) sont faits avec Pd-Polymod2 dans sa dernière version (effets intégrés).



A bientôt pour la suite du développement.

[MrBlue]

Superbe ce morceau et le son est au rendez-vous même sur mon PC portable

[Franz]

+1 j'aime bien ce style un peu façon Delerue

Un beau travail technique... bel instrument original. Bravo float

[f1oat]

Le projet continue à avancer avec l'installation dans une caisse en chêne fabrication maison, le passage sur CPU J4125 et un peu de tuning dans le soft.
Je vais attaquer la fabrication des modules supplémentaires, maintenant il y a de la place

Voici une session sound design réalisée en une seule prise. Le son est pris directement sur la sortie analogique, sans post-traitement additionnel.
Avec la vidéo, vous pourrez voir comment les boutons permettent de sculpter le son.
Dans cette démo on entend bien les LFO indépendants de chacune des 8 voix.

A écouter au casque pour profiter des effets immersifs !

https://youtu.be/vnLweeTKBYI

Frédéric.

[f1oat]

Petite séance photo maintenant qu'il est installé dans son coffret en chêne.
C'est ma première ébénisterie, avec beaucoup de temps passé à regarder des tutos pour éviter de gâcher du bois.
Il y a quand même eu quelques erreurs comme des coups de lameleuse au mauvais endroit, mais ouf, pas visible ...
Bon, j'ai encore du boulot pour remplir la partie supérieure !

Et en prime, un nouveau montage vidéo avec quelques spectrogrammes intéressants :
https://youtu.be/mHCxrzRNdpU

Frédéric

[lulrik]

Chouette résultat ! mention spéciale pour la poignée :)