PATCHWORK SYNTH - un synthétiseur modulaire!

Patchwork synth est un synthétiseur modulaire (modular synth). Ce logiciel contient un grand nombre de modules à assembler et à câbler. En fait, cette application en ligne est un bon moyen d'appréhender l'univers du synthétiseur et de la synthèse sonore.
Chaque projet aboutit à la réalisation (la "construction") d'un Patch. Un "patch" est une configuration de modules (d'éléments), qui, une fois assemblés, devient l'ébauche d'un synthétiseur analogique.
Les possibilités sont nombreuses, tant le nombre de modules est important. Ce logiciel est extrêmement bien conçu, mais il demande un certain apprentissage. Ce bref tutoriel tente d'en décrire les bases avec quelques exemples.

Tutoriels video consacrés à Patchwork Synth

Page de tutoriel sur la Synthèse Sonore .
Tutoriels video consacrés à la synthèse sonore


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Comment s'en servir ?


logiciel Patchwork Synth : les onglets

L'image ci-dessus montre les différents menus situés en haut de la page :
~ Dans " File ", on gère l'ouverture, la sauvegarde ou la création de patchs.
~ Dans " Examples ", on ouvre des patchs de démonstration pour se familiariser avec Patchwork Synth et découvrir son potentiel. Ces exemples étant relativement complexes, j'en ai créé 2 beaucoup plus simples pour vous aider (voir plus bas).
Vous avez ensuite à votre disposition des modules qui vont vous permettre de "construire" votre synthé. Sans aller dans le détail, voici quelques explications sur certains d'entre eux :
~ Il vous faudra en bout de chaine 2 Sound out (stereo) qui seront virtuellement reliés à votre carte-son pour entendre le résultat (onglet I / O).
~ Si vous désirez créer une séquence, il vous faudra en début de chaine une horloge Midi (Clock), qui déterminera le tempo de la séquence. Il faut ensuite passer par un "multiplieur" (Clock multiplier) pour que le tempo s'applique sur une unité de valeur rythmique, X 4 étant la valeur d'une mesure à 4 temps. Ces 2 modules se trouvent dans l' onglet Time.
~ Vous pouvez générer différents sons (formes d'onde) dans l'onglet Generators (ainsi que de l'Audio avec le sampler).
~ Vous pouvez intégrer des effets dans l'onglet Effects, dont un Delay et un Ring modulator (pour obtenir des sonorités proches d'une "cloche", par exemple).
Vous pouvez ensuite insérer :
~ Des filtres (Filters) ;
~ Des controlleurs (Control) ;
~ De quoi modifier l'enveloppe d'amplitude avec les paramètres d'Attack et de Decay (Envelopes) ;
~ Des tables de mixage 4 voies (Mixing) ;
~ Des amplificateurs - ou atténuateurs (VCA - onglet Volume) ;
~ Et enfin des séquenceurs (dans l'onglet Sequencer), pour programmer : Soit des patterns (= motifs) de notes (Note Sequencer), soit des séquences déclenchées par des triggers (Trigger Sequencer, une sorte de surface de contrôle) .

Quelques précisions en plus

Pour écouter les sons produits par le patch, cliquez sur la flèche " Play " en haut à droite.
Déplacez-vous dans la fenêtre en cliquant sur la barre d'espace de votre clavier et en maintenant appuyée la souris.
Découvrez quelques principes de fonctionnement dans l'onglet Help en bas à droite et développez ce fichier d'aide si besoin en cliquant dans More Help.
Quand on survole les connexions des modules (qui passent du noir au blanc), une information apparait en bas de page (en anglais...).

Voici maintenant les 2 démonstrations (plus un mix des 2) que j'ai fait pour vous aider à comprendre les bases.

Créer une ligne de Basse-synthé avec le Note Sequencer

logiciel Patchwork Synth : patch de basse

Le synthé virtuel créé ici est un son de basse mis en séquence sur un tempo. Le son est modulable par l'enveloppe d'amplitude puis par un filtre. Il est ensuite amplifié avant d'être acheminé vers la carte-son. Voici quelques détails sur la marche à suivre et les différentes étapes :

1 / Téléchargez le patch

Enregistrez ce patch sur votre disque dur (une archive .zip à décompresser) puis, une fois le logiciel Patch Synth lancé, ouvrez-le dans l'onglet File (Open patch) :
PW (zip) : Patch de Basse . Il s'agit d'un fichier avec l'extension " . pw " (pour patchwork).

2 / Assigner un tempo au séquenceur

Dans l'onglet Time, on insère une horloge Midi (Clock) et son multiplieur (Clock multiplier). Il faut ensuite fixer le tempo, puis assigner les modules à ce tempo sur la valeur choisie, ici X4 . Les modules concernés sont bien sûr le Note sequencer, mais aussi, dans cet exemple, l'enveloppe d'amplitude (Envelope AD with VCA).

