FR2823328A1 - Procede de simulation du toucher sur un clavier - Google Patents

Abstract

Procédé de simulation de toucher sur un clavier (1) selon lequel on effectue les actions suivantes en boucle :- on mesure au moins un paramètre de mouvement de chaque touche (2) du clavier (1) au moyen d'un capteur (11),- on calcule un effort à exercer sur le doigt de l'instrumentiste en fonction des paramètres mesurés et on en déduit une grandeur de commande, - on commande un actionneur (3) qui applique l'effort calculé à la touche (2), caractérisé en ce qu'on calcule ledit effort en fonction d'une modélisation du comportement mécanique dynamique des différents éléments d'un mécanisme d'un instrument à clavier que l'on veut simuler, l'effort calculé à l'aide de cette modélisation correspondant à la force de réaction qui serait exercée par le mécanisme sur la touche (2) en tenant compte de la trajectoire dynamique antérieure de celle-ci.

Description

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PROCEDE DE SIMULATION DU TOUCHER SUR UN CLAVIER
La présente invention concerne la simulation du toucher des instruments, et en particulier le toucher des instruments à clavier.

Lorsqu'un instrumentiste joue d'un instrument à clavier, il se sert des touches du clavier ainsi que des éventuelles pédales jeux et accouplements pour produire une mélodie. La hauteur des notes jouées dépend de la touche enfoncée. La sonorité du son produit, notamment le timbre ou l'intensité sonore, dépend de la force qu'il a exercé sur la touche au cours de son mouvement.

Par exemple, pour le piano, l'intensité sonore d'une note dépend de la vitesse du marteau au moment du choc sur la corde. La décroissance de la note est déterminée par la position des étouffoirs après que le son ait été émis. La vitesse finale du marteau dépend quant à elle de la cinématique de la touche enfoncée par le pianiste.

Lorsqu'un instrumentiste enfonce une touche, il ressent sous son doigt une force de réaction due à l'actionnement du mécanisme lié à cette touche. L'évolution de cette force de réaction au cours du mouvement de la touche constitue le"toucher"d'un instrument à clavier. Le toucher est essentiel pour un instrumentiste car il lui permet de sentir les impulsions qu'il donne aux touches. Ainsi, il peut en fonction de sa sensibilité contrôler la sonorité des notes.

Dans les claviers électroniques, les sons sont générés électroniquement et non par le déclenchement d'un mécanisme. Les touches de ces claviers ne sont pas dotées du même mécanisme que celui d'un instrument traditionnel mais en général d'un mécanisme simplifié qui vise à offrir un toucher dynamique à l'instrumentiste. Il en résulte un toucher fort médiocre, incomparable à celui de l'instrument traditionnel. C'est pourquoi, des efforts ont été faits afin de reconstituer artificiellement sur des claviers électroniques un toucher s'apparentant au toucher de certains instruments existants.

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Par exemple, le document US 4,899, 631 décrit un clavier dans lequel la force de réaction est exercée par des moteurs électriques reliés aux touches par des câbles. Un microprocesseur permet de commander chaque moteur en fonction de la vitesse des touches, leur accélération, la force exercée par l'instrumentiste, des paramètres d'inertie et d'équilibre. A cet effet, les moteurs sont commandés par un paramètre électrique, par exemple l'intensité. La mesure d'un autre paramètre électrique, par exemple la tension, permet de connaître la vitesse du moteur et donc la vitesse de la touche associée. Le système comprend en outre une interface permettant de moduler certains paramètres de sensibilité de la réponse.

Le document US 5,922, 983 propose un dispositif comprenant un clavier muni de capteurs, des actionneurs et un microprocesseur. La position, la vitesse et l'accélération d'une touche sont mesurées par les capteurs associés. La force appliquée sur cette touche par l'actionneur est la somme de trois composantes lues dans des tables de données.

L'inconvénient de ces différents dispositifs est qu'ils ne permettent pas de restituer fidèlement le toucher d'un instrument réel parce qu'ils génèrent une réaction en réponse à une mesure de paramètres instantanés du mouvement de la touche.

