WO2001069399A2 - Interface materielle et logicielle de controle par messages midi - Google Patents

Interface materielle et logicielle de controle par messages midi Download PDF

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controllers
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/0033—Recording/reproducing or transmission of music for electrophonic musical instruments
    • G10H1/0041—Recording/reproducing or transmission of music for electrophonic musical instruments in coded form
    • G10H1/0058—Transmission between separate instruments or between individual components of a musical system
    • G10H1/0066—Transmission between separate instruments or between individual components of a musical system using a MIDI interface

Definitions

  • the present invention proposes to overcome these drawbacks. More specifically, it consists of a device for manually controlling software application parameters in real time, characterized in that it comprises a hardware part composed of potentiometers (linear or rotary) and / or switches and a configurable software part generating messages conforming to the MIDI standard (Musical Instrument Digital Interface), these two parts being connected by a connection port of a personal computer.
  • the device according to the invention uses a hardware MIDI device (output) of the sound card type of the personal computer to control the hardware MIDI machines.
  • connection port is the parallel port of the personal computer. According to another characteristic, the connection port is a USB port of the personal computer.
  • the invention also relates to a method of control based on the device according to the invention, of parameters of software applications capable of exploiting the MIDI standard, characterized in that it comprises steps of configuration / assignments, of data acquisition, data transformation, and message generation using the MIDI standard.
  • the invention also relates to a method of control based on the device according to the invention, of parameters of hardware machines capable of exploiting the MIDI standard, characterized in that it comprises steps of configuration / assignments, of acquisition data, data transformation, and message generation using the MIDI standard.
  • virtual controllers are created, the values of which depend either on programmed values, or on the values of another controller (physical or virtual) to which are applied transformation functions (predefined or custom).
  • relay controllers are created making it possible to apply transformation functions (predefined or personalized) to values of remote controllers transmitted by means of an intranet or internet network.
  • any external hardware systems are controlled via client applications capable of controlling these and exploiting the MIDI standard.
  • Figure 1 compares the invention to the mouse and keyboard as human-machine interfaces.
  • FIG. 2 gives a general view of the use of the invention.
  • Figure 3 breaks down Figure 2 at the personal computer.
  • FIG. 1 is based on the example of a client application represented by box 1 making it possible to control by any process n parameters each having a different role and a specific range of values: intensity parameter 2 (0 to 127) kitchen lighting, alarm parameter 3 (on / off), volume parameter 4
  • the user has the mouse-6 to control the n parameters. He can click on the cursor of a parameter and by moving the mouse modify the value of this one.
  • the defect of this interface comes from the fact that the user does not have access to more than one parameter at the same time. By analogy, one could say that he can only use one of his ten fingers.
  • the keyboard 7 is managed by the application and makes it possible to modify the parameters via certain keys thereof, configurable or not. If the management of the keyboard is pushed, it allows the control of several parameters at the same time: I increase the light of the kitchen by pressing the Q key and I decrease the sound of the television (key - pressed).
  • I increase the light of the kitchen by pressing the Q key and I decrease the sound of the television (key - pressed).
  • the mouse of the previous case allows it (fast movements after click of selection).
  • the present invention by exploiting the MIDI standard (Musical Instrument Digital Interface) established by the international MIDI association, proposes to make available to the user of a personal computer an external device in the form of a table.
  • controllers potentiometers and switches
  • management software all allowing real-time control of parameters used by client software or external controllable hardware systems capable of exploiting the MIDI standard.
  • the present invention should be considered as a complementary extension of the conventional man-machine interfaces that are the keyboard and the mouse in so far as it makes it possible to control parameters from rotary potentiometers, linear potentiometers and switches.
  • the desk 8 of the invention offers simultaneous control of the parameters and puts at arrangement of values coded on m bits (0 to 2 m ).
  • m bits (0 to 2 m ).
  • FIG. 2 gives a general view of the use of the invention.
  • the present invention has two parts, hardware and software.
  • the hardware part 8 is a console of controllers, the electronic production of which is very simple and of low cost for reasons detailed below.
  • the software 9, resident in memory after launch, scans the values of the console controllers via a computer connection port. These values, after or not transformation, are made available to client software in real time by sending messages respecting the MIDI standard to a software or hardware MIDI 10 device.
  • the software part 9 of the invention is installed on a personal computer 12 where the client applications 1 of the invention are launched capable of exploiting the MIDI standard.
  • the software part of the invention reads the values of the various controllers available from the hardware part, the console 8, via a connection port 13. These controllers are of the linear potentiometer, rotary potentiometer and switch type.
  • the client applications 1 of the invention can be software from different fields of application (computer-assisted music, computer graphics, etc.) or external hardware systems control software 14 if they allow it.
  • the invention puts the values coming from the desk in the form of MIDI messages.
  • software compatible with this standard can be controlled by the table.
  • the MIDI information can be directly directed to a hardware MIDI device 1 1 (of the sound card for example) to also control hardware MIDI machines 15 of the synthesizer, rhythm machine, sampler, effects, etc.
