Papers by Nicolas Castagné
J'exprime ma plus vive reconnaissance à Claude CADOZ, directeur de ma thèse. Son exigence scienti... more J'exprime ma plus vive reconnaissance à Claude CADOZ, directeur de ma thèse. Son exigence scientifique, sa précision méthodologique et plus généralement ses réflexions rigoureuses et circonstanciées quant aux outils de création musicale, toutes choses qu'il a su me faire partager, sont pour beaucoup dans mes recherches et dans cet ouvrage. Je le remercie également de son encadrement attentif. Souvenirs très agréables des moments passés sur son invitation au Châtaignat. J'ajoute Annie LUCIANI et Jean-Loup FLORENS à ces remerciements. Mes travaux s'inscrivent dans la continuité de ceux qu'ils ont entrepris aux cotés de Claude CADOZ, il y a quelques 25 années. Je le leur suis à tous trois redevable du cadre scientifique et technique et du contexte de pensée particulièrement riche et stimulant dans lequel cette thèse s'est déroulée. Merci à eux de m'avoir accueilli dans le laboratoire et d'avoir tour à tour participé avec enthousiasme et rigueur à mes réflexions. Je tiens par ailleurs à saluer tous ceux, stagiaires ou permanents, qui ont participé au long de ces années à la conception et au développement de l'environnement GENESIS. Leur présence à fait du projet un travail d'équipe, avec tout le dynamisme qu'on peut en attendre, et donné lieu à de nombreux enrichissements mutuels. Sans leurs contributions fertiles, cette thèse n'aurait pu exister sous cette forme. Merci, donc, à
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 17, 2014
Mes travaux de recherche, dont il est fait état dans ce mémoire, se sont déroulés au sein du grou... more Mes travaux de recherche, dont il est fait état dans ce mémoire, se sont déroulés au sein du groupe ACROE--ICA. Ils ont été conduits dans le cadre de projets internes au laboratoire avec mes collègues permanents et non permanents, ainsi que dans le cadre de projets impliquant d'autres laboratoire et organismes. Je me suis efforcé de citer dans ce mémoire les nombreux contributeurs et de préciser ma contribution. Toutefois, ce mémoire ne constitue pas en lui même une publication scientifique, puisque les co--auteurs des travaux dont il est question ne sont identifiés, au mieux, qu'au sein du document et non pas comme co--auteurs de ce dernier. C'est pourquoi ce mémoire ne devrait pas faire l'objet de citation en tant que publication scientifique. Toute référence aux travaux ici rapportés devrait s'appuyer sur les différentes publications (actes de conférences, articles de journaux, ouvrages...) qui s'y rattachent. Enfin, les publications ou usages ultérieurs qui pourraient se baser sur ou reprendre tout ou partie des travaux ici évoqués, se devront de respecter les participations de chacun, passées et présentes. Je souhaite tout d'abord vivement remercier Marcelo Wanderley, Stefania Serafin et Giovanni De Poli pour avoir accepté de lire ce mémoire et d'en être rapporteurs. Je remercie également les autres membres du Jury : Laurence Nigay et Claude Cadoz. Je voudrais remercier chaleureusement mes collègues Claude Cadoz, Annie Luciani et Jean--Loup Florens, fondateurs du groupe de recherche ICA--ACROE. Leurs travaux avant mon arrivée à Grenoble, et durant toutes ces années, ont construit le cadre théorique, scientifique et technologique qui a constitué le terreau indispensable à mon activité. Leur enthousiasme, leur dynamisme scientifique, leurs positionnements, leurs éclairages ont été, et sont encore, un guide essentiel pour moi. Parmi eux, j'adresse plus spécifiquement encore mes remerciements à Claude et Annie pour la qualité de leur encadrement scientifique tout au long des recherches auxquelles j'ai contribué sous leur responsabilité. Les travaux rapportés dans ce mémoire ont été le plus souvent conduits en collaboration ; je souhaite remercier tous les collègues, chercheurs, doctorants, ingénieurs, techniciens, stagiaires et chargés d'administration qui ont contribué à ces travaux --en espérant n'oublier personne.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 11, 2013
In Computer Music, a practical approach of many Digital Musical Instruments is to separate the ge... more In Computer Music, a practical approach of many Digital Musical Instruments is to separate the gestural input stage from the sound synthesis stage. While these instruments offer many creative possibilities, they present a strong rupture with traditional acoustic instruments, as the physical coupling between human and sound is broken. This coupling plays a crucial role for the expressive musical playing of acoustic instruments; we believe restoring it in a digital context is of equal importance for revealing the full expressive potential of digital instruments. This paper first presents haptic and physical modelling technologies for representing the mechanoacoustical instrumental situation in the context of DMIs. From these technologies, a prototype environment has been implemented for both designing virtual musical instruments and interacting with them via a force feedback device, able to preserve the energetic coherency of the musician-sound chain.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2002
