Simulateur d'orgue

Un simulateur d'orgues, également appelé orgue virtuel, ou VPO (Virtual Pipe Organ) est un logiciel informatique permettant de reproduire les sons d'orgues à tuyaux et de jouer avec ceux-ci à l'aide de claviers/pédalier midi.

Il existe fondamentalement deux types de simulateurs d'orgue :

• ceux qui se basent sur la technologie du son échantillonné, utilisant pour cela des sons d'orgues à tuyaux réels enregistrés et numérisés ;
• ceux qui se basent sur la technologie de la synthèse sonore, généralement en utilisant le principe de la synthèse de Fourier.

Caractéristiques communes

Le simulateur d'orgue se présente généralement sous la forme d'une console virtuelle affichée à l'écran de l'ordinateur avec toutes les commandes que l'on trouve habituellement sur une console d'orgue classique : les claviers bien sûr, des boutons pour les registres, les accouplements, les tirasses et les accessoires, des curseurs pour les pédales d'expression et de crescendo, éventuellement un combinateur et des préparations. Selon le logiciel et les options, la présentation de la console virtuelle peut être réduite à la plus extrême simplicité (un simple tableau avec des noms de jeux sur lesquels on clique avec la souris pour les activer ou les désactiver) ou se parer d'un décor en trompe-l'œil reproduisant les tirants de registre et le bois de la console.

Tous ces logiciels nécessitent une interface MIDI et des sorties audio que l'on branche sur les entrées auxiliaires d'un amplificateur, à moins que l'on utilise simplement un casque audio. Les touches des claviers peuvent être actionnées à l'aide du pointeur de la souris mais il va de soi qu'une utilisation sérieuse ne peut se faire qu'en branchant un ou plusieurs claviers MIDI à l'ordinateur.

Une installation complète pour utiliser un simulateur d'orgue suppose donc l'équipement suivant :

• le logiciel de simulation ;
• un ordinateur individuel adapté^[1] ;
• une interface MIDI ;
• une ou plusieurs cartes son adaptées ;
• un ou plusieurs claviers MIDI à connecter à l'interface ;
• un pédalier MIDI à connecter à l'interface (claviers et pédalier étant tous sur des canaux MIDI différents) ;
• un étage de sortie audio: chaîne HiFi, casque audio ou un ensemble de HP-actifs connectés à l'ordinateur.

Certains utilisateurs de ces simulateurs les emploient simplement comme séquenceurs MIDI et dans ces conditions, l'ordinateur se suffit à lui-même. A noter par exemple l'usage de ces logiciels comme simulateurs d'orgue de barbarie. Le développement constaté ces dernières années dans le domaine de la simulation d'orgues à tuyaux (favorisé par les avancées technologiques de l'informatique), a donné un essor fulgurant au développement de l'échantillonnage d'orgues historiques et à la mise à disposition (libre ou commerciale) de ces banques de sons. Des consoles MIDI fonctionnelles de 1 à 5 claviers et pédalier conçues pour piloter les logiciels sont commercialisées. Ces instruments de nouvelle génération peuvent être dotés d'appels de registres (éventuellement par écran tactile), d'un combinateur et de pédales d'expression. L'engouement pour le simulateur d'orgues à tuyaux a été ces toutes dernières années le déclencheur d'un véritable inventaire mondial sonore des orgues à tuyaux, par un échantillonnage complet incluant même les bruits mécaniques des claviers et des appels de registres !

Simulateurs d'orgue basés sur des échantillons

Caractéristiques générales

Un simulateur d'orgues à échantillons fonctionne comme un lecteur d'échantillons sonores multipiste, multitimbral pilotable par MIDI. Les simulateurs d'orgues basés sur l'échantillonnage complet d'orgues à tuyaux se distinguent d'un simple synthétiseur échantillonneur ou d'un orgue électronique par le fait qu'ils utilisent des sons enregistrés et non des sons de synthèse. Les orgues numériques les plus communs se situent finalement entre les deux systèmes.

Le principe de fonctionnement se résume à deux objets : le logiciel qui offre une interface pour jouer la musique, et une banque d'échantillons qui constitue la matière sonore proprement dite. La qualité sonore finale dépend de la qualité des échantillons et de la qualité de l'amplification.

