Lambda - un épilogue
Suites aux recherches sur la synthèse sonore par voie optique (voir l'article Lambda), je présente ici quelques applications sous la forme d'objets plus ou moins finis.
Avant de poursuivre, j'aimerais souligner que des recherches très similaires — et dont je n'avais pas connaissance — ont été menées par Jacques Dudon. On retrouve, je dirais sans surprise, les disques à motifs imprimés (qu'il appelle disques photosoniques). Je ne connais pas ce monsieur mais il me semblait important d'évoquer son travail !
Orgue optique
Un disque "chromatique" tel que possible à générer par le petit module interactif de la page Lambda est mis en rotation (6 tours par seconde). Il est constitué de 25 anneaux concentriques imprimés d'un motif correspondant à la fréquence des notes de la gamme chromatique. Nous avons ici deux octaves de 12 notes + 1 soit 25 anneaux.
Un bras survole ce disque radialement et est équipé de 25 leds blanches, isolées les unes des autres par des cartons noirs. Chaque led est située directement à l'aplomb d'un cercle.
Chaque led est connectée à une touche d'un clavier de piano et s'allume quand on la presse.
Le bras porte également 5 photodiodes régulièrement espacées qui observent conjointement la réflexion de la lumière des led modulée par les motifs en défilement. Le signal est amplifié tel que décrit dans la page Lambda.
La fabrication du clavier a été, c'est certain, la partie difficile de ce projet, et a représenté un défi pour mes petits moyens de construction. Il faut usiner des pièces de bois assez précisément et faire un assemblage compact des touches, avec un pivot fluide mais sans jeu, un bon parallélisme. Par ailleurs la mécanique du pivot nécessite des ressorts de rappel (des élastiques ici) et quid contacts électriques ? Enfin les 25 touches doivent avoir entre elles un comportement assez proche.
Le résultat est loin d'être parfait, le principal défaut est le bruit. Il faut d'une part amortir les chocs mécaniques des touches sur le bâti (avec des gommes ou des feutres ici et là) et rendre d'autre part les contacts électro-mécaniques silencieux, et ceci à la fois mécaniquement (bruit de ressort à amortir, utiliser un fil rigide plus fin, une masse amortie...) et électro-optiquement (au contact, la liaison ne s'établit pas immédiatement, la led clignote aléatoirement pendant une fraction de seconde, cela s'entend.).
Évidemment, il aurait été possible de piloter ces leds avec un clavier midi et un Arduino mais c'eût été bien lourd et complexe pour une tâche si directe et cela aurait nettement perdu en élégance selon moi. Et puis dans cette application, on ne peut pas profiter des avantages d'un éventuel multiplexage des leds car le clignotement induit risquerait de s'entendre sauf filtrage efficace et haute fréquence de fonctionnement, pas si simple finalement par rapport à une poignée de fils.
Voici une petite démo, filmée en lumière atténuée, ce qui explique cette faible qualité. Votre serviteur met toutefois tout son art pour vous divertir avec cette magnifique mélopée (rires) !
Basse optique
Ici j'ai utilisé un capteur infrarouge en réflexion prévu pour les courtes distances, le CNY70 :
Trois de ces capteurs éclairent et observent chacun les vibrations d'une corde vibrante en caoutchouc. Une tâche de peinture blanche sur la corde améliore la réponse du capteur. Le signal est d'abord débarrassé de sa composante continue par un condensateur puis filtré et amplifié au niveau ligne par un AOP. La basse est alimentée sous 12V par des piles :
Le son obtenu est étonnement naturel et rappelle le son d'une contrebasse de manière assez convaincante. Un peu de distortion est audible dans la capture ci-après. Elle est due à l'amplificateur et non à l'instrument. Cette basse est "fretless" alors je vous invite à avoir un peu d'indulgence quant la justesse !
Notez également en début de vidéo les trois points violets visibles au niveau des CNY70. Il s'agit bel et bien du rayonnement infrarouge émis par les capteurs et auquel une webcam d'ordinateur est légèrement sensible. Ils sont invisibles à l'oeil nu.
Lecteur de cylindres audio optique
Dans sa forme (mais pas dans sa technologie), ce montage évoque l'un des premiers systèmes d'enregistrement et restitution sonore connus, le célèbre phonographe d'Edison :
Le document imprimé et enroulé sur le cylindre est une transcription graphique des samples d'un fichier musical (données PCM d'un fichier WAV) convertis en niveaux de gris et "packés" dans une image numérique. J'ai écrit un logiciel Cocoa pour réaliser cette tâche, voici le code source et voici le document à imprimer :
Cette fois, j'ai préféré utiliser un laser, plus facile à focaliser sur la piste. Une vis sans fin permet de faire avancer la "tête de lecture" constituée du laser et de la photodiode. Le reste du montage est très similaire à celui déjà présenté dans l'article Lambda. J'y ajoute simplement un driver pour le moteur basé sur le "double-pont en H" L293D dans un simple esprit pratique.
Voici donc un extrait de Chopin, dans une adaptation pour guitare brillamment exécutée par Brandon J. Acker.