Design Sonore - TD VCV Rack

Licence 2 Musique - Musicologie

VCV Rack est un logiciel permettant de synthétiser des sons à l'aide modules connectés les uns à la suite des autres.

Installation

VCV Rack peut s'utiliser en salle informatique sous Linux de la manière suivante :

• Télécharger le logiciel sur cette page (choisir la version Linux 64-bit)
• Lancer l'application depuis le dossier Téléchargements

Enregistrez-vous ensuite sur le site avec votre adresse mail. Cela vous permettra d'ajouter tous les modules disponibles sur la page des plugins. VCV Rack est un logiciel gratuit et multi-plateforme (Windows, macOS, Linux), vous n'aurez donc pas de mal à le faire fonctionner sur votre ordinateur personnel quelle que soit votre configuration.

Premiers pas

• Créez un son pur en suivant les instructions disponible sur cette page
• visualisez la forme d'onde que vous écoutez à l'aide du module "scope"
• tester les différentes formes d'ondes (sinus, triangle, dents de scie, carré)
• sauvegarder votre patch sous le nom son-pur.vcv

Modulation de la fréquence et de la forme d'onde

VCO signifie "Voltage Control Oscillator" : un module produisant des oscillations, dont certains paramètres peuvent être contrôlés par un signal externe. Par exemple, dans les modules VCO-1 et VCO-2, l'entrée "FM" (modulation de fréquence) permet de contrôler la fréquence du signal produit (plutôt que d'utiliser le bouton manuel "FREQ"). L'entrée "V/OCT" (uniquement sur VCO-1) joue le même rôle mais en produisant des modulations bien plus fortes (1V = une octave). Dans le VCO-2, l'entrée "WAVE" permet de contrôler la forme d'onde du signal produit (sinus, triangle, etc.).

Faites générer à un oscillateur un son dont la fréquence est contrôlée par un autre oscillateur. Afin de percevoir les variations de fréquences, il faudra que ces variations soient suffisamment "lentes". On utilisera pour cela un oscillateur basse fréquence (LFO = Low Frequency Oscillator) pour générer les modulations de fréquence. Que se passe t-il lorsque :

• on fait varier (manuellement) la fréquence du LFO ?
• on fait varier (manuellement) la fréquence du VCO ?
• on fait varier la valeur "FM CV" du VCO ?

Sauvegarder votre patch sous le nom controle-frequence.vcv

De la même manière, utiliser un autre LFO pour contrôler la forme d'onde du signal généré (à l'aide de l'entrée WAVE disponible dans le VCO-2).

Sauvegarder votre patch sous le nom controle-forme.vcv

Modulation de l'amplitude

Faites générer à un oscillateur un son dont l'amplitude est contrôlée par un signal carré basse fréquence. L'amplitude d'un signal se contrôle à l'aide d'un VCA ("Voltage Control Amplifier"). L'amplification effectuée par le VCA peut être controlée par un signal externe via l'entrée LIN.

À ce stade, vous devriez remarquer un phénomène de "clique" se produisant à chaque changement brutal de l'amplitude. Afin de remédier à ce phénomène indésirable, nous allons faire en sorte que la variation d'amplitude se fasse en respectant la forme d'une enveloppe sonore suivant le schéma Attack, Decay, Sustain, Release.

Insérer un module "Générateur d'enveloppe ADSR" entre l'oscillateur basse fréquence et l'amplificateur (le signal entre dans le générateur d'enveloppe via l'entrée GATE). Modifier la valeur des quatre paramètres du générateur d'enveloppe afin d'observer leur effet.

Sauvergardez votre patch sous le nom controle-amplitude.vcv

Modulation du filtrage

Faites générer à un oscillateur un son qui sera filtré par un VCF ("Voltage Control Filter"). Un VCF peut constituer un filtre passe bas (en utilisant la sortie LPF) ou passe haut (en utilisant la sortie HPF). À l'aide de l'entrée FREQ et du potentiomètre FREQ CV, faîtes en sorte que la fréquence de coupure du filtre soit contrôlée par un signal extérieur généré par un oscillateur basse fréquence.

Sauvegardez votre patch sous le nom controle-filtre.vcv

Délai

Ajouter un module de délai (module DELAY) et faites en sorte que le paramètre TIME soit controlé par un signal généré par un LFO dédié.

Sauvegardez votre patch sous le nom controle-delai.vcv

Déclencher le son avec le clavier d'ordinateur

Réalisez un patch classique où un son est généré par un VCO et amplifié par un VCA. Ajoutez le module MIDI-CV et paramétrez son premier menu sur "Computer keyboard" et le second sur "QWERTY keyboard". Redirigez sa sortie V/OCT vers le contrôle de la réquence du VCO et sa sortie GATE vers l'entrée GATE d'un module ADSR qui contrôle votre VCA.

Vous pouvez désormais vous servir de votre clavier d'ordinateur comme d'un clavier de piano.