Pour pallier cet inconvénient, l'invention propose un procédé de simulation de toucher permettant de prendre en compte non pas seulement les paramètres cinématiques instantanés de chaque touche actionnée mais la globalité de son mouvement depuis l'instant de début Ceci est indispensable pour simuler le toucher d'instruments au mécanisme complexe pour lesquels le toucher dépend non seulement des paramètres cinématiques instantanés des touches mais aussi de ceux des pièces mobiles entraînés par les touches.

A cet effet, l'invention propose un procédé de simulation de toucher sur un clavier selon lequel : - on mesure au moins un paramètre de mouvement de chaque touche du clavier au moyen d'un capteur,

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- on calcule un effort à exercer en fonction des paramètres mesurés et on en déduit une grandeur de commande, - on commande un actionneur qui applique l'effort calculé à la touche, et par voie de conséquence au doigt de l'instrumentiste caractérisé en ce qu'on calcule ledit effort en fonction d'une modélisation du comportement mécanique dynamique des différents éléments d'un mécanisme d'un instrument à clavier que l'on veut simuler, l'effort calculé à l'aide de cette modélisation correspondant à la force de réaction qui serait exercée par le mécanisme sur la touche.

Ce procédé permet de reproduire fidèlement le toucher d'un instrument existant dans la mesure où il prend en compte le comportement dynamique de chacun des éléments qui constituent le mécanisme réel reliant une touche à un élément produisant le son.

En particulier, suivant le procédé de l'invention, on stocke, durant l'actionnement d'une touche, des informations sur le passé de la trajectoire de la touche ainsi que sur les pièces en mouvement de la mécanique à simuler, et on prend en compte ces informations pour calculer la force à exercer sur la touche.

Les paramètres de l'algorithme de calcul étant déterminés pour un type d'instrument donné, il est avantageusement possible de les modifier afin de moduler le toucher restitué. Par exemple, l'instrumentiste peut alléger ou durcir la réponse des touches.

Le procédé de simulation permet également de simuler un instrument complètement nouveau, dont le toucher ne se retrouve pas parmi les instruments traditionnels.

Etant donné que l'algorithme calcule en permanence la position des pièces en mouvement dans la mécanique qu'il simule, il est capable de fournir avec une grande précision l'instant où par exemple un marteau d'un piano touche une corde, et à quelle vitesse a lieu le choc. Il est donc possible grâce à cet algorithme de déterminer le moment exact où le son est produit et avec quelle intensité. On peut grâce au procédé de l'invention générer, transmettre ou enregistrer des ordres de jeu. Ces ordres de jeu

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peuvent également être envoyés à un synthétiseur électronique ou à un instrument motorisé.

Le procédé présente également l'avantage de recourir exclusivement à un algorithme pour la détermination des forces dynamiques, ce qui prête à l'usage de capteurs et d'actionneurs naturellement digitaux, et à l'utilisation de flux numériques sous forme binaire, comme par exemple l'encodage par modulation de largeur d'impulsion.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard de la figure annexée qui illustre un exemple de dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention.

Sur l'exemple de la figure, le dispositif comprend un clavier 1.

Chaque touche 2 du clavier 1 est reliée à un actionneur 3 apte à exercer un effort sur la touche. La touche 2 est munie d'un capteur 11 permettant de mesurer un paramètre de mouvement, par exemple sa position ou sa vitesse. La sortie du capteur 11 est connectée à un multiplexeur 10. Le multiplexeur 10 collecte les signaux issus d'un ensemble de capteurs liés aux touches du clavier 1. Le signal multiplexé est converti par un convertisseur analogique/numérique 9 avant d'être transmis à un calculateur 7
Le calculateur 7 comprend une interface 8, des moyens de mémoire et des moyens de calcul. Il reçoit le signal numérique en provenance du convertisseur 9 et renvoie un signal numérique de consigne vers un convertisseur numérique/analogique 6. Le signal de consigne est démultiplexé par le multiplexeur 5. Le signal démultiplexé est transmis à un module de commande 4 d'un actionneur 3. L'actionneur 3 ainsi commandé agit sur la touche 2 correspondante. L'utilisation des multiplexeurs 5 et 10 permet de réduire le nombre de signaux à convertir.