  • FIG. 3 details FIG. 2 at the level of the computer 12.
  • the user or users 16 of this computer manipulate the external device or console of controllers 8 which, with the software of the invention 9 constitute the innovation.
  • These two hardware 8 and software 9 parts communicate via the input of a connection port 13 of the personal computer (parallel port, USB interface, etc.).
  • the values of the rotary, linear potentiometers and switches read at a given time t are sent to a software MIDI peripheral 10 and by this means made available to client software 1 capable of exploiting the MIDI standard in which any parameters are assigned to a or several console controllers.
  • the client software used has the values coming from the console thanks to the software part of the invention which consequently serves as an interface.
  • the invention creates links or assignments between the console controllers and the parameters of client software or hardware systems and this in real time.
  • the hardware MIDI machines of a studio can thus be simultaneously controlled by client applications and by the control console 8.
  • the personal computer equipped with the invention then integrates into the MIDI chain made up of the different elements of the studio .
  • the invention offers a substantial complement of controllers in addition to those already present but very often in small numbers on these hardware MIDI machines.
  • assignments are made easier by the possibility of viewing the assignment parameters of a large number of console controllers and of modifying them quickly and simultaneously.
  • the invention provides the possibility of saving the assignments defined by the user in files. This saves the latter from having to redefine their assignments before each composition or performance and also makes it possible to propose standard assignment files corresponding to hardware MIDI machines on the market.
  • the control logic of the electronic processing circuit is simple and allows the manufacture of modular consoles (which it is possible to chain together). This makes it possible to manufacture consoles at different costs depending on the number of controllers they have. It is also possible to imagine that the user could define the design of his desk himself and thus order.
  • the electronic processing circuit is simple to produce and inexpensive. It is essentially based on the use of serial analog / digital converters whose control is in its parallel port version completely ensured by the software part which even generates the different clock signals.
  • the selected converters are part of a complete family of serial analog / digital converters whose number of inputs varies, existing in 8 bits and 12 bits, their control logic remaining the same.
  • the technique used is that of putting on each input of the different converters (up to 8 converters possible in the case where the connection port used is the parallel port) the output of a voltage divider for a potentiometer type controller or the output of an R / 2R assembly with adder for x switch type controllers. This technique makes it possible to use potentiometers without worrying about their own ohmic resistance, it also very simply makes it possible to replace a potentiometer on the console by x switches up to a maximum number equal to the number of bits of the converter used.
  • serial converters make it possible to benefit from a large number of analog inputs but entails constraints with regard to the reading of one of these inputs.
  • the chosen method is to read, continuously and in parallel on the x converters present on the desk model, the inputs from the first to the last one after the other according to the conversion / data acquisition time. This allows you to recover 8 values at once on the console model connected by the parallel port (use of the entire data bus) and equipped with 8 converters, but these read inputs can only be read again after a certain number of readings of the other entries depending on their number. For example, if the console is equipped with 8 12-bit serial analog / digital converters each having 11 analog inputs, the reading of the inputs 0 of each converter will be done every 1 1 periods of data conversion / acquisition.
  • connection between the computer and the desk depends on the type of connection port used by the version of the desk and is made with standard market cables (parallel cable, USB cable, etc.).
  • the hardware device requires very little current and is supplied with a DC voltage between 12 Volts and 15 Volts regulated at 5 Volts. Using a market supply of 300 mA or 500 mA is sufficient for its operation.
  • the choice of a power supply external to the main or internal box (rack version for example) should be considered. It is important to underline the simplicity of the electronics involved: the cost price of the table is essentially based on the price invested in the controllers that are the rotary and linear potentiometers (touch, robustness, precision).
  • the software After it has been launched by the user, the software itself recognizes the type of console (s) connected to the computer and then offers a list of different models to the user.
  • the type of console (s) is recognized by reading from the connection port in order to determine the number of analog digital converters present and the number of inputs they have (physical controllers).
  • the software offers the user a main screen provided with a menu, an icon bar containing the most usual functions accessible through the menu, check boxes and buttons.
  • the configuration of the controllers is the set of information associated with each of the controllers.
  • the user can have predefined configurations, modify, load and save these. In a configuration, the user selects the physical controllers which he wishes to use.
  • the user assigns for each controller a MIDI controller number (0 to 127), a MIDI channel number (0 to 15), a MIDI output device (hardware or software).
  • the user also specifies if he wants to restrict the range of values from 0 to 127 to comply with the MIDI standard or if he wants a wider range of values.
  • the message sent will be a SYSEX MIDI message (SYStem EXclusive) with its own manufacturer identification and a specific data frame which must be able to be interpreted by the client receiving the message.
  • the range of values will depend on the type of converter chosen and the transformation function applied for each controller.
  • the user can generate MIDI SYSEX messages specific to other MIDI device manufacturers, which allows them to associate, for example, a console switch with a very specific command from a device. It then defines the entire frame of values sent in the message which may include the value of the controller.
  • the user can also calibrate a physical controller, choose a range of values (minimum and maximum values) and apply a transformation function (existing or specific to the user).