3 / Insérer un séquenceur

En sortie du multiplieur (Clock multiplier), il faut d'abord insérer le séquenceur avant d'insérer les modules de génération de sons car le séquenceur va "piloter" ceux-ci : Le Note sequencer est dans l'onglet Sequencer.

4 / Insérer un générateur de forme d'onde

En sortie du note sequencer, il faut câbler des modules de génération de forme d'onde qui se trouvent dans l'onglet (Generators). Dans l'exemple, on commence par un Pulse Wave Oscillator (forme d'onde rectangle). Ce module est modulé par un Sine Wave Oscillator (forme d'onde sinusoïde) lui-même modulé par un autre identique. Le petit potentiomètre correspond au volume de chaque module. Observez comment le 1er Sine Osc est réglé (assez bas pour ne pas trop "dénaturer" le son). Observez ensuite l'influence des 2 Sine Osc sur le Pulse Wave Osc avec le petit potentiomètre au-dessus de Fine Tune. Augmentez sa valeur et écoutez comment la modulation produit une altération du son.
Il ne reste plus qu'à paramétrer ensuite la hauteur en fréquence (Frequency) des oscillateurs et l'accordage fin (Fine Tune). Dans le Pulse Wave Osc, il faut aussi déterminer la largeur d'impulsion (Pulse = Pulse Width). A 50%, on devrait obtenir une forme d'onde "carré" (square).

5 / Insérer un modulateur d'enveloppe d'amplitude et un filtre

En sortie des générateurs de forme d'onde, on peut modifier l'enveloppe d'amplitude avec un Envelope AD with VCA dans l'onglet Envelopes. On pourra mofifier les paramètres d'attaque et de déclin (Attack / Decay) du son. On peut choisir une modulation linéaire, exponentielle ou cubique.
On peut ensuite insérer un filtre, ici un Biquad Filter (onglet Filters). Il faut choisir le type de filtre (Low-Pass, High-Pass, Notch, etc...), la Fréquence de coupure (frequency pour cut-off frequency) et la résonnance (resonance).

6 / Amplifier puis router le son

En bout de chaine, il faut amplifier le son avec un amplificateur (amplifier = VCA) dans l'onglet Volume, puis acheminer le son vers la carte-son avec 2 Sound-out (stereo) dans l'onglet I / O (pour In / Out).

7 / Créer une séquence

Il faut enfin créer une séquence, et ce n'est pas le plus facile quand on n'en a pas l'habitude! En fait, le nombre de pas de programmation se détermine dans le Seq length, ici il y a 16 double-croches. On "navigue" ensuite sur le clavier entre ses différentes octaves dans Oct view offset. La hauteur des notes est déterminée verticalement. Leur emplacement rythmique l'est sur la grille horizontale. Il faut ensuite cliquer dans la grille pour programmer les notes à la bonne hauteur dans l'octave choisie (notes oranges).


Voilà, c'est fini ! Cet exemple est un patch basique qui ne demande qu'à être développé...

Créer une mini Boite à Rythme avec des Samplers

logiciel Patchwork Synth : patch de batterie

L'exemple proposé ici utilise 2 samplers avec 2 échantillons Audio (audio samples) que l'on importe dans chacun d'eux. Une fois séquencé, le patch peut produire différents rythmes, suivant la programmation. Les sons de Grosse Caisse et de Caisse Claire utilisés sont à télécharger avec le patch ci-dessous.
Voici quelques détails sur la marche à suivre et les différentes étapes :

1 / Téléchargez le patch et les samples

Enregistrez ce patch sur votre disque dur (une archive .zip à décompresser) puis, une fois le logiciel Patch Synth lancé, ouvrez-le dans l'onglet File (Open patch) :
PW (zip) : Patch de Drums . Il s'agit d'un fichier avec l'extension " . pw " (pour patchwork).
Téléchargez également les 2 samples utilisés dans ce patch :
Sample de Grosse Caisse / Sample de Caisse Claire

2 / Assigner un tempo au séquenceur

Comme dans l'exemple du patch de basse ci-dessus, il faut d'abord insérer une horloge Midi (Clock) et son multiplieur (Clock multiplier) dans l'onglet Time. Il faut ensuite fixer le tempo, puis assigner les modules à ce tempo sur la valeur choisie, ici X4 . Les modules concernés sont cette fois 2 Trigger Sequencer, un pour chaque sample.

3 / Insérer un séquenceur

En sortie du multiplieur (Clock multiplier), on insère donc 2 séquenceurs différents afin de programmer 2 séquences différentes pour chaque son, la grosse caisse ne jouant pas le même rythme que la caisse claire. Ces séquenceurs doivent bien sûr s'insérer avant les modules de génération de sons (les samplers) car ils vont "piloter" ceux-ci. Pour cette exemple, on se servira du Trigger sequencer (onglet Sequencer). Un "trigger" est une surface de contrôle ou un capteur qui sert à déclenger un évènement MIDI. C'est de cela dont nous avons besoin pour cet exemple, c.a.d. simplement déclencher les samples au bon moment, sans se soucier de leur hauteur. Dans Patchwork Synth, le "Trigger Sequencer" se présente sous la forme virtuelle d'une surface de contrôle composée de Pads (les gros carrés noirs). C'est sur ceux-ci qu'il faut cliquer pour programmer la séquence (voir l'explication " 8 / Créer une séquence " ).