Lorsque l'instrumentiste actionne la touche 2, le mouvement qu'il lui impose est mesuré par le capteur 11, codé et transmis au calculateur 7. Pour chaque touche, le calculateur 7 calcule en temps réel sa position, sa vitesse et son accélération instantanées, et en déduit en fonction d'un

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algorithme la force à restituer à la touche 2. Il renvoie un signal de consigne vers l'actionneur 3 qui applique alors sur la touche 2 la force ainsi calculée.

Pour simuler le toucher d'un instrument à clavier réel, la force à restituer est la force que subirait le doigt d'un instrumentiste jouant sur un instrument réel. L'algorithme utilisé pour calculer la force contient des routines qui modélisent le comportement de certains éléments du mécanisme de l'instrument réel. On associe à cet instrument une routine ActionMechanics qui calcule à chaque pas de temps la force à appliquer sur une touche considérée. La routine ActionMechanics reçoit en entrée un pointeur sur une structure DynMsg qui contient le numéro de la touche, sa position, sa vitesse et son accélération : typedef strut {

int channel ; float position, velocity, acceleration ; } DynMsg ;
Des informations sur le passé de la trajectoire d'une touche ainsi que sur les pièces en mouvement de la mécanique à simuler sont stockées dans des variables locales qui conservent les informations nécessaires, permettant à la routine ActionMechanics de calculer la force que doit ressentir l'instrumentiste. Cette force est le paramètre de sortie de la routine.

L'interface 7 permet à un utilisateur de modifier au cours du jeu certains paramètres de la mécanique simulée. Ces paramètres sont stockés dans une structure de type kbm~aparameter, dont l'accès se fait par la macro PARAMETER (int).

La mécanique de la plupart des instruments peut être modélisée par une série de poids statiques, ressorts, frottements, inertie, rebonds et masses lancées. Pour reproduire fidèlement le toucher simulé, on modélise séparément ces différents comportements.

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Modélisation du poids
Le poids est une force constante. On simule un poids affectant à la force à déterminer un paramètre stocké en exécutant : force=PARAMETER (n~poids) ; où n~pois est le numéro du paramètre contenant le poids au repos à appliquer.

Modélisation d'une force élastique
Simuler un ressort consiste à appliquer une force proportionnelle à la différence entre la position de la touche et sa position correspondant au ressort au repos. On simule un ressort en exécutant : ch=dynmsg- > channel ;

Y=dynmsg- > position-HLG [chl. lowpos ; force=PARAMETER (n~raideur) * (Y-PARMMETER repos ; où n raideur est le numéro du paramètre décrivant la raideur du ressort et n~repos celui du paramètre donnant sa position de repos. Le tableau de structures HLG [] contient les postions des touches en haut et en bas ainsi qu'une valeur de calibration de l'effecteur (force par bit du convertisseur) :

struct h//qga/n value t hi pos, low pos, float gain ; Â Frottement Pour simuler un frottement visqueux, on applique une force proportionnelle à la vitesse de la touche, en sens opposé. On exécute :

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V=dynmsg- > velocity ;

force=-V*PARAMETER (n- vis co) ; où n-disco est le numéro du paramètre décrivant la viscosité du frottement. Tout autre forme de frottement est envisageable selon le même principe, comme par exemple une force de frottement proportionnelle au cube de la vitesse de la touche.

Inertie
De même, pour simuler une masse inertielle, on applique une force proportionnelle à l'accélération de la touche, en sens opposé. On exécute : A=dynmsg- > acceleration ;

force=-A*PARAMETER inertia) ; où n inertia est le numéro du paramètre décrivant la masse en mouvement.