  • the transformation functions can for example be functions of logarithmic or reverse logarithmic type making it possible to transform a linear physical controller into a logarithmic virtual controller or the opposite.
  • Virtual controllers have the particularity of being able to depend on a source of values.
  • the source can be a physical controller or another virtual controller.
  • a virtual controller can take the value at a time t from a physical controller to which a transformation function is applied.
  • the source of a virtual controller can be a program of values allowing it to be assigned a certain value as a function of time. It is thus possible, at a specific time (for example set to an alarm), to launch programming on virtual controllers which will have the actions, for example, of opening the blinds (home automation software controlling an expansion card on which is connected a stepping motor) and gradually decrease the volume of a piece of music playing (computer music software).
  • the software part of the invention makes it possible to use an intranet or internet type network for exchanging information on the controllers of a desk.
  • the software part of the invention must be launched either in server mode, or in client mode of a server.
  • server mode the software part of the invention is configured to send MIDI messages to one or more clients via the network using either the TCP / IP protocol or UDP (which offers better throughput but with possible loss of messages).
  • the software parts of the invention placed in client mode are configured to receive information coming from the network by associating them with relay controllers. These relay controllers are created and configured in an equivalent way to that of physical or virtual controllers, with the need to indicate for each of them the source of the values to be taken into account.
  • This source is a remote virtual or physical controller configured at the software part of the server. Indicate the source is equivalent to giving the identity of this physical or virtual controller of the server (MIDI controller number, MIDI channel number).
  • MIDI controller number MIDI channel number
  • the various fields of operation of the software and hardware assembly of the invention are varied.
  • the invention is addressed to users of audiovisual computing in general.
  • music software real-time sound synthesis, composition of sequences, samplers, etc.
  • the simultaneous and grouped control of numerous parameters on a single desk can increase interactivity and therefore productivity.
  • software for reading compressed samples MP3 format for example
  • the user of the invention can assign different channels to the controllers and a frequency equalizer for each of them for example and can thus mix these pieces of music as he would do it with a classic audio mixer (from Disc Jockey).
  • the invention can control parameters of computer graphics, 3D synthesis, video or cinematographic editing, desktop publishing, etc.
  • changes in real time to lighting parameters linked to music are increasingly used by Visual Jockey, who with the invention can gain in ease of real-time control of the parameters they want to vary.
  • the client applications of the invention allow control of hardware systems external to the computer (home automation, automata, robots, etc.) and exploit the MIDI standard
  • the invention allows simultaneous and grouped control on a single and same console of many parameters of different natures. Indeed, the control of any household or other electronic device tends to integrate with the computer, and the MIDI standard can be chosen to control them.

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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

La présente invention, en exploitant la norme MIDI (Musical Instrument Digital Interface), se propose de mettre à la disposition de l'utilisateur d'un ordinateur personnel (12) un périphérique externe (8) sous la forme d'une table de contrôleurs potentiomètres et interrupteurs et son logiciel de gestion (9), le tout permettant un contrôle en temps réel de paramètres utilisés par des logiciels client (1) ou des systèmes matériels externes commandables (14) capables d'exploiter la norme MIDI. La présente invention comprend deux parties, une matérielle et une logicielle. La partie matérielle (8) est un pupitre de contrôleurs dont la réalisation électronique est très simple donc de faible coût. Le logiciel (9), résident en mémoire après lancement, scrute les valeurs des contrôleurs du pupitre via un port de connexion (13) de l'ordinateur. Ces valeurs, après ou non transformation, sont mises à la disposition des logiciels clients en temps réel par l'envoi de messages respectant la norme MIDI à un périphérique MIDI logiciel (10) ou matériel (11).

Description

INTERFACE MATERIELLE ET LOGICIELLE DE CONTROLE
PAR MESSAGES MIDI
Les performances techniques des ordinateurs personnels sont en progrès constant, amenant une interactivité de plus en plus forte entre les applications ou logiciels et l'utilisateur. Par exemple, une application musicale qui nécessitait auparavant vingt secondes de calcul pour générer un son d'une seconde à partir d'une forme d'onde et de paramètres quelconques (attaque, filtre, gain, panoramique, etc.), ne nécessite aujourd'hui qu'un centième de seconde pour exécuter la même tâche. Cette diminution des temps de calcul permet aux applications d'offrir plus d'interactivité avec l'utilisateur et de proposer le contrôle en temps réel de leurs paramètres internes.
Le problème est le manque de contrôleurs manuels efficaces permettant à l'utilisateur de contrôler en temps réel ces paramètres. Dans la plupart des cas, l'utilisateur doit programmer les valeurs des paramètres dans le temps (d'où une perte d'interactivité) ou modifie ceux-ci à la souris ou au clavier qui sont deux interfaces homme machine inadaptées à cette utilisation comme le montre la figure 1.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients. Plus précisément, elle consiste en un dispositif pour contrôler manuellement en temps réel des paramètres d'applications logicielles caractérisé ce qu'il comprend une partie matérielle composée de potentiomètres (linéaires ou rotatifs) et / ou d'interrupteurs et une partie logicielle configurable générant des messages conformes à la norme MIDI (Musical Instrument Digital Interface), ces deux parties étant reliées par un port de connexion d'un ordinateur personnel. Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif selon l'invention utilise un périphérique MIDI matériel (de sortie) de type carte son de l'ordinateur personnel pour contrôler les machines MIDI matérielles.
