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aide demandée Limites ou avantages du piano numérique

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Sujet de la discussion Limites ou avantages du piano numérique
Bonjour à tous!

Voila je suis en CPGE, et pour mes concours de fin d'année je vais devoir présenter un exposé ayant pour thème similitude et invariance.

J'ai donc choisi de prendre le piano numérique comme sujet, étant un grand fan de musique. Le but de mon exposé va donc être de montrer la similitude entre piano numérique et piano acoustique, mais aussi les avantages et les limites de ce premier.
Vu que je ne suis pas musicien je reste cependant un peu bloqué, c'est pour cela que j'envisage d'aller dans un magasin de musique pour voir si un "vrai" musicien pourra m'aider un peu sur le sujet et que je laisse un message ici en espérant que quelqu'un puisse m'aider :)

J'ai deja réuni pas mal d'infos "qualitatives" sur le sujet, j'aimerai donc entré plus dans la technique afin de pouvoir réaliser des expériences mettant en évidence les lacunes du piano numérique par exemple.

Merci d'avance!
2
Une expérience facile avec un piano acoustique et un numérique : jouer fort et maintenir tenue une note grave du piano. Le son va diminuer progressivement jusqu'à disparaître. Ce qu'il y a à noter, c'est que le sur le piano numérique, la note va disparaître beaucoup plus vite que sur le piano acoustique.

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

3
Merci, faudra que je fasse l’expérience.
(Concrètement quelle est la raison qui fait que la basse dure moins longtemps sur le piano numérique?)
4
eh bien sur un piano acoustique, les cordes des notes graves sont très épaisses et tendues de manière à pouvoir vibrer très librement. Ainsi elle va résonner très longtemps (souvent plus d'une minute sur les meilleurs pianos), et le son va s'estomper de plus en plus lentement. Tu as surement déjà dû te renseigner sur la résonnance d'une corde (piano comme guitare), sinon tu devrais t'y interresser c'est fort interressant ;)
Quant au piano numérique, le son est un sample enregistré qui a donc une durée précise déterminée d'avance qui dépend surtout de la vélocité sur la touche. C'est pourquoi arrivé au bout de cette durée, que tu tienne toujours la touche appuyée ou non, le son se coupe. Sur les claviers de base ce temps tourne autour de 10 secondes, mais certains pianos numériques très perfectionnés ont des samples beaucoup plus longs. Alors que techniquement parlant, lorsque la touche d'un piano acoustique est enfoncée, la corde resonne librement, sans aucune entrave a sa vibration, et c'est physique, elle va mettre du temps à s'arreter (en CPGE, ca doit se faire les forces en physique j'imagine...)

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

5
Merci =D Effectivement cela peut se faire en calcul!
Je me renseignerai!
6
Salut !

Joli sujet pour un TIPE.

Les pianos numériques sont reparties en deux groupes.

1) Les pianos "samplés" ou en français echantillonés où chaque note a été enregistrée séparément avec plusieurs niveaux d'intensité (vélocité dans le jargon midi). Tel quel, il manque un point fondamental qui est l'interaction entre les cordes, en particulier ce que l'on appelle le phénomène de résonance sympathique. Néanmoins, la plupart des logiciels modernes rajoute artificiellement la résonance sympathique via des algorithmes appliqués sur les samples.

2) Les pianos à modélisation physique dont "pianoteq" est l’étendard. Il s'agit ici uniquement d'algorithmes, il n'y a plus de sample. On prend en compte les équations de propagation le long de la corde (et aussi toutes les interactions entre corde, interactions entre différents mode de vibration et bien plus encore). C'est assurément avec ce type de piano numérique qu'il y a le plus de physique à décrire. Les écarts avec les pianos réels devenant de plus en plus infime (du moins quand on compare le son, dans les impressions de jeu c'est une autre histoire...).

2bis) les pianos hybrides qui embarque un minimum possible de sample et beaucoup d'algorithme (e.g. truepianos).

Je voulais te conseiller une thèse en anglais que j'avais en partie lue, mais en la recherchant sur google je suis tombé sur cette thèse en français qui à l'air très intéressante aussi :
http://hal.archives-ouvertes.fr/view_by_stamp.php?&halsid=did6lg8lfuea1jur1p3mojgrp2&label=INRIA&langue=fr&action_todo=view&id=tel-00662740&version=1&view=extended_view

Mon site ; soundCloud Classique/electro/metal ; soundCloud Punk ; Telecharger "Le néant s'honore"

 

[ Dernière édition du message le 28/01/2013 à 09:18:43 ]

7
La thèse m'a l'air très interressante, pour ma part je prends :bravo:

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

8
merci pour la thèse =)

Citation :
Les pianos à modélisation physique dont "pianoteq" est l’étendard. Il s'agit ici uniquement d'algorithmes, il n'y a plus de sample.


qu'entendez vous par là? Est ce le même principe (en plus compliqué du coup) que pour un synthé qui va creer son propre son?
9
Oui la modélisation physique est une forme de synthèse.