Masse lancée
La modélisation d'une masse lancée nécessite le calcul de la cinématique de la masse en question. La masse lancée est décrite par sa position mass pos et sa vitesse mass velo. La force ressentie sous le doigt dépend de la présence ou non de la masse sur la tige ; le drapeau stuck rend compte de cette présence. Il faut décrire l'organe de couplage entre la tige et la masse. Un modèle simple consiste à utiliser un ressort en parallèle avec un frottement visqueux. Le choix de la raideur du ressort et de la viscosité du frottement permet le contrôle de la sensation du rebond. On exécute ainsi : if (stuck) force= (Y-masspos) *PARAMETER (n~raideur)- (V-mass-velo) *PARAMETER(n~visco); else force=O ;

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La trajectoire de la masse dépend aussi du fait qu'elle repose sur la tige ou non : if (stucs massjoos=y ; mass~velo=V ; } else { massvelo-=PA RA ME TER gravité) ; mass pos+=mass velo ; } où n~gravité décrit l'effet de la force de gravité sur la masse lorsque cette dernière est libre.

Il reste à décrire le test de collage/décollement de la masse. Le décollement a lieu si la force que subit la masse est supérieure à la gravité, tandis que le collage peut être arbitrairement choisi lorsque la masse passe sous la tige : if (force > grav/) stuck=O ; if (mass-pos < Y) masspos=Y ; stuck= 1 ; } Ainsi, si le couplage masse/tige est raide, la masse va rebondir.

Comme elle aura perdu de l'énergie à cause des frottements visqueux de l'organe de couplage, elle va remonter moins haut que lors du précédent rebond, pour finir par se recoller sur la tige.

Le module damper action. h reproduit poids, ressort, frottement visqueux et inertie. Le module mass action. h simule le comportement d'une

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balle qui peut être lancée par appui sur la touche et qui vient rebondir sur un feutre situé au bout du bras d'une touche.

A partir de ces routines élémentaires, on construit un algorithme

permettant de simuler un mécanisme. Les modules clavichord action. h, harps/action. h, clavinova~action. h, organ2~action. h, et piano action. h simulent respectivement les touchers d'un clavicorde, d'un clavecin, d'un clavier typique de piano numérique du commerce, d'un orgue et d'un piano.

Simulation d'un clavicorde
Le mécanisme d'une touche de clavicorde consiste en un plectre (solidaire de la touche) qui vient frapper une corde. Trois forces sont donc en présence : le poids de la touche, son inertie, et la raideur de la corde si celle-ci est en contact avec le plectre. Quatre paramètres sont impliqués dans cette modélisation : - PARAMETER (O) est le poids de la touche, - PARAMETER (L) est la raideur de la corde, - PARAMETER (2) est la position de la corde, - PARAMETER (3) est l'inertie du mécanisme.

Un paramètre supplémentaire PARAMETER (4) est introduit afin de pallier une tendance de la touche à osciller à cause de ses modes de flexion : au lieu de simuler l'inertie comme présenté ci-dessus, il est préférable de coupler la touche à une masse virtuelle via un élément dissipatif. La masse subit la force d'inertie et transmet son mouvement à la touche par l'intermédiaire d'une force proportionnelle au cube de la différence de leurs vitesses, le facteur de proportionnalité étant PARAMETER (4). Le calcul de la force s'écrit par conséquent : // Action de la masse virtuelle sur la touche force=PARAMF7TER (4) *pow (mass- velo, 3.) ; // Cinématique de la masse virtuelle

mass-velo+=forceIPARAMETER (3) ;

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Il Action du poids force+=PARAMETER (O) ; Il Action de la corde bump=Y-PARAMETER (2) ; if (bump < O) force+=bump*PARAMETER (1) ; où bump mesure la distance entre le plectre et la corde. Le modèle permet de connaître exactement à quel instant le plectre vient frapper la corde, et peut alors donner l'ordre à un synthétiseur de générer un son de la hauteur correspondant à la touche et l'intensité sonore étant reliée à l'énergie cinétique du plectre (i. e. de la touche au moment du choc). Le drapeau ok est utilisé pour n'envoyer cet ordre qu'à chaque choc et non pas chaque fois que le plectre et la corde sont en contact :

if (ump < 0) & & (o Il ordre au synthétiseur de jouer ReplySyntheOrder (ch, V*V) ; Il Empeche le rebond sonore

ok=O ; } Rearmement du drapeau si la touche est assez descendue //'ump > C'0o=-y ; Simulation d'un clavecin
Le mécanisme du clavecin est proche de celui du clavicorde : la corde est pincée par une pointe de plume maintenue par une lame en bois (le sautereau) solidaire de la touche. L'instrumentiste ne ressent que le poids et l'inertie de la touche tant que la plume n'entre pas en contact avec la corde. Une fois ce contact établi, le sautereau plie jusqu'à ce que la plume se dégage de la corde, libérant la touche. Au retour le même phénomène survient mais le sautereau se plie plus facilement et la plumebiseautée-se dégage plus vite.