Selon une autre caractéristique, le port de connexion est le port parallèle de l'ordinateur personnel. Selon une autre caractéristique, le port de connexion est un port USB de l'ordinateur personnel.
L'invention se rapporte également à un procédé de contrôle basé sur le dispositif selon l'invention, de paramètres d'applications logicielles capables d'exploiter la norme MIDI, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de configuration / assignations, d'acquisition de données, de transformation de données, et de-génération de message exploitant la norme MIDI.
L'invention se rapporte également à un procédé de contrôle basé sur le dispositif selon l'invention, de paramètres de machines matérielles capables d'exploiter la norme MIDI, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de configuration / assignations, d'acquisition de données, de transformation de données, et de génération de message exploitant la norme MIDI. Selon une caractéristique du procédé selon l'invention, l'on crée des contrôleurs dits virtuels dont les valeurs dépendent soit de valeurs programmées, soit des valeurs d'un autre contrôleur (physique ou virtuel) auxquelles sont appliquées des fonctions de transformations (prédéfinies ou personnalisées). Selon une caractéristique du procédé selon l'invention, l'on crée des contrôleurs dits relais permettant d'appliquer des fonctions de transformations (prédéfinies ou personnalisées) à des valeurs de contrôleurs distants transmises par le biais d'un réseau intranet ou internet.
Selon une autre caractéristique, l'on contrôle des systèmes externes matériels quelconques par l'intermédiaire d'applications clientes capables de commander ceux-ci et d'exploiter la norme MIDI.
D'autres avantages apparaîtront à la lecture qui suit d'exemples de mode de réalisation de l'invention, accompagnée des dessins annexés, exemples donnés à titre illustratif non limitatif. La figure 1 compare l'invention à la souris et au clavier en tant qu'interfaces homme machine.
La figure 2 donne une vue générale de l'utilisation de l'invention.
La figure 3 décompose la figure 2 au niveau de l'ordinateur personnel.
La figure 1 se base sur l'exemple d'une application cliente représentée par le cadre 1 permettant de contrôler par un procédé quelconque n paramètres ayant chacun un rôle différent et une plage de valeurs spécifique : paramètre 2 d'intensité (0 à 127) de l'éclairage de la cuisine, paramètre 3 d'état (on / off) d'une alarme, paramètre 4 de volume
(0 à 30) de la télévision, paramètre 5 de panoramique (-32 à +32) du son PC, etc.
L'utilisateur dispose dans le premier cas de la souris-6 pour contrôler les n paramètres. Il peut cliquer sur le curseur d'un paramètre et en déplaçant la souris modifier la valeur de celui-ci. Le défaut de cette interface vient du fait que l'utilisateur n'a pas accès à plus d'un paramètre en même temps. Par analogie, on pourrait dire qu'il ne peut se servir que d'un seul de ses dix doigts.
Dans le deuxième cas, le clavier 7 est géré par l'application et permet de modifier les paramètres via certaines touches de celui-ci, configurables ou non. Si la gestion du clavier est poussée, elle permet le contrôle de plusieurs paramètres en même temps : j'augmente la lumière de la cuisine en appuyant sur la touche Q et je diminue le son de la télévision (touche - enfoncée). Cependant, il faut noter qu'il y a un compromis entre rapidité et précision des modifications par le clavier : il est difficile de mettre très rapidement des paramètres à des valeurs assez précises (sauf si elles sont mémorisées). Au contraire, la souris du cas précédent le permet (déplacements rapides après clic de sélection).
Ce problème de manque de contrôleurs efficaces pour piloter des paramètres de logiciels est vécu également par les utilisateurs de machines MIDI matérielles (synthétiseurs, effets, et autres instruments de musique électronique) qui disposent déjà pour certaines de contrôleurs en temps réel de type potentiomètre ou interrupteur. Cependant, ces derniers peuvent manquer en nombre rapidement.
Une solution pour les utilisateurs de machines MIDI matérielles désirant augmenter l'interactivité temps réel de celles-ci existe sur le marché : des tables de contrôleurs 'MIDI matériel' exploitant la norme MIDI et s'intégrant directement (sans ordinateur) dans une chaîne d'autres appareils MIDI matériels puisqu'elles disposent de ports MIDI-IN et MIDI-OUT physiques. Cependant, leur coût de revient est assez élevé (réalisation électronique complexe) et elles n'offrent en général que peu de contrôleurs.