Néanmoins les fondements de cette synthèse sont des équations physiques qui doivent décrire au mieux le comportement complexe de l'instrument.

Il y a une dizaine d'année ce type de synthèse était beaucoup trop coûteuse en temps de calcul pour une application temps réel (ou alors avec des algorithmes très simplifiés ne faisant pas intervenir de non linéarité).

D'autre méthodes de synthèse avec une démarche beaucoup plus empirique essayaient de reproduire des sons assimilables à ceux du piano (je pense en particulier à la synthèse par modulation de fréquence (FM))

Pour revenir sur l'opposition sample vs modélisation : Sampler un instrument c'est le copier le plus fidèlement possible, le modéliser c'est essayer de le comprendre dans les moindres détails. On arrive doucement à une époque où ces deux approches sont à égalité en terme de rendu sonore.

Mon site ; soundCloud Classique/electro/metal ; soundCloud Punk ; Telecharger "Le néant s'honore"

 

[ Dernière édition du message le 28/01/2013 à 20:20:53 ]

10
Merci, effectivement ça va être intéressant d'étudier tout cela. Néanmoins j'ai peur de tomber sur des techniques assez compliquées à étudier... J'espère que j'arriverai à m'en sortir ahah. La thèse que tu m'as passé va dejà pouvoir pas mal m'aider je pense.

Au niveau des expériences à réaliser, je me demande cependant comment mettre en évidence les lacunes du numérique par rapport à l'acoustique. A part pour la "duré" des graves comme dit précédemment je vois mal comment en pratique on va pouvoir faire la différence entre un son numérique et un son acoustique (surtout que maintenant le numérique doit être de plus en plus fidèle à l'original).
11
C'est en effet très difficile, et ce tout simplement parce que le but premier des pianos numériques est d'imiter le mieux possible les pianos acoustiques ;)
Cependant, il reste un grand nombre de points a aborder autres que l'acoustique... Le piano acoustique présente tout de même certains avantages que les pianos numériques ne sont pas prêts d'égaler (et pas forcément au niveau des sonorités)

The blues are the roots, The rest are the fruits.

W. Dixon

12
effectivement! Transport, enregistrement, absence d'accordement, prix moindre etc.

Au niveau des touches, pour le piano numérique elle sont "lestées" afin d'être plus lourde et on capte la vitesse d'enfoncement grâce à un capteur (optique ou electronique) si j'ai bien compris. Exact?
13
En effet, il va être assez difficile de comparer sur le plan sonore un vrai piano et un piano numérique.

Si tu as quelques notions de programmation, tu peux faire un bond de 30 ans en arrière, et travailler sur l'algorithme de Karplus Strong (https://en.wikipedia.org/wiki/Karplus%E2%80%93Strong_string_synthesis) qui transpose de façon très intuitive la propagation d'une onde sur une corde et le remplissage d'un tableau de de donnée. Le son obtenue à des similitudes (et des différences) avec le son d'une corde pincée (decroissance exponentielle de l'amplitude, filtre type passe-bas de la caisse de résonance, etc...). Dans le cadre d'un TIPE, il est difficile d'aller beaucoup plus loin.

Le piano est l'instrument qui se prête le plus à la transposition numérique car il n'y a pas de technique de jeu pianistique qui ne puisse pas être reproduite par un échantillonage des touches une à une. Il n'y a pas les slides et les bends de la guitare, ni les variations de souffle et harmonique de la flûte, ni toutes les subtilités des coups d'archet du violon. Bref, c'est l'instrument numérique copie au mieux l'instrument réel.

Une dernière remarque, plus scolaire, la comparaison d'un piano réel et sa version numérique sur des conditions pratiques (poids, enregistrement, accordage,...) est très intéressante, mais elle ne peut constituer qu'une petite partie d'un TIPE qui doit avant tout mettre en avant des notions de physique, mathématique ou sciences de l'ingénieur.

Mon site ; soundCloud Classique/electro/metal ; soundCloud Punk ; Telecharger "Le néant s'honore"

 

14
Oui bien sûr le gros du tipe devrai concerner l'aspect physique et mathématiques. J'attend de voir un "vrai" musicien pour aller un peu plus loin sur le sujet
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Concernant l'échantillonage, est ce que l'on enregistre toutes les notes (en jouant plus ou moins fort pour chaque note)? Et donc, est ce que lorsque l'on appuie sur le clavier le piano va "jouer" un des échantillons enregistré auparavant selon la force d'appuie sur le clavier?