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Huit paramètres sont nécessaires pour modéliser ceci : -PARAMETER (0) est le poids de la touche, - PARAMETER (L) est la raideur du sautereau à la descente de la touche, - PARAMETER(2) est la raideur du sautereau à la remontée de la touche, - PARAMETER(3) est la position de la corde, - PARAMETER(4) est la force maximale avant décrochement du sautereau à la descente de la touche, - PARAMETER(5) est la force maximale avant décrochement du sautereau à la montée de la touche, - PARAMETER(6) est l'inertie du mécanisme, - PARAMETER(7) est la viscosité du couplage touche/masse virtuelle.

L'action du poids et de l'inertie, modélisée par l'interaction avec une masse virtuelle, est calculée comme dans le cas du clavicorde. A une position donnée de la touche n'est pas associée une force unique : il faut tenir compte du fait que le sautereau peut être en contact avec la corde ou non. Ceci nécessite l'emploi d'une machine d'état (note~info~ring[ch].machinestate) qui passe à 1 quand le sautereau a dépassé la corde et revient à 0 quand il est repassé dessous. L'algorithme

correspondant à l'interaction touche/corde s'écrit donc : 111er cas : sautereau sous la corde if (note/nforingch]. machinestate==O) if (Y < PARAMETER ( //le sautereau plie fco/7 ? press= (P/ME7ER-*PR/\ME7'ER ( ; if (fcompress > PARAMETER Il force limite atteinte note~info~ring[ch].machinestate=1, /compress=0. ; // ordre au synthetiseur de jouer ReplySyntheOrder (ch, 1) ;

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} force+=fcompress ; } jelsef //2eme cas ; saereau au dessus de la corde if (Y > PARAMETER (3 ) Il le sautereau plie fcompress=(Y-PARAMETER(3))*PARAMETER(2); if(fcompres > PARAMETER(5)){

note info-ring [chjmachinestate=O,- /compress=0. ; } force-=fcompress ; } } Le son est émis lorsque le sautereau relâche la corde. De même lorsque la plume revient en contact avec la corde il est possible d'insérer une instruction commandant au synthétiseur d'étouffer le son avec le changement de timbre qui s'en accompagne.

Simulation d'un clavier de piano numérique
La mécanique typique d'un piano"numérique"consiste en une simple combinaison de poids, inertie, ressort et frottement visqueux. Il se déduit par conséquent des exemples précédemment décrits. En particulier aucune variable"cachée"décrivant la dynamique d'un mécanisme interne n'est nécessaire.

Simulation d'un orgue
La mécanique du clavier de l'orgue peut être modélisée ainsi : la touche, affectée d'un poids et d'une inertie, est reliée à une soupape par

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l'intermédiaire d'un ressort présentant du jeu et soumis à un frottement solide. La soupape, quant à elle, possède une inertie et est soumise à l'action du mécanisme la mettant en mouvement et de l'aspiration provoqué par l'air qui pénètre dans le tuyau qu'elle obstrue au repos. Comme dans le cas de la masse lancée, il est nécessaire de calculer la cinématique de la soupape et de savoir si elle est plaquée sur son siège ou non.

Simulation d'un piano
La mécanique du piano, bien que complexe, peut elle aussi être décomposée en éléments simples modélisés par les algorithmes présentés ci-dessus. Chaque touche est soumise à son poids, son inertie, des frottements sur les feutres d'échappement et à la réaction du marteau qu'elle entraîne. Il est évidemment nécessaire de calculer la trajectoire du marteau, qui va permettre en outre de connaître à quel moment et avec quelle vigueur le son doit être émis. L'utilisation de machines d'état s'avère nécessaire pour savoir si le marteau est en contact avec la touche, libre ou dans l'attrape, et s'il a été réarmé ou non par le mécanisme de double échappement.

