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Le fonctionnement d'une simulation d'ampli

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Sujet de la discussion Le fonctionnement d'une simulation d'ampli
Salut tout le monde!

Alors j'ai un exposé a faire sur une compagnie ayant un rapport avec l'informatique, et j'ai choisi de travailler ZOOM, (notamment sur leurs simu d'ampli, pour que je puisse emmener le g5 que j'ai et faire une rapide demo).

Et j'aimerais savoir si vous avez des infos sur le fonctionnement d'une simu d'ampli, les algorithmes, les composants, comment on arrive d'un bon gros MARSHALL 100 watts en 4x12 à une ridicule boite, etc.

Merci d'avance

Le chien aboie mais n'invente pas le fil à décongeler le beurre.

Les 6l6, des lampes qui nous éclairaient

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Citation :
- Si je branche une strat dans le kempler, est ce que ça sonnera comme une strat dans le marshall?

Oui logiquement.
Sauf que le réglage de l'ampli n'était pas prévu pour une strat, donc le résultat est un peu aléatoire.
22
Citation :
Intéressant en tout cas cette différence de qualité entre G5 et G9. Note que ça pourrait aussi être dû à un hardware moins performant, par soucis de coûts,


Bas déjà le G9 travaille en 96Khz alors que le G5 en 44,1 Khz,
je sais pas si ça explique tout, mais ils ont clairement fait des économies,
rien que sur le nb de switch, j'ai fait tout un sujet sur AF là-dessus :
https://fr.audiofanzine.com/multieffet-guitare-electrique/zoom/g5/avis/r.113324.html

[ Dernière édition du message le 09/10/2015 à 20:00:57 ]

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Ne prends pas pour argent contant ce qu'on t'as dis, pour ma part ce ne sont que des suppositions!
Je n'ai pas le courage de te faire une réponse ce soir, mais je pense que je n'ai pas réussi à te faire comprendre le concept de la convolution. Je ne suis pas sûr d'être le plus qualifié pour ça et ça vas être tendu d'expliquer ça sur un forum, je m'en sort beaucoup mieux avec un tableau blanc ou autour d'une table en faisant des schémas. Je travaille sur de l'analyse d'image en microscopie, ce n'est pas le même type de signal mais j'arrive à concevoir que le principe est le même. Par contre j'ai plus l'habitude d'expliquer le principe à mes étudiants avec des images (là je suis un peu plus sûr de ce que je dis)
24
Citation :
Ne prends pas pour argent contant ce qu'on t'as dis, pour ma part ce ne sont que des suppositions!


Nan nan t'inquietes pas la dessus, pour l'instant tout ce qui a ete dit ici, je l'ai lu sur d'autres forums. Donc a moins que vous vous etes tous mis d'accord pour raconter nawak, les infos m'ont l'air vraies.

Pour le convolution, j'ai compris que le point est le "signal de base", et que la convolution va traiter ce point pour donner une image et un "signal final" . C'est ca?
Pas de soucis si tu prends ton temps pour expliquer. Moi aussi je prefere quand ya des images :-D .

Une question qui me vient a l'esprit... Pour le cote soft, je crois avoir saisis le fonctionnement (notion d'algo, d'IR, de blocs, toussa c'est ok). Maintenant, au niveau hardware, c'est "juste" un DSP audio (donc un APU) et des convertisseurs AD/DA qui gerent le bidule? Qui font le lien entre le signal electrique et toute la partie numerique? Si oui, alors c'est nickel vu que je bosse deja dessus :-D .

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Hors sujet :
oui, je dois faire un autre exposé sur les composants d'un poste de travail (un ordi quoi) et j'ai choisi, evidemment, la carte son. Donc si vous voulez aussi un dossier la dessus, c'est no soucis :bravo:

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J'ai quelques vieux souvenirs de traitement du signal, si ça peut t'aider...

La convolution, c'est une opération mathématique de filtrage qui consiste à transformer un signal en un autre à partir d'une fonction d'onde de transfert : c'est la fameuse réponse impulsionnelle. L'opération va se faire sur le spectre entier du signal (mathématiquement parlant, c'est une intégrale). l'IR est une toute petite onde contient presque toutes les fréquences (mathématiquement on l'appelle souvent le "Dirac", en référence à cette fonction en forme de pic qui vaut 1 en 0 et 0 partout ailleurs).

Ce lien sera plus précis que moi (tout en restant à peu près accessible) :
http://stephanieluu.com/image-convolution/static1/filtres

Un lecteur d'IR comme le Kemper ou le Torpedo CAB font ce travail de convolution en temps réel (et ça demande de bonnes ressources hardware). Le Torpedo modélise également chaque composant d'un système poweramp / baffle / micro, en appliquant une fonction de transfert pour chaque élément.

La simulation numérique, comme cela a été dit, consiste à mimer le comportement d'un système analogique via un algorithme logiciel. Si je prends l'exemple de la fuzz, celle-ci est constituée d'un circuit de transistors, de condensateurs et de résistances. L'algorithme va reproduire en quelque sorte le trajet du signal : l'amplification, la boucle de rétroaction, le filtrage etc...
C'est le fonctionnement de toutes les pédales numériques : Zoom, Line6, etc...