Mixeur

Pour ce patch, on utilisera le module MIXER permettant de mélanger jusqu'à 4 signaux. L'amplitude de chacun des signaux peut être contrôlée par un signal extérieur via les entrées CV1, CV2, etc.

Le patch doit respecter les consignes suivantes :

• 4 sinusoïdes sont produites à l'aide d'oscillateurs VCO-1
• 4 oscillateurs basse fréquence sont utilisés pour contrôler la fréquence (via l'entrée FM des VCO) et le volume (via les entrées CV du mixer)

Sauvegardez votre patch sous le nom sirenes.vcv

Utilisation d'un sequencer

Créez un nouveau patch et ajoutez-y un séquencer SEQ-3. Lorsque vous mettez en marche le sequencer (bouton RUN), des signaux sont périodiquement envoyés dans la sortie GATE. Vous pouvez modifier le rythme d'émission à l'aide du bouton CLOCK. Le bouton STEPS permet de modifier le nombre de signaux envoyés par cycle (maximum 8). Les trois sorties ROW1, ROW2 et ROW3 permettent d'émettre, au rythme des périodes, les valeurs spécifiées par les trois rangées de bouton.

Générez un signal à l'aide d'un VCO-1. Faites en sorte que

• l'amplitude du signal soit contrôlée par un générateur d'enveloppes. Les enveloppes sont déclenchées par les signaux périodiques émis par le sequencer via sa sorite GATE.
• la fréquence et le délai (paramètre TIME du module DELAY) du signal soient respectivement controlées par les deux premières rangées de boutons du sequencer.
• faites enfin en sorte que les temps forts du séquencer soient marqués par un son de percussion à l'aide du module macro oscillator disponible dans le plugin Audible Instruments.
• faites finalement en sorte que la fréquence de l'oscillateur, contrôlée par le séquencer, soit ajustée sur les notes d'une gamme musicale, à l'aide du module quantizer (disponible dans le plugin JW Modules).

Little boy

Le but de cet exercice est de reproduire sous la forme d'un patch VCV Rack une version simplifiée d'un processus sonore élaboré par Jean-Claude Risset dans la pièce Computer Suite from Little Boy (1968). Dans la seconde partie de la pièce, qui s'intitule Chute, le compositeur symbolise la chute d'une bombe à l'aide d'une illusion sonore donnant l'impression d'un son dont la hauteur descend indéfiniment.

Une manière de reproduire cette illusion consiste à superposer plusieurs signaux (dans ce TP on se limitera à 3 signaux) dont la fréquence décroit sur une même plage, à la même vitesse mais de manière décalée. Lorsqu'un signal atteint la fréquence minimale de la plage, il repart de la fréquence maximale. Afin que le saut de fréquence (de la fréquence min à la fréquence max) ne soit pas perceptible, l'amplitude de chaque signal doit évoluer périodiquement et atteindre 0 au moment du saut de fréquence. Afin de visualiser le phénomène, commencez par tracer les courbes d'amplitude et de fréquence d'un unique signal. Tracer ensuite les mêmes courbes pour 2 signaux identiques, mais en décalage de fréquence par rapport au premier.

Voici quelques indications pour la réalisation du patch :

• Les 6 courbes (fréquence + amplitude pour chacun des 3 signaux) sont générées par 6 oscillateurs basse fréquence (LFO) dont la fréquence est fixée à une même valeur.
• Pour reproduire les courbes d'amplitude on pourra utiliser un signal triangulaire
• Pour reproduire les courbes de fréquences (décroissantes) on pourra utiliser un signal "dent de scie" inversé
• Afin de générer une valeur constante, on peut utiliser un LFO générant un signal carré très basse fréquence, dont le signal subit un RESET de manière suffisamment fréquente pour qu'il ne passe jamais à 0. La sortie du LFO peut ensuite être redirigée vers un amplificateur (VCA) afin de régler la valeur de la constante.
• N'hésitez pas à visualiser de manière continue les 6 signaux générés à l'aide des modules scope.
• Afin que le saut de fréquence soit effectué lorsque l'amplitude atteint sa valeur minimale, une possibilité consiste à utiliser la sortie signaux carrés du LFO amplitude pour déclencher des RESET sur la courbe de fréquence.
• Enfin, pour répartir de manière maximale dans le temps le saut en fréquence des 3 signaux, on pourra utiliser un séquenceur 3 états déclenchant successivement des RESET sur les LFO-amplitude. Il faudra veiller à régler judicieusement la fréquence de l'horloge du séquenceur afin que la durée passé sur un état soit approximativement égale à 1/3 de la période des signaux d'amplitude.

Sauvegardez votre patch sous le nom little-boy.vcv

Rendu

Déposez sur moodle une archive regroupant les patchs précédents.

Astuces sur VCV-Rack

• Les "trous" sur fond blanc correspondent à des entrées
• Les "trous" sur fond noir correspondent à des sorties
• Un cable part toujours de la sortie d'un module pour aller vers l'entrée d'un autre
• lorsque vous faites un clique-droit sur un potentiomètre, celui-ci reprend sa position initiale.