Les banques de sons sont réalisées à partir d'orgues à tuyaux dont on enregistre et numérise tous les jeux, note par note, dans leur acoustique naturelle. La réalisation d'une banque d'échantillons demande un travail considérable car chaque note doit être traitée sur ordinateur pour la calibrer et définir les trois périodes caractéristiques du son d'orgue : attaque, tenue et levée. Plusieurs sociétés se sont spécialisées dans l'échantillonnage d'orgues à tuyaux, ainsi que des groupes de travail sur internet (banques de sons gratuites).

Avantages

Comparés à un orgue numérique ou un orgue électronique,

• les logiciels de simulation d'orgue sont très économiques, certains étant même gratuits et en licence libre. L'investissement minimum se limite à un ordinateur, un logiciel d'orgue virtuel, une banque de sons d'orgue, une interface midi, des claviers compatibles midi et une chaîne HIFI.
• On peut avoir plusieurs orgues différents qui s'ouvrent et se chargent à volonté^[2].

Quelques avantages des logiciels d'orgues virtuels:

• L'échantillonnage est supérieur à la plupart des orgues numériques par l'exploitation d'un ou même de plusieurs échantillons par tuyau.
• Réverbération naturelle des orgues échantillonnés^[3]
• Possibilité de jouer virtuellement des orgues historiques.
• Possibilité de changer de tempérament^[4].
• Réglage fin du diapason et transpositeur^[4].
• Accord possible de chaque tuyau^[4].
• Possibilité d'inversion des claviers.
• combinateur puissant.
• possibilité d'agrandir à la démesure le nombre de claviers.
• possibilité de s'enregistrer (création de fichiers Wave).
• possibilité de multiples sorties audio avec par exemple deux enceintes par plan sonore^[4].
• La liste des banques de sons s'enrichit régulièrement, et constitue un inventaire sonore des orgues à tuyaux.
• Accès virtuel à des instruments parfois inaccessibles, chez soi, ou sein d'un groupe de travail de formation d'organistes ou de facteurs d'orgues.

L'orgue est une machine complexe permettant de jouer simultanément plusieurs jeux et plusieurs claviers à la fois. Cette complexité se retrouve dans les logiciels de simulation qui, par voie de conséquence, sont grands consommateurs de puissance processeur et de mémoire vive. Sur les ordinateurs d'ancienne génération (dotés d'un processeur lent et d'une capacité de mémoire vive inférieure à 1GB), on constatait une limitation des possibilités liée directement à la puissance et à la capacité de l'ordinateur sur lequel on fait tourner le logiciel : limitation du nombre de notes simultanées, retard à l'attaque d'autant plus grand qu'il y a plus de jeux ouverts, hoquets, grésillements, saturation et manques quand on atteint les limites de traitement du processeur^[1].

• Beaucoup d'orgues historiques ont été échantillonnés dont le fameux Isnard (orgue classé) de Saint-Maximin la Sainte Baume, ou encore l'orgue Ducroquet/Cavaillé-Coll de la cathédrale d'Aix en Provence, etc...

• La liste d'instruments virtuels accessibles contient des instruments tels le fameux Isnard (orgue classé) de Saint-Maximin la Sainte Baume, l'orgue Ducroquet/Cavaillé-Coll de la cathédrale d'Aix en Provence, le Cavaillé-Coll de St-Etienne de Caen, le Silbermann de Freiberg, le Trost de Waltershausen, et beaucoup d'autres.

GrandOrgue (MyOrgan)

GrandOrgue (anciennement MyOrgan)

GrandOrgue^[5] est un programme de simulation d'orgue basé sur le code de MyOrgan. Rapide et léger, il est compatible avec le format de définition de Hauptwerk™ version 1 et utilise des échantillons de 16 bits / 44 Khz (qualité CD de musique). Il nécessite Windows 2000, XP ou suivant ou Linux, une carte son compatible DirectSound et/ou ASIO, une interface MIDI.

Ses avantages sont :

• une qualité sonore supérieure aux orgues électroniques intégrés du commerce^[6]
• la gratuité du logiciel
• la gratuité de la plupart des instruments virtuels^[7]
• la possibilité de personaliser la disposition^[8]
• le fonctionnement sous Linux Ubuntu et autres.