4 / Insérer un générateur de forme d'onde

En sortie du trigger sequencer, il faut câbler des modules de génération de forme d'onde qui se trouvent dans l'onglet (Generators). Dans ce patch, chaque séquenceur pilote un sampler. Il faut maintenant importer les samples dans leurs samplers respectifs : La grosse caisse dans le sampler de gauche, la caisse caisse dans le sampler de droite (il faut bien respecter cet ordre car la programmation rythmique du séquenceur n'est pas la même pour les 2 samples !) . Pour cela, il faut cliquer sur BROWSE dans le Sampler et importer les 2 samples que vous avez téléchargé.

5 / Insérer un filtre

En sortie des générateurs de forme d'onde, on peut insérer un filtre, ici un Biquad Filter (onglet Filters). Le but est de modifier le son de base de chaque sample pour s'éloigner du son classique des instruments de batterie. Il faut choisir le type de filtre (Low-Pass, High-Pass, Notch, etc...), la Fréquence de coupure (frequency pour cut-off frequency) et la résonnance (resonance). Chaque sampler est câblé sur un filtre différent avec des réglages propres à chacun. Notez que le sample de grosse caisse est filtré par un Low-Pass Filter (LPF) pour atténuer les fréquences aigües, alors que la caisse claire est filtrée par un High-Pass Filter (HPF) pour atténuer les fréquences graves. Ces réglages sont inhérents à la hauteur (en fréquence) de chacun de ces instruments. Il est logique de procéder ainsi, mais rien n'empêche de faire exactement le contraire !

6 / Insérer un Delay

Pour ajouter un peu de variété, j'ai inséré un effet de Delay (effet de répétition) pour la caisse claire dans l'onglet Effects. Mais je m'en suis plutôt servi de façon à simuler une Reverb courte. Observez le câblage : Le Delay est "asservi " au tempo (c.a.d. relié sur son 2ème Input à l'horloge MIDI). Ainsi, les répétitions que l'on paramètre avec les différentes valeurs rythmiques dans sync division seront des "multiples" du tempo de la séquence. Sur " 1 ", on obtiendra une répétition de la note en ronde, sur 2 en blanche, etc... Si l'on désire fixer arbitrairement la valeur rythmique de répétition, on n'asservit pas le Delay à l'horloge et l'on détermine soit-même cette valeur avec le paramètre Delay Time. Le Feedback détermine quant à lui le nombre de répétitions, et la proportion entre le signal original et celui qui est traité par le Delay se paramètre avec Dry / Wet (dry = son original non traité, wet = volume des répétitions).

7 / Mixer puis router le son

En bout de chaine, il faut d'abord mixer les 2 sons avec un Mixer (dans l'onglet Mixing). On peut ainsi équilibrer le volume de chaque sampler. Il faut ensuite acheminer le son vers la carte-son avec 2 Sound-out (stereo) dans l'onglet I / O (pour In / Out). L'Oscilloscope (onglet Analyse) est, dans cet exemple, surtout là pour la décoration...

8 / Créer une séquence

Il faut enfin créer une séquence, ce qui est beaucoup plus facile que dans l'exemple précédent! Dans Patchwork Synth, le "Trigger Sequencer" se présente sous la forme virtuelle d'une surface de contrôle composée de Pads (les gros carrés noirs). C'est sur ceux-ci qu'il faut cliquer (ils deviennent orange) pour programmer la séquence.
Dans cet exemple, chaque rangée horizontale de 4 "Pads" représente 4 double-croches, autrement dit 1 temps : Attention, ceci dépend de l'option prise avec le Clock multiplier, ici X4 . Vous pouvez (devez !) tester différents rythmes.

Mélange des deux patchs

Mélanger les deux

Ce dernier exemple est la somme des 2 précédents : Dans le même patch, on va retrouver la séquence de basse et celle du rythme de batterie. Le tempo est fixé par une seule horloge MIDI, et l'on obtient une séquence basse / batterie.
Voici le patch à télécharger (une archive .zip à décompresser) : PW (zip) : Patch bass - drums
N'oubliez pas qu'il faut à nouveau importer les samples de grosse caisse et de caisse claire dans les samplers, comme cela est expliqué dans le patch précédent.


DEMO AUDIO

Pour finir, j'ai simplement enregistré avec le logiciel Audacity un mix de ce patch en temps réel
(en ajoutant un fondu en ouverture et en fermeture = fade in / fade out)

Les paramètres modifiés concernent uniquement la séquence de basse :

Le volume de l'Amplificateur (Amplifier)
Le Frequency (Cut-off Frequency) et la resonnance (Resonance) du filtre
Le paramètre d'Attaque (Attack time) de l'enveloppe d'amplitude (Envelope AD with VCA)