Ou est ce plus subtil que cela?^^

merci d'avance =)
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Bonjour
Les samples d'un vrai piano sont (pour moi) ce qu'il y a de mieux en technologie numérique, très loin devant la modélisation physique qui donne un son synthétique, froid.
Mais AUCUN piano numérique ne peut rivaliser avec un piano acoustique pour la simple et bonne raison qu'un ampli et des hauts parleurs ne peuvent restituer la résonance du bois,des cordes, marteaux etc... Maintenant si c'est pour enregistrer, c'est différent car un piano acoustique demande une prise de son pointue vu la gamme de fréquence et donc il est parfois plus simple et rapide d'obtenir un résultat correct avec le numérique.
En conclusion je dirai que le numérique est bien pour ne pas déranger les voisins , pour l'enregistrement, pour la scène quand on ne peut pas faire autrement, mais on se lasse très vite du son peut-être trop parfait, tandis que l'acoustique est l'idéal pour faire de la musique chez soi ou sur scène.
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Comme je l'ai dit plus haut, je ne vois pas pourquoi, contrairement à d'autres instruments, l'acoustique du piano ne pourrait pas être mise en équations.

Les samples ont une limite fondamentale, il ne peuvent pas prendre en compte les non linéarités dues à l'interraction entre les cordes.

Jouer un do et un sol en même temps sur un piano, ce n'est pas exactement la même chose que d'enregistrer un do, enregistrer un sol et ensuite jouer les deux en même temps. On perd les interactions entre les deux notes, les interactions engendrées par les deux ondes dans la table d'harmonie, etc...
Il faudrait alors non pas enregistrer 88 samples pour les 88 notes mais 88² (sans compter les accords de plus de deux notes...)

Ces interactions peuvent, au contraire être prise en compte dans un modèle physique moyennant une quantité de calcul non négligeable.

Un piano numérisé en 2.1 (ce qui est le cas le plus courant), ne peut pas reproduire le diagramme de rayonnement d'un vrai piano. Mais ce problème devient caduque une fois le piano enregistré, car même un vrai piano enregistré perd en grande partie les informations relatives aux diagramme de rayonnement de l'instrument.

Choisir actuellement entre piano à modélisation physique ou piano samplé est une question de goût, mais au rythme où evolue la modélisation et du fait que sampler un instrument a des limites intrinsèques, je pense que d'ici quelques années la modélisation devrait vraiment prendre le pas sur le sampling (si ce n'est déjà pas le cas).

Au delà de la qualité sonore, je trouve la démarche de la modélisation bien plus noble que le sampling. Il s'agit de vraiment comprendre comment un piano donne un son de piano.

Mon site ; soundCloud Classique/electro/metal ; soundCloud Punk ; Telecharger "Le néant s'honore"

 

18
oui d'accord avec toi :)
Apparement pianoteq met une version démo de leurs logiciel à disposition faudrat que je test ça si le logiciel est pas trop gourmand
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l'idéal serait de pouvoir associer sampling et modélisation. Pianoteq qui en est à sa version 4 ne pas convaincu pour le moment. Pas de dynamique, son plat rappelant les vieux pianos Yamaha des années 70-80. Dès qu'on joue sur une vélocité + forte, le son devient vite synthétique. Pour l'instant le seul piano que je trouve plutôt réaliste pour tous les styles de musique est le Ivory 2.
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bonjour,

une excellente vidéo sur les technologies mise en place sur les pianos numériques de la gamme Clavinova chez Yamaha. En sachant que la plupart des modèles ne réunissent pas toutes les technos:

- plusieurs échantillonnage pour chaque touche afin de reproduire les différents timbres selon la force employée lors de l'appuie de la touche.
- lestage différents pour chaque touches du clavier (comme sur un vrai piano)
- simulation des étouffoirs d'un vrai piano.
- simulation de l'effet "double échappement" d'un piano a queue par 3 ou 4 capteurs par touche.
- détection de la puissance de pression exercé sur la pédale forte.
- reproduction des sensations physiques d'un pédalier de piano.




Je pensais pas qu'un piano était si complexe ^^

Comptant m'acheter un piano numérique d'ici peu, je viens d'aller voir ca un peu plus pres chez un vendeur de piano. Il m'a fait la démo d'un même modèle en version meuble (Px-735) et en version portable. Le son du modèle meuble avait clairement plus de résonance et de rondeur.

La question que je me pose est de savoir si cela était dù uniquement à la résonance du meuble ou si sur la version meuble le système de haut-parleur est intégré au meuble au lieu d'être intégré au clavier. Cela afin de savoir s'il est possible d'acheter le meuble plus tard.

[ Dernière édition du message le 19/02/2013 à 19:12:49 ]

21
Bonjour, merci pour la vidéo, très intéressante effectivement :)

Je pense que si le piano portable est prévu pour s'integrer parfaitement au meuble cela ne pausera pas de problème d'acheter le meuble plus tard. En revanche si ce n'est pas prévu il risque d'y avoir une perte de la qualité sonore je pense