La présente invention, en exploitant la norme MIDI (Musical Instrument Digital Interface) établit par l'association internationale MIDI, se propose de mettre à la disposition de l'utilisateur d'un ordinateur personnel un périphérique externe sous la forme d'une table de contrôleurs (potentiomètres et interrupteurs) et son logiciel de gestion, le tout permettant un contrôle en temps réel de paramètres utilisés par des logiciels clients ou des systèmes matériels externes commandables capables d'exploiter la norme MIDI. La présente invention doit être considérée comme une extension complémentaire des interfaces homme machine classiques que sont le clavier et la souris dans la mesure où elle permet de contrôler des paramètres à partir de potentiomètres rotatifs, de potentiomètres linéaires et d'interrupteurs.
Contrairement au clavier 6 qui envoie des événements de type booléen (touche enfoncée ou non) et à la souris 7 qui est analogue à un seul « doigt » de contrôle, le pupitre 8 de l'invention offre le contrôle simultané des paramètres et met à disposition des valeurs codées sur m bits (0 à 2m). Ainsi, un ou plusieurs utilisateurs peuvent contrôler avec leurs dix doigts les paramètres de leur choix, et régler des valeurs déterminées rapidement et de façon plus précise grâce à des potentiomètres linéaires, rotatifs, et à des interrupteurs.
La figure 2 donne une vue générale de l'utilisation de l'invention. La présente invention comprend deux parties, une matérielle et une logicielle. La partie matérielle 8 est un pupitre de contrôleurs dont la réalisation électronique est très simple et de faible coût pour des raisons détaillées par la suite. Le logiciel 9, résident en mémoire après lancement, scrute les valeurs des contrôleurs du pupitre via un port de connexion de l'ordinateur. Ces valeurs, après ou non transformation, sont mises à la disposition de logiciels clients en temps réel par l'envoi de messages respectant la norme MIDI à un périphérique MIDI logiciel 10 ou matériel 11.
La partie logicielle 9 de l'invention se trouve installée sur un ordinateur personnel 12 où sont lancées les applications clientes 1 de l'invention capables d'exploiter la norme MIDI.
La partie logicielle de l'invention lit les valeurs des différents contrôleurs dont dispose la partie matérielle, le pupitre 8, via un port de connexion 13. Ces contrôleurs sont de type potentiomètre linéaire, potentiomètre rotatif et interrupteur. Les applications clientes 1 de l'invention peuvent être des logiciels de différents domaines d'application (musique assistée par ordinateur, infographie, etc.) ou des logiciels de contrôle de systèmes matériels externes 14 si elles le permettent.
L'invention met les valeurs venant du pupitre sous la forme de messages MIDI. Ainsi, les logiciels compatibles avec cette norme pourront être pilotés par la table. De plus, les informations MIDI peuvent être directement dirigées vers un périphérique MIDI 1 1 matériel (de la carte son par exemple) pour contrôler également des machines MIDI matérielles 15 de type synthétiseur, boîte à rythmes, échantillonneur, effets, etc.
La figure 3 détaille la figure 2 au niveau de l'ordinateur 12. Le ou les utilisateurs 16 de cet ordinateur manipulent le périphérique externe ou pupitre de contrôleurs 8 qui, avec le logiciel de l'invention 9 constituent l'innovation. Ces deux parties matérielle 8 et logicielle 9 communiquent par l'entrée d'un port de connexion 13 de l'ordinateur personnel (port parallèle, interface USB, etc.). Les valeurs des potentiomètres rotatifs, linéaires et interrupteurs lues à un instant t donné sont dirigées vers un périphérique MIDI logiciel 10 et par cet intermédiaire mises à disposition des logiciels clients 1 capables d'exploiter la norme MIDI dans lesquels des paramètres quelconques sont assignés à un ou plusieurs contrôleurs du pupitre .
Ainsi, les logiciels clients utilisés disposent des valeurs venant du pupitre grâce à la partie logicielle de l'invention qui sert par conséquent d'interface.
Il faut noter que seules les variations des valeurs des contrôleurs induisent la génération de messages MIDI pour ne pas surcharger la communication. Ainsi, l'invention crée des liens ou assignations entre les contrôleurs du pupitre et les paramètres des logiciels clients ou des systèmes matériels et ceci en temps réel.