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific r... more HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2000
Physical modeling sound synthesis methods are known to be on the one hand potentially interesting... more Physical modeling sound synthesis methods are known to be on the one hand potentially interesting in term of sound richness and probability, but on the other hand expansive to develop and compute. This paper is dedicated to mass-interaction methods using explicit time. By studying theoretically a specific model, we define a new basic modelization toolkit using non-linear stiffness and we show how it is possible to reach a balance between computing speed and sound realism.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Apr 1, 2009
GENESIS 3 est une toute nouvelle version de l'environnement GENESIS pour la création musicale à l... more GENESIS 3 est une toute nouvelle version de l'environnement GENESIS pour la création musicale à l'aide les modèles physiques masse-interaction CORDIS-ANIMA. Elle a été conçue avec un recul de plus de dix années sur l'ancienne version et ses utilisations. Nous profitons de la sortie de GENESIS 3 pour présenter une analyse du « paradigme logiciel » porté par GENESIS, en particulier en ce qui concerne les fonctionnalités et l'ergonomie offertes, les processus de création que l'environnement permet de mettre en oeuvre et son positionnement dans l'état de l'art des logiciels musicaux utilisant les modèles physiques.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Sep 2, 2013
This paper presents a musician-oriented modelling and simulation environment for designing physic... more This paper presents a musician-oriented modelling and simulation environment for designing physically modelled virtual instruments and interacting with them via a high performance haptic device. In particular, our system allows restoring the physical coupling between the user and the manipulated virtual instrument, a key factor for expressive playing of traditional acoustical instruments that is absent in the vast majority of computer-based musical systems. We first analyse the various uses of haptic devices in Computer Music, and introduce the various technologies involved in our system. We then present the modeller and simulation environments, and examples of musical virtual instruments created with this new environment.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 23, 2012
In this paper, we describe recent work conducted at ACROE and the ICA laboratory of Grenoble INP ... more In this paper, we describe recent work conducted at ACROE and the ICA laboratory of Grenoble INP on real time audio-haptic interaction with physical models for musical creation. These new developments enable the user to create complex mass-interaction physical models in a high level and user intuitive graphical environment. These models can then be simulated in real time, connected to a high fidelity haptic device, for rich audio-haptic musical interaction with ergotic coupling.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2002
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific r... more HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2007
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2003
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific r... more HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 16, 2009
GENESIS 3 is the new version of the GENESIS software environment for musical creation by means of... more GENESIS 3 is the new version of the GENESIS software environment for musical creation by means of massinteraction physics network modelling. It was re-designed from scratch in hindsight of more than 10 years working on and using the previous version. We take the opportunity of this release to provide in this article an analysis of the specificities of GENESIS and an update on the features of the new version.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 15, 2013
Virtual reality aims at interacting with a computer in a similar form to interacting with an obje... more Virtual reality aims at interacting with a computer in a similar form to interacting with an object of the real world. This research presents a VR platform allowing the user (1) to interactively create physically-based musical instruments and sounding objects, (2) play them in real time by using multisensory interaction by ways of haptics, 3D visualisation during playing, and real time physically-based sound synthesis. So doing, our system presents the two main properties expected in VR systems: the possibility of designing any type of objects and manipulating them in a multisensory real time fashion. By presenting our environment, we discuss the scientific underlying questions: (1) concerning the real time simulation, the way to manage simultaneous audiohaptic-visual cooperation during the real time multisensory simulations and (2) the Computer Aided Design functionalities for the creation of new physicallybased musical instruments and sounding objects.
