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Pédago
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L’enveloppe ADSR

La synthèse sonore - 8e partie

Nous avons commencé à étudier la manière dont on peut fabriquer un son avec l’aide d’un synthétiseur matériel ou virtuel. Seulement, comment le son en question fait-il pour être autre chose qu’une savante combinaison de tensions électriques ou de paquets d’informations binaires, bref, comment fait-il pour se faire entendre ?

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Eh bien, il passe par ce qu’on appel­le…

L’étage d’am­pli­fi­ca­tion

Celui-ci consiste prin­ci­pa­le­ment en deux éléments : un ampli­fi­ca­teur, piloté par une enve­loppe (rien à voir avec la Poste…).

De même que pour les oscil­la­teurs ou les filtres, l’am­pli­fi­ca­teur peut être analo­gique (Voltage Control­led Ampli­fier – VCA) ou bien numé­rique (Digi­tally Control­led Ampli­fier – DCA). L’en­ve­loppe va servir à défi­nir le compor­te­ment de l’am­pli­fi­ca­teur dans le temps. Il s’agit là de l’ul­time mani­pu­la­tion du son avant qu’il ne quitte défi­ni­ti­ve­ment le synthé­ti­seur, et nous verrons qu’elle peut avoir de sérieuses consé­quences. En effet, en fonc­tion des réglages d’en­ve­loppe, le son pourra être notam­ment plus percus­sif ou plus moel­leux, immé­dia­te­ment ou progres­si­ve­ment présent, court et effi­cace ou bien long et planant… et encore mille autres choses.

Bien qu’il existe diffé­rents types d’en­ve­loppes, la prin­ci­pale est compo­sée de quatre éléments : Attack (inutile de traduire, je pense…), Decay (déclin), Sustain (main­tien) et Release (relâ­che­ment), et est de fait appe­lée « enve­loppe ADSR ».

L’at­taque 

Elle défi­nit le temps que le son va mettre pour atteindre son niveau maxi­mal. 

Ici, un exemple de son avec une attaque courte (atteinte immé­diate du niveau maxi­mal), suivi du même son doté cette fois-ci d’une attaque longue.

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Un temps d’at­taque court sera ainsi plus perti­nent pour créer des sons dont on attend une présence immé­diate, claquants. À l’in­verse, des nappes et des sons éthé­rés justi­fie­ront un temps d’at­taque plus long. 

Le decay

Le temps de « decay » désigne le temps que le son met pour redes­cendre de son niveau maxi­mal, après avoir atteint celui-ci à l’is­sue du temps d’at­taque. Dans l’exemple sonore précé­dent, il n’y avait pas de « decay », le son était main­tenu à son niveau maxi­mal une fois celui-ci atteint.

Intro­duire un decay permet par exemple d’ajou­ter du mouve­ment au son (ici combiné avec une attaque longue) :

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Ou bien encore d’ac­cen­tuer l’at­taque, mais au prix d’une dimi­nu­tion de l’im­pres­sion géné­rale de volume sonore, comme ici :

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Cette dimi­nu­tion du volume n’est d’ailleurs pas qu’une impres­sion, car qui dit decay dit baisse de sustain.  

Le sustain

Le sustain est le niveau de volume que l’on souhaite que le son atteigne après l’at­taque et le decay, et auquel on souhaite qu’il se main­tienne tant que la note est jouée. 

Nous avons entendu clai­re­ment le sustain dans les exemples précé­dents (la portion de son après l’at­taque et le decay, on vous dit !). Donc, pour aller un peu à contre-courant, voici ce que donne l’exemple sonore n° 2 avec un niveau de sustain très faible : 

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Eh oui, on obtient quasi­ment des percus­sions !

Le release 

Le release, enfin, défi­nit le temps que le son va mettre pour s’éteindre défi­ni­ti­ve­ment une fois la note désac­ti­vée. Dans les exemples précé­dents, le temps de release était de zéro, le son se coupait dès que la note n’était plus jouée.

Ici, je reprends le son de l’exemple 1, sans decay donc mais avec un sustain d’une durée d’en­vi­ron 3 secondes et un temps de release de plus de 7 secondes :

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Le release est enclen­ché dès que la note est relâ­chée (ou dès qu’un message de « note off » est envoyé au synthé­ti­seur – nous verrons de quoi il s’agit ulté­rieu­re­ment), et ceci même si le reste de l’en­ve­loppe n’a pas été joué.

Exemple : si l’at­taque d’un son a été réglée sur 2 secondes, mais que la note est relâ­chée au bout d’une seconde, la fin de l’at­taque et la période de decay seront sautées, et la période de sustain sera par la force des choses inexis­tante. Il ne restera plus que le release. 

Quelques géné­ra­li­tés sur les enve­lop­pes…

En toute logique, les valeurs d’at­tack, de decay et de release vont être la plupart du temps repré­sen­tées par des ms, et la valeur de sustain sera souvent expri­mée par une échelle de 1 à 10 ou de 1 à 100. La durée du sustain ne dépen­dra que de la durée de la note jouée, une fois passés les temps d’at­taque et de decay.

Voici comment l’on repré­sente le plus souvent une enve­loppe ADSR :

Enveloppe ADSR synthèse sonore

Certains synthé­ti­seurs présentent des variantes de l’en­ve­loppe ADSR, comme le DX7 de Yamaha qui propose des enve­loppes à 8 para­mètres. D’autres proposent un para­mètre « hold » qui vient se placer entre le para­mètre de sustain et celui de release. Il offre la possi­bi­lité au musi­cien de lâcher la note qu’il joue pour se consa­crer au réglage d’autres para­mètres du synthé sans pour autant déclen­cher la fin (release) de cette même note. Ceci permet d’en­voyer des messages parti­cu­liè­re­ment longs, afin notam­ment de créer des nappes sonores ou des effets évolu­tifs, tels que des émula­tions de vent par exemple.

Si les enve­loppes sont prin­ci­pa­le­ment utili­sées au niveau de l’am­pli­fi­ca­tion, on en trouve souvent aussi pour pilo­ter le compor­te­ment des filtres, et parfois égale­ment d’autres para­mètres et effets.

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