Par exemple, pour une utilisation musicale, une grande interactivité s'installe alors entre le ou les utilisateurs et leurs créations musicales lors de travaux de composition. Ces derniers se font à l'aide des logiciels clients musicaux (séquenceurs, échantillonneurs, effets numériques, etc.). Cette interactivité existe de même lors de l'interprétation en temps réel de morceaux de musique. Il est ainsi possible d'assigner des contrôleurs à des paramètres d'effets sur les instruments tels que le volume, la fréquence, le panoramique, l'écho, la forme d'onde, etc. L'invention devient donc une extension de contrôle de ces instruments virtuels. Les valeurs des potentiomètres rotatifs, linéaires et interrupteurs lues à un instant t donné peuvent être également dirigées directement vers un périphérique MIDI matériel 11 (celui d'une carte son par exemple) et par cet intermédiaire mises à disposition de machines MIDI matérielles 15 dans lesquelles des paramètres quelconques sont assignés à un ou plusieurs contrôleurs du pupitre. Les machines MIDI matérielles d'un studio peuvent être ainsi en même temps contrôlées par les applications clientes et par le pupitre de commande 8. L'ordinateur personnel équipé de l'invention s'intègre alors dans la chaîne MIDI constituée des différents éléments du studio. L'invention offre un complément conséquent de contrôleurs en sus de ceux déjà présents mais très souvent en petit nombre sur ces machines MIDI matérielles. En utilisant l'invention, les assignations sont facilitées par la possibilité de visualiser les paramètres d'assignation d'un grand nombre de contrôleurs du pupitre et de les modifier rapidement et simultanément. De plus, l'invention apporte la possibilité de sauvegarder dans des fichiers les assignations définies par l'utilisateur. Cela évite à ce dernier de redéfinir avant chaque composition ou interprétation ses assignations et permet aussi de proposer des fichiers d'assignations types correspondant à des machines MIDI matérielles du marché. Au delà de l'utilisation musicale du dispositif, si des systèmes externes 14 reliés à l'ordinateur personnel par un port 17 sont commandables par le logiciel client 1 et que celui-ci permet l'assignation de leurs paramètres par la norme MIDI, alors ces paramètres peuvent être contrôlés par le pupitre de commande 8. Comme détaillé par la suite, l'invention améliore la qualité des messages par une utilisation possible de messages MIDI SYSEX (SYStem EXclusif). Ceux-ci permettent l'exploitation de plages de valeurs plus grande que celle d'un contrôleur MIDI classique (0 à 127). La génération de messages SYSEX propres à des constructeurs de machines MIDI matérielles fait partie de l'invention et permet à l'utilisateur d'envoyer des commandes spécifiques à un matériel. Description de la partie matérielle de l'innovation: Ce périphérique externe a de part sa conception l'avantage d'offrir une souplesse dans la définition de sa forme et de son design. Il est ainsi possible de fabriquer des modèles sous forme de table inclinée ou de rack. La différence vient du fait qu'au format rack, les potentiomètres et interrupteurs sont manipulables sur une façade verticale. Mais, l'invention ne s'arrête pas à pouvoir choisir un contrôleur entre un potentiomètre rotatif du un potentiomètre linéaire, elle permet de remplacer un potentiomètre par plusieurs interrupteurs sans remise en cause de la conception du circuit électronique de traitement.
La logique de commande du circuit électronique de traitement est simple et autorise la fabrication de pupitres modulaires (qu'il est possible de chaîner entre eux). Cela permet de fabriquer des pupitres à des coûts différents suivant le nombre de contrôleurs dont ils disposent. Il est aussi possible d'imaginer que l'utilisateur puisse définir lui-même le design de son pupitre et ainsi passer commande.
Le circuit électronique de traitement est simple à réaliser et peu coûteux. Il repose essentiellement sur l'utilisation de convertisseurs analogique / numérique série dont le contrôle est dans sa version port parallèle complètement assuré par la partie logicielle qui génère même les différents signaux d'horloge. Les convertisseurs choisis font partie d'une famille complète de convertisseurs analogique / numérique série dont le nombre d'entrées varie, existant en 8 bits et 12 bits, leur logique de contrôle restant la même. La technique utilisée est celle de mettre sur chaque entrée des différents convertisseurs (jusqu'à 8 convertisseurs possibles dans le cas où le port de connexion utilisé est le port parallèle) la sortie d'un diviseur de tension pour un contrôleur de type potentiomètre ou la sortie d'un montage R/2R avec additionneur pour x contrôleurs de type interrupteur. Cette technique permet d'utiliser des potentiomètres sans se soucier de leur résistance ohmique propre, elle permet aussi très simplement de remplacer un potentiomètre sur le pupitre par x interrupteurs jusqu'à un nombre maximum égal au nombre de bits du convertisseur utilisé.
L'utilisation de ces convertisseurs série permet de bénéficier d'un grand nombre d'entrées analogiques mais entraîne des contraintes vis à vis de la lecture d'une de ces entrées. Le procédé choisi est de lire, en continu et en parallèle sur les x convertisseurs présents sur le modèle de pupitre, les entrées de la première à la dernière les unes après les autres suivant le temps de conversion / acquisition de données. Cela permet de récupérer 8 valeurs d'un coup sur le modèle de pupitre connecté par le port parallèle (utilisation de tout le bus de données) et équipé de 8 convertisseurs mais ces entrées lues ne pourront l'être à nouveau qu'après un certain nombre de lectures des autres entrées dépendant de leur nombre. Par exemple, si le pupitre est équipé de 8 convertisseurs analogique / numérique série de 12 bits ayant chacun 11 entrées analogiques, la lecture des entrées 0 de chaque convertisseur se fera toutes les 1 1 périodes de conversion / acquisition de données.