Animation of one-to-many phenomena (fractures, tears, breaks, cracks…) is challenging. This artic... more Animation of one-to-many phenomena (fractures, tears, breaks, cracks…) is challenging. This article builds over recent works that proposed a 3-stages modelling and simulation pipeline, made of a cascade of models: geometry-free physical model → explicit modelling of the evolving topology → geometrical model. On the Physics' side, in the framework of masses-interactions network modelling, the article extends the recent Splitting-MAT method, where the physical splits occur onto the material points, toward 3 dimensional volume models. Downstream, it introduces a topo-geometrical pipeline adapted to this upstream split-on-the-masses property. Experiments, and analysis of the complexity of the topo-geometrical part, show that, while offering constructible and manageable means, separating Physical, Topological and Geometrical aspects in the 3stages pipeline enables a rich variety of one-to-many dynamics, with good efficiency.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2003
The success recently encountered by physically-based modeling (or model-based approaches) for mus... more The success recently encountered by physically-based modeling (or model-based approaches) for music should not mask the deep challenges that remain in this area. This article first proposes an overview of the various goals that researchers and musicians, respectively operating from scientific and end-user perspectives, may pursue. Among these goals, those recently proposed or particularly critical for the coming years of research are highlighted. The article then introduces ten criteria that summarize the main features an optimal physically-based modeling scheme or language should present. With respect to these, it proposes an evaluation of the major approaches to physically-based modeling.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2007
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific r... more HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
arXiv (Cornell University), Jun 5, 2004
With an historical point of view combined with a bibliographic overview, the article discusses th... more With an historical point of view combined with a bibliographic overview, the article discusses the idea that haptic force-feedback transducers correspond with a paradigm shift in our real-time digital tools for creating music. So doing, it shows that Computer Music may be regarded as a major field of research and application for haptics.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2005
Physical modelling (PM) encounters a growing success. Though, in the context of Computer Music, i... more Physical modelling (PM) encounters a growing success. Though, in the context of Computer Music, it covers numerous goals, needs and challenges. The article aims at contributing to their understanding. It provides a bibliographic overview of the various goals that researchers and musicians may pursue. It introduces a set of features that an ideal PM technique should offer.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Jun 26, 2020
Masses-interactions modeling, also called physics Newtonian networks modeling, was pioneered in t... more Masses-interactions modeling, also called physics Newtonian networks modeling, was pioneered in the late 70's with the CORDIS-ANIMA formalism. It is a modular physics-based approach, used in sound design, musical instruments design and musical composition, and also in computer graphics animation, virtual reality, gesture interaction, and more generally for digital creativity. Within the research that progressively position physicsbased modeling as a core mean to improve creativity with the computer, the paper introduces the Physics Network Scripting Language. PNSL is aimed at accompanying the modeling processes of any user, including artists, with masses-interactions modeling. It serves in particular, but not only, sound and musical purposes. The paper describes the PNSL language: context, goals and general choices; labeling system tailored to support modeling complexity by managing freely large module sets; main features and syntax choices; and implementation and exemplary usage contexts.
International audienceGENESIS3 is the new version of the GENESIS software environment for musical... more International audienceGENESIS3 is the new version of the GENESIS software environment for musical creation by means of mass-interaction physics network modeling. It was re-designed from scratch in hindsight of more than 10 years working on and using the previous version. We take the opportunity of this release to provide in this article an analysis of the specificities of GENESIS and an update on the features of the new version
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