Considérations particulières liées aux problèmes d'asservissement
Les exemples ci-dessus de modèles d'instruments ne tiennent pas compte d'éventuelles imperfections de mesure des capteurs 11 et des limites de réponse des actionneurs 3, ainsi que des imperfections mécaniques des touches 2. Il est donc nécessaire d'effectuer un traitement numérique sur les données brutes provenant des capteurs (filtrage, linéarisation...) avant de les injecter dans le modèle. De même, afin d'appliquer sur le doigt de l'instrumentiste la force exacte calculée par le modèle, il est nécessaire de tenir compte de l'ensemble des effets perturbateurs de l'ensemble electromécanique (masse et inertie de la touche 2, frottements, flexion de la touche 2, non-linéarité de l'actionneur 3 y compris de son électronique de commande...).

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De par la variété des modélisations mécaniques susceptibles d'être utilisées pour la simulation du toucher, il n'est pas possible de garantir a priori la stabilité de l'ensemble du système mécanique comprenant la touche 2 et le doigt en interaction avec celle-ci sous l'effet de la force excercée par l'actionneur 3. En effet, quand bien même les stratégies de filtrage évoquées ci-dessus eussent pu contraindre le système isolé à la stabilité, la complexité de la réaction du doigt de l'instrumentiste sur la touche (écrasement dynamique de la pulpe, raidissement des tendons...) peuvent engendrer l'apparition de phénomènes oscillatoires parasites. L'utilisation de méthodes plus sophistiquées de traitement du signal, comme le filtrage adaptatif (détection et élimination par une équalisation dynamique des résonnances...) peut s'avérer nécessaire.

On comprend que grâce au procédé de l'invention, on peut simuler le toucher de tout instrument existant à partir du moment où l'on sait modéliser son fonctionnement mécanique. Mais on peut aussi simuler des claviers dotés d'un toucher radicalement nouveau en programmant un nouvel algorithme de calcul du toucher.

Selon une première application de l'invention, l'interface 8 permet à l'utilisateur de modifier les paramètres des algorithmes. Il est par exemple possible de moduler le toucher de l'instrument. L'utilisateur peut demander que le clavier soit plus lourd, plus léger, plus véloce. Il peut même demander que chaque touche ait son propre toucher. Par exemple il peut alléger les aigus ou durcir la réponse des touches pour augmenter l'efficacité d'un exercice. Il peut aussi commander au calculateur 7 de modifier le toucher de certaines touches à certains moments du morceau uniquement, par exemple pour faciliter l'exécution d'un passage périlleux.

Selon une autre application de l'invention, le clavier simule le toucher d'un instrument réel, par exemple un piano. Le calculateur calcule les mouvement des différents éléments constitutifs du mécanisme. Il calcule le moment exact où un marteau touche une corde et avec quel énergie se fait le choc. Le calculateur est en mesure de donner des ordres de jeu à un

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synthétiseur auquel il est relié. Les ordres de jeu délivrés peuvent être stockés dans une mémoire ou sur un support physique (disque dur, CD- ROM, etc. ) afin que l'instrumentiste puisse enregistrer son jeu.

Selon une autre application de l'invention, les ordres de jeu peuvent également être envoyés à un instrument traditionnel dont la mécanique aurait été motorisée. L'instrumentiste joue sur le clavier, les ordres sont transmis à un autre instrument qui reproduit le jeu de l'instrumentiste. Les ordres de jeu peuvent être envoyés aussi loin que désiré par le calculateur via un réseau de transmission d'informations, ce qui autorise qu'un instrumentiste jouant à un endroit dans le monde puisse être écouté au même instant, n'importe où ailleurs et sur n'importe quel instrument.