La liaison entre l'ordinateur et le pupitre dépend du type de port de connexion utilisé par la version du pupitre et se fait avec des câbles standard du marché (câble parallèle, câble USB, etc.). Le périphérique matériel n'a besoin que de très peu de courant et est alimenté sous une tension continue comprise entre 12 Volts et 15 Volts régulée à 5 Volts. L'utilisation d'une alimentation du marché de 300 mA ou 500 mA suffit à son fonctionnement. Le choix d'une alimentation externe au boîtier principal ou interne (version rack par exemple) est à envisager. H est important de souligner la simplicité de l'électronique mise en jeu : le coût de revient de la table repose essentiellement sur le prix investi dans es contrôleurs que sont les potentiomètres rotatifs et linéaires (toucher, robustesse, précision). C'est là que l'innovation est intéressante puisqu'il n'y a aucune électronique chargée de générer directement des messages respectant la norme MIDI. C'est le le logiciel de l'invention qui s'occupe de lire et traduire les valeurs numériques du périphérique. Ceci diminue beaucoup le prix aussi bien en terme de conception, en terme de maintenance qu'en terme d'évolution par rapport aux tables de contrôleurs MIDI exclusivement matérielles. La norme MIDI est reconnue à travers le monde et obtient la faveur de beaucoup d'applications musicales. De plus, des applications clientes- non musicales (PAO, infographie, de contrôle d'automates, etc.) exploitent déjà ou pourront facilement exploiter la norme MIDI.
Fonctionnement du logiciel :
Après son lancement par l'utilisateur, le logiciel reconnaît lui même le type du ou des pupitre(s) connecté(s) à l'ordinateur et propose alors une liste de modèles différents à utilisateur. La reconnaissance du type de(s) pupitre(s) se fait par lecture sur le port de connexion afin de déterminer le nombre de convertisseurs analogiques numériques présents et du nombre d'entrées dont ils disposent (de contrôleurs physiques).
Cette étape de reconnaissance du matériel passée, le logiciel offre à l'utilisateur un écran principal pourvu d'un menu, d'une barre d'icônes reprenant les fonctionnalités les plus usuelles accessibles par le menu, de cases à cocher et de boutons.
La fonctionnalité suivante et qui est sans nul doute la principale dans l'utilisation de l'invention concerne la configuration des contrôleurs.
On retrouve parmi ces derniers les contrôleurs physiques du pupitre mais la partie logicielle de l'invention autorise la création de nouveaux contrôleurs dits contrôleurs virtuels et contrôleurs relais. La configuration des contrôleurs est l'ensemble des informations associées à chacun des contrôleurs. L'utilisateur peut disposer de configurations prédéfinies, modifier, charger et sauvegarder celles-ci. Dans une configuration, l'utilisateur sélectionne les contrôleurs physiques dont il souhaite se servir. L'utilisateur assigne pour chaque contrôleur un numéro de contrôleur MIDI (0 à 127), un numéro de canal MIDI (0 à 15), un périphérique de sortie MIDI (matériel ou logiciel). L'utilisateur précise aussi s'il veut restreindre la plage de valeurs de 0 à 127 pour être conforme à la norme MIDI ou s'il souhaite une plage de valeurs plus étendue. Dans ce cas, le message envoyé sera un message MIDI SYSEX (SYStem EXclusif) avec une identification constructeur propre et une trame de données spécifiques qui devra pouvoir être interprétée par le client destinataire du message. La plage de valeurs sera fonction du type de convertisseur choisi et de la fonction de transformation appliquée pour chaque contrôleur. Enfin, l'utilisateur peut générer des messages MIDI SYSEX propres à d'autres constructeurs de périphériques MIDI ce qui leur permet d'associer par exemple un interrupteur du pupitre à une commande bien spécifique d'un appareil. Il définit alors toute la trame des valeurs envoyées dans le message dont peut faire partie la valeur du contrôleur.
L'utilisateur a aussi la possibilité de calibrer un contrôleur physique, de choisir une plage de valeurs (valeurs minimale et maximale) et d'appliquer une fonction de transformation (existante ou propre à l'utilisateur). Les fonctions de transformation peuvent être par exemple des fonctions de type logarithmique ou logarithmique inverse permettant de transformer un contrôleur physique linéaire en un contrôleur virtuel logarithmique ou le contraire.
Les contrôleurs virtuels ont la particularité de pouvoir dépendre d'une source de valeurs. La source peut être un contrôleur physique ou un autre contrôleur virtuel. Ainsi, un contrôleur virtuel peut prendre la valeur à un instant t d'un contrôleur physique à laquelle une fonction de transformation est appliquée. De plus, la source d'un contrôleur virtuel peut être un programme de valeurs permettant de lui affecter une certaine valeur en fonction du temps. Il est ainsi possible, à un moment précis (par exemple réglé sur une alarme), de lancer des programmations sur des contrôleurs virtuels qui auront pour actions, par exemple, d'ouvrir les stores (logiciel domotique pilotant une carte d'extension sur laquelle est branché un moteur pas à pas) et de diminuer progressivement le volume d'un morceau de musique en lecture (logiciel de MAO).