Il est supplanté par Hauptwerk lorsqu'une solution de très haute qualité est recherchée.

GENPO

GENeral Purpose Organ, est un logiciel basique sous licence libre et tournant sous Linux, permettant d’utiliser des banques sonores (Soundfonts). Il charge un fichier de description xml avec le contenu idoine, contient un combinateur américain (12 divisionaux aux mains et 16 complets aux pieds), et nécessite Qt, ALSA et utilise Fluidsynth ou Timidity comme pour le rendu sonore.

Hauptwerk

Hauptwerk est un logiciel commercial d'orgue à tuyaux virtuel pour Windows ou Macintosh. Produit par Milandigitalaudio (USA), conçu et développé par Martin Dyde (GB), Hauptwerk utilise des banques de sons spécifiques (format propriétaire). Plusieurs producteurs (Milandigitalaudio (USA), Organartmedia (Allemagne), Sonusparadisi (République Tchèque), Inspired Acoustics (Hongrie), Sygsoft (Pays Bas), etc) assurent un développement constant sur le plan de l'échantillonnage d'orgues à tuyaux et de la réalisation de banques de sons pour Hauptwerk. Un ample choix d'échantillons sonores existe, comprennant des orgues historiques^[9].

Plusieurs consoles à base de claviers et pédaliers MIDI ont été conçues spécifiquement pour ce logiciel^[10]

Les avantages principaux de Hauptwerk sont, par rapport à la concurrence gratuite^[11] :

• la richesse des banques d'échantillons (orgues virtuels).
• une qualité d'échantillonage^[12] qui s'entend sur du matériel de très haute qualité.
• le passage en quelques minutes d'un tempérament à l'autre.

Tout cela se paye par quelques désavantages :

• le prix d'accès au programme et aux échantillons^[13].
• la nécessité d'un ordinateur puissant pour profiter d'échantillons de taille moyenne ou grande^[14]
• la nécessité d'un étage de sortie (carte son, amplificateur, haut-parleurs) de très haute qualité pour profiter de qualités supérieures d'échantillonage.

jOrgan

jOrgan (java Organ) est un logiciel écrit en Java par Sven Meier. Il est donc multiplateformes et fonctionne aussi bien sous Windows que Mac ou Linux (Java 1.5.0 requis).

En pratique il s'agit d’une interface pour piloter un synthétiseur Midi, soft ou hard, normalement FluidSynth. Il est compatible QuickTime. Les versions antérieures à la version 3 utilisaient les "soundfont"; la version 3.0 (2008) permet d'utiliser d'autres formats (ex: Gigastudio) et même de piloter d'autres programmes comme GrandOrgue.

Frontend de LinuxSampler (descendant de Gigasampler)

Gigastudio / LinuxSampler

LinuxSampler est un lecteur d'échantillons qui permet de regrouper les samples en un seul fichier et nécessite Linux, bien entendu, et JACK. Il est particulièrement bien optimisé et fonctionne donc sur des ordinateurs de moindre capacité.

Jeux et Jeux d'orgues (soundfonts)

Les « soundfonts » sont des banques de sons préfabriqués ou bien numérisés qui utilisent la norme General MIDI : 128 sons numérotés de 0 à 127, qui sont utilisables par la plupat des synthétiseurs virtuels et séquenceurs.

Jeux est une soundfont constituée de sons d'orgue, distribuée en libre téléchargement. Les sonorités proposées sont de qualité inégale, mais assez originales car en plus des standards on y trouve des jeux rares (mutations exotiques comme les septièmes et neuvièmes, anches espagnoles). C'est évidemment très loin de la sonorité d'un vrai orgue, mais compte tenu de sa gratuité, il faut le prendre pour ce qu'il offre.

Jeux d'orgues est une autre banque de sons d'orgue gratuite, dont plusieurs versions sont disponibles^[15], toutes enregistrées sur deux orgues en Alsace : un orgue francais pré-romantique et un orgue néo-baroque. La qualité des échantillons est ici préférée à la quantité de jeux disponibles.