Enfin, si le calculateur est connecté à un réseau de transmission d'informations, il est possible de télécharger dans la mémoire du calculateur des algorithmes de toucher tels que ceux décrits précédemment. On peut aussi stocker ces algorithmes dans des supports tels que des disquettes ou des CD-ROM.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Procédé de simulation de toucher sur un clavier (1) selon lequel : - on mesure au moins un paramètre de mouvement de chaque touche (2) du clavier (1) au moyen d'un capteur (11), - on calcule un effort à exercer sur le doigt de l'instrumentiste en fonction des paramètres mesurés et on en déduit une grandeur de commande, - on commande un actionneur (3) qui applique l'effort calculé à la touche (2), caractérisé en ce qu'on calcule ledit effort en fonction d'une modélisation du comportement mécanique dynamique des différents éléments d'un mécanisme d'un instrument à clavier que l'on veut simuler, l'effort calculé à l'aide de cette modélisation correspondant à la force de réaction qui serait exercée par le mécanisme sur la touche (2).

2. Procédé de simulation de toucher sur un clavier (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on calcule en permanence la position des pièces en mouvement dans le mécanisme qu'il simule.

3. Procédé de simulation de toucher sur un clavier (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on stocke, durant l'actionnement d'une touche (2), des informations sur le passé de la trajectoire de la touche (2) ainsi que sur les pièces en mouvement de la mécanique à simuler dans des variables locales, et on prend en compte ces informations pour calculer la force à exercer sur la touche (2).

4. Procédé de simulation de toucher sur un clavier (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine à quel instant le son doit être généré et en ce qu'on transmet des ordres de jeu à un synthétiseur.

5. Procédé de simulation de toucher sur un clavier (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine la position des pièces en mouvement dans le mécanisme simulé et en ce qu'on transmet des ordres de jeu à un instrument dont le mécanisme de génération de son est déclenchés par des actionneurs.

6. Dispositif de simulation de toucher sur un clavier (1) comportant

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- un clavier (1) à touches, - des moyens (11) pour mesurer un paramètre de mouvement d'une touche (2), - des moyens (7) aptes à calculer par un algorithme un effort à exercer en fonction des paramètres mesurés et aptes à en déduire une valeur de commande, - un actionneur (3) apte à exercer l'effort calculé sur la touche (2), - des moyens (4) pour commander l'actionneur (3) pour appliquer l'effort calculé sur la touche (2), caractérisé en ce que les moyens de calcul (7) comportent des moyens de mémorisation dans lesquels sont stockés une ou des fonction (s) modélisant de comportement mécanique dynamique des différents éléments d'un mécanisme d'un instrument à clavier que l'on veut simuler, ainsi que des moyens aptes à calculer, à l'aide de cette modélisation, une valeur d'effort correspondant à la force de réaction qui serait exercée par le mécanisme sur la touche (2).

7. Dispositif de simulation de toucher sur un clavier (1) selon la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens de calcul (7) comprennent une interface (8) permettant de programmer une ou des fonction (s) de modélisation ou de modifier les paramètres de fonctions déjà programmées.

8. Dispositif de simulation de toucher sur un clavier (1) selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un périphérique de stockage d'information (disque dur, lecteur de disquettes, de CD-ROM, de DVD, de bande, etc., local ou en réseau) et en ce que ce périphérique permette de stocker ou lire les algorithmes de modélisation du toucher ou des paramètres relatifs aux fonctions déjà programmées et/ou de stocker les paramètres du jeu d'un instrumentiste mesurés par les capteurs (11) en fonction du temps (afin d'enregistrer son jeu).

9. Dispositif de simulation de toucher sur un clavier (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens de calcul (7) sont connectés à un réseau de transmission d'information par lequel sont

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transmises ou téléchargées des fonctions de modélisation et/ou des paramètres relatifs aux fonctions déjà programmées, ainsi éventuellement que les paramètres du jeu d'un instrumentiste mesurés par les capteurs (11) en fonction du temps afin par exemple de transmettre son jeu au cours du temps à un moyen distant de reproduction du son.

10. Dispositif de simulation de toucher sur un clavier (1) selon la revendication 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de multiplexage (10) qui reçoivent les mesures en provenance de moyens de mesure (11) associés à une pluralité de touches (2) et les transmettent sur une entrée des moyens de calcul (7) en gérant la répartition dans le temps desdites mesures sur ladite entrée.

11. Dispositif de simulation de toucher sur un clavier (1) selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de démultiplexage (5) qui reçoivent sur une entrée une pluralité de signaux de consigne et distribuent ces signaux de consigne sur différents actionneurs (3).