La partie logicielle de l'invention permet d'utiliser un réseau de type intranet ou internet pour échanger des informations sur les contrôleurs d'un pupitre. Dans ce cas, la partie logicielle de l'invention doit être lancée soit en mode serveur, soit en mode client d'un serveur. En mode serveur, la partie logicielle de l'invention est configurée pour envoyer les messages MIDI à un ou plusieurs clients via le réseau en utilisant soit le protocole TCP/IP soit UDP (qui offre un meilleur débit mais avec des pertes possibles de messages). Les parties logicielles de l'invention placées en mode client sont, elles, configurées pour recevoir les informations venant du réseau en les associant à des contrôleurs relais. Ces contrôleurs relais sont créés et configurés de manière équivalente à celle des contrôleurs physiques ou virtuels avec néanmoins la nécessité d'indiquer pour chacun d'eux la source des valeurs à prendre en compte. Cette source est un contrôleur virtuel ou physique distant configuré au niveau de la partie logicielle du serveur. Indiquer la source revient à donner l'identité de ce contrôleur physique ou virtuel du serveur (n° contrôleur MIDI, n° canal MIDI). Les différents domaines d'exploitation de l'ensemble logiciel et matériel de l'invention sont variés.
Tout d'abord, pour ses possibilités de contrôle de machines MIDI matérielles d'un studio, elle s'adresse aux musiciens disposant d'un ordinateur et c'est souvent le cas, car la musique est de plus en plus assistée par ordinateur. Ensuite, pour ses possibilités de contrôle d'applications clientes logicielles, l'invention s'adresse aux utilisateurs de l'informatique audiovisuelle en général. Pour des logiciels musicaux (synthèse sonore temps réel, composition de séquences, échantillonneurs, etc.), le contrôle simultané et regroupé sur un seul et même pupitre de nombreux paramètres peut augmenter l'interactivité donc la productivité. Pour des logiciels de lecture d'échantillons compressés (format MP3 par exemple), l'utilisateur de l'invention peut assigner différentes voies aux contrôleurs et un égaliseur en fréquences pour chacune d'elles par exemple et peut ainsi mixer ces morceaux de musique comme il le ferait avec une table de mixage audio classique (de Disc Jockey). Dans le domaine du visuel, l'invention peut contrôler des paramètres d'infographie, de synthèse 3D, de montage vidéo ou cinématographique, de publication assistée par ordinateur, etc. De même, les modifications en temps réel de paramètres lumineux liés à la musique sont de plus en plus utilisées par les Visual Jockey, qui peuvent avec l'invention gagner en facilité de contrôle en temps réel des paramètres qu'ils veulent faire varier.
Enfin, si les applications clientes de l'invention permettent un contrôle de systèmes matériels externes à l'ordinateur (domotique, automates, robots, etc.) et exploitent la norme MIDI, l'invention permet le contrôle simultané et regroupé sur un seul et même pupitre de nombreux paramètres de différentes natures. En effet, le contrôle de tout appareil électronique ménager ou autre tend à s'intégrer à l'ordinateur, et la norme MIDI peut être choisie pour les contrôler.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour contrôler manuellement en temps réel des paramètres d'applications logicielles (1) caractérisé en ce qu'il comprend une partie matérielle (8) composée de potentiomètres (linéaires ou rotatifs) et / ou d'interrupteurs et une partie logicielle (9) configurable générant des messages conformes à la norme MIDI (Musical Instrument Digital Interface), ces deux parties étant reliées par un port de connexion (13) d'un ordinateur personnel (12).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il utilise un périphérique (1 1) MIDI matériel (de sortie) de type carte son de l'ordinateur personnel pour contrôler les machines MIDI matérielles (15).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le port de connexion (13) est le port parallèle de l'ordinateur personnel (12).
4. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le port de connexion ( 13 ) est un port U S B de 1 ' ordinateur personnel (12).
5. Procédé de contrôle basé sur le dispositif selon les revendications 1 ou 3 ou 4 de paramètres d'applications logicielles capables d'exploiter la norme MIDI, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de configuration / assignations, d'acquisition de données, de transformation de données, et de génération de message exploitant la norme MIDI.
6. Procédé de contrôle basé sur le dispositif selon les revendications 2 ou 3 ou 4 de paramètres de machines matérielles capables d'exploiter la norme MIDI, caractérisé en ce qu 'il comprend des étapes de configuration / assignations, d'acquisition de données, de transformation de données, et de génération de message exploitant la norme MIDI.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on crée des contrôleurs dits virtuels dont les valeurs dépendent soit de valeurs programmées, soit des valeurs d'un autre contrôleur (physique ou virtuel) auxquelles sont appliquées des fonctions de transformations (prédéfinies ou personnalisées).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'on crée des contrôleurs dits relais permettant d'appliquer des fonctions de transformations (prédéfinies ou personnalisées) à des valeurs de contrôleurs distants transmises par le biais d'un réseau intranet ou internet.
9. Procédé selon la revendication 5 ou 8, caractérisé en ce que l'on contrôle des systèmes externes matériels quelconques (14) par l'intermédiaire d'applications clientes (1) capables de commander ceux-ci et d'exploiter la norme MIDI.
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