Simulateurs d'orgue basés sur la synthèse sonore

Logo d'Aeolus

Aeolus

Aeolus est un simulateur d'orgue à tuyaux utilisant la synthèse sonore additive. Les différents jeux d'orgue sont donc construits à partir de formules de Fourier, dans le but d'imiter des sonorités d'orgue réel. Son auteur est Fons Adriaensen.

La première version du logiciel a été présentée en avril 2004 à la seconde conférence Linux Audio Developers’ de Karlsruhe. Il tourne en environnement Linux sous licence GNU GPL (General Public Licence) ; il s’agit donc d’un logiciel libre. La version publiée en 2006 est la 0.6.6.

Il nécessite, au minimum, 256 Mo de mémoire vive et un processeur cadencé à 1 GHz.

L'instrument simulé est un orgue de 3 claviers et 1 pédalier, stéréo, ambisonique, surround, MIDI avec réverbération (type cathédrale). Il offre 49 jeux avec accouplements, tirasses et tremblants.

La version 0.6.6 offre une qualité sonore satisfaisante. Lors du premier lancement du programme, celui-ci calcule les sons de base et il les optimise en fonction des possibilités et des réglages de l'ordinateur. Vous n'êtes ainsi pas limités à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz ou à 16 bits de résolution. Ces sons de base sont sauvegardés et utilisés plus tard; cela permet de réduire grandement la puissance de calcul nécessaire à la synthèse sonore. Le jeu de sons fourni avec le programme simule un orgue baroque allemand.

De plus, aeolus offre des centaines de réglages possibles avec chacun de ses sons de base, ce qui permet en théorie de l'adapter pour reproduire n'importe quel type d'orgue à tuyau. En pratique, une bonne connaissance des orgues à tuyaux suffit pour réaliser un jeu de sons de base, mais pour obtenir un jeu de sons de qualité, il est nécessaire de les comparer avec des enregistrements des sons de l'orgue réel lors de l'édition.

De nombreux utilisateurs d'aeolus sont des organistes qui ont ainsi, pour un investissement modeste (un ordinateur, linux et quelques claviers MIDI), la possibilité de pratiquer à la maison tout en bénéficiant d'un instrument souple aux sonorités qu'ils décrivent bonnes.

Beatrix

Beatrix "the organ software synthesizer" n'est pas à proprement parler un simulateur d'orgue à tuyaux mais un logiciel simulateur d'orgue électronique type orgue Hammond à roues phoniques. Il s'agit d'un freeware (gratuitciel) tournant en environnement Linux. Il requiert au minimum un Pentium III cadencé à 300 MHz, 32 Mo de mémoire vive, une carte son 22 kHz et une interface MIDI.

La version publiée en 2004 porte le numéro 0.41 et offre toutes les caractéristiques d'un orgue à tirettes harmoniques, avec tous les effets destinés à simuler les différents types d'orgues à roues phoniques : 128 présélections, 92 oscillateurs, Vibrato, effet cabine Leslie.

La qualité sonore est correcte, compte tenu du fait qu'il s'agit de simuler par l'électronique un son qui est lui-même électronique, la principale difficulté étant alors de reproduire les défauts de l'électronique de l'appareil original.

Bristol VOX Continental

Bristol Hammond B3

Bristol

Bristol est un logiciel d'émulation par synthèse d'anciens synthétiseurs, d'orgues électroniques et de pianos électriques. Cette application est constituée d'un synthétiseur audio et d'une interface utilisateur appelé brighton. Il est possible de lancer plusieurs instruments différents. Ils partagent alors le synthétiseur audio qui agit comme un serveur audio pour ces instruments.

La dernière version publiée en octobre 2007 est la 0.10.11 et ce logiciel est activement développé. Environ 25 instruments émulés comprennent plusieurs Moog, des prophet, des Korg, ARP, VOX ainsi que le Hammond B3 (une des émulations les plus complexes), un piano électrique Rhodes et quelques autres.

La qualité de l'émulation est différente selon le modèle émulé. Certains instruments comme le Hammond donnent un résultat très proche de l'original alors que d'autres comme les Oberheim ne donnent pas justice aux originaux.

Notes et références

1. ↑ ^{a et b} On considère qu'une solution minimum pour utiliser un petit orgue virtuel est un processeur de 1Ghz avec 1 G de mémoire ram. La plupart des ordinateurs actuels (2009) sont équipés de processeurs double-coeur ou quadricoeurs permettent l'utilisation de banques d'échantillons plus grandes et profondes.
2. ↑ Selon la vélocité du processeur, on peut passer en un temps de l'ordre de la minute d'un orgue de taille moyenne à un autre.
3. ↑ L'acoustique peut être modifiée par les échantilloneurs
4. ↑ ^{a, b, c et d} Sur certains logiciels seulement
5. ↑ GrandOrgue, souceforge.net
6. ↑ Equivalent au moins à la première version de Hauptwerk
7. ↑ Les banques de son gratuites sont le résultat d'un travail collectif généralement basé sur la collaboration par le moyen de internet, parfois comme versions allégées de versions commerciales. Le nombre et la célébrité des banques de sons est donc fonction de l'accès aux instruments (pour plusieurs jours) et la vélocité de leur création moins impressionante. On compte actuellement : un orgue néo-baroque III/P (Eglise de Burea - Suède), un orgue pré-romantique francais II/P (Romanswiller), plusieurs petits orgues romantiques anglo-saxons et suédois, un orgue positif, un orgue d'étude, un clavecin II/P (Blanchet), un clavecin I (Taskin), deux accordéons, un carillon et un calliope à vapeur.
8. ↑ Chaque instrument virtuel consiste en autant d'echantillons que de tuyaux virtuels nécessités, et d'un fichier de définition. Ce fichier est un simple texte de balisage, éditable au moyen d'un éditeur et personalisable.
9. ↑ Entre autres : l'orgue Isnard de St Maximin, plusieurs Silbermann, plusieurs Cavaillé-Coll dont St Etienne de Caen, plusieurs Schnitger, des instruments italiens, espagnols, tchèques, ainsi que des orgues de cinéma.
10. ↑ Entre autres par l'entreprise Hoffrichter (Allemagne).
11. ↑ Considérant uniquement les programmes fonctionnant selon le même principe : MyOrgan et GrandOrgue.
12. ↑ Actuellement jusqu'à 96kHz/24bits
13. ↑ Le programme seul existe en trois versions : gratuite (avec un son de triangle venant de manière aléatoire), base (EUR 214,20) et avancée (EUR 515,70). Il vient avec un orgue gratuit d'esthétique symphonique (II/30). Un orgue de taille moyenne de vingt jeux environ coûte EUR 245,00.
14. ↑ Il nécessite, pour sa mise en œuvre, un ordinateur doté d'un processeur puissant multicoeur et d'au moins 2 GB de mémoire vive (ram), 4, 8, voire 16 gigaoctets étant conseillés afin de pouvoir exploiter au maximum la qualité des échantillons. Un orgue de 55 jeux demandera entre 4GB et 16 ou 24GB de ram selon les réglages effectués dans le SETUP du logiciel (restitution en mono ou stéréo, bouclage simple ou multiple, compression ou non des échantillons, choix de la fréquence d'échantillonnage, etc).
15. ↑ GrandOrgue/Hauptwerk 1, Hauptwerk 3.20, Soundfont, Vsampler, Gigastudio/Linux-Sampler et VST.

Voir aussi (articles connexes)

• Orgue numérique
• Orgue électronique
• Échantillonnage (musique)
• Échantillonnage (signal)
• Synthétiseur
• Synthèse sonore
• Instrument de musique électronique
• MIDI

Voir aussi (sites)

• Wiki touchant principalement Hauptwerk
• Simulateur d'orgues à tuyaux Hauptwerk, banques de sons et instruments MIDI dédiés
• Enregistrements réalisés sur différentes banques de sons par des organistes amateurs ou professionnels utilisateurs de Hauptwerk
• Banques de sons d'orgues historiques "Jeux d'orgues"
• Découvrir Kloria MyOrgan
• Découvrir Hauptwerk-1
• Didacticile MyOrgan / Hauptwerk 1 utilisé avec Harmony-Assistant
• Découvrir PERSONAL VIRTUAL ORGAN
• Compositeur utilisant MyOrgan. Nombreux MP3