Un point important que tu as souligné, c'est que le traitement numérique fait intervenir en tout premier lieu une opération de discrétisation du signal : c'est la conversion analogique / numérique, qui va transformer un signal linéaire en une suite de valeurs discrètes. On va donc mouliner des tableaux de nombres et non pas des signaux électriques.
Là intervient la question de fréquence d'échantillonnage et de résolution. La théorie dit qu'il faut échantillonner au moins à 2 fois la fréquence la plus haute contenue dans le signal pour une reproduction fidèle de celui-ci (sinon on perd une partie de ce signal, et le son en sortie sera dégradé). Je te renvoie aux concepts de théorème de Shannon et fréquence de Nyquist si tu veux plus de détails.

Je sais pas si ça apporte un peu d'eau à ton moulin...
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et d'ailleurs l'opération d'échantillonnage est aussi une convolution (= appliquer une fonction de dirac sur un signal).
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Ok de retour pour résumer tout ce qui a été dit!!! (ca va etre long, parce que c'est censé ce que je ferais au propre/a l'oral)

1) Introduction à la simulation d’ampli

La simulation d’ampli, comme son nom l’indique, consiste à mimer le comportement d’un amplificateur grâce à un système informatique. Ses avantages sont surtout d’ordre pratique (gain de place, gain d’argent, pas d’entretien, facilité à enregistrer).

Quel que soit le type de simulateur, il est nécessaire qu’il soit composé d’un convertisseur ADC pour qu’il puisse traiter les signaux reçus de l’instrument et DAC pour qu’il puisse restituer un signal sonore.
Il est nécessaire également que la partie logicielle et hardware soient d’une qualité homogène. Si un élément de cette chaine est moins bon que les autres, le résultat en pâtira. De plus, plus un algorithme est efficace et léger, et plus le hardware dispose de ressources importantes, moins la latence est élevée.
Enfin, même si la partie logicielle a une part non négligeable sur le résultat, elle est quand même appuyée par une partie à transistors voir à lampes (comme un vrai ampli).

Il y a deux manières d'émuler un amplificateur, d'émuler le signal sonore qui sort d'un ampli: la création d'impulse response (IR) et la création d'algorithmes mimant les composants de l'ampli.

2) L'IR

Une IR est une sorte d’equalisation générale du signal. Elle dépend d’une fonction créée en comparant le signal dry (sans altération, le signal pur) et le signal wet (le signal modifié par l’ampli) de l’ampli à émuler. La fonction alors obtenue utilise le principe de convolution : elle modifie une donnée du signal en une nouvelle par rapport à celles qui sont autours.
Cela donne une image figée d’un amplificateur dans une situation donnée. En effet, si l’ampli simulé est un MESA BOOGIE avec le gaina 11 jouée par une stratocaster (ce qui n’a aucun putain de sens), baisser le gain de l’émulateur et jouer sur une les paul changera considérablement le son obtenu et sera différent du son obtenu si l’on branche une les paul dans un vrai MESA BOOGIEavec les mêmes paramètres.
C’est la méthode utilisée notamment par le KEMPER profiling amp et le TORPEDO C.A.B. . Leurs logiciels respectifs font cette convolution en temps réel et demandent des ressources puissantes en hardware.

3) Les algorithmes

La deuxième manière, celle utilisée par les pédales numériques notamment par ZOOM, consiste à analyser puis à reproduire le comportement des composants d’un amplificateur. Pour cela, ce dernier est éclaté/démonté, ses composants sont regroupés en « famille » selon leurs fonctionnalités. Un algorithme est élaboré pour mimer chacune de ces fonctionnalités. Par exemple, le préampli à lampe est modélisé via des fonctions BIQUAD. L’ampli de puissance est modélisé par des séries de fonctions linéaires et non linéaires. Les potards sont recréés avec des coefficients. Chacune de ses « familles » est définie selon la précision souhaitée.
Ils sont réunis en un seul algorithme. On compare le son obtenu par cet algorithme final et celui venant de l’ampli à simuler, et on corrige l’algorithme si on remarque des différences ou des contradictions entre ses parties.
La qualité et la rapidité d’exécution des algorithmes dépendent :
- Hardware: Meilleurs hardware = Calculs plus rapide
- Performances des algorithmes = Calculs plus rapide
- Qualité des algorithmes = Réponse plus proche de la réalité
- Généralisation des algorithmes (framework) = Le hardware peut ainsi être optimisé pour un et un seul type d'algorithme = Meilleures performances = Approche classique pour le traitement instantané du son ou de l'image, ce principe à la base même des technologies DSP/GPU etc.



Evidemment, c'est a imaginer avec un powerpoint dans le dos, mon ZOOM aux pieds et ma BC RICH dans les pattes :bave:

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Citation :
Citation :

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Bien moi, j'ai le G9 et il me semble que les modélisations sont faites à partir d'Impulse Response
(arrêtez-moi si je dis une bétise).

Pourquoi je dis cela : parce qu'en allant dans les presets tu peux choisir entre plusieurs amplis et pour certains amplis de la même marque, même modèle, il s'agit en fait du même ampli mais avec un canal différent (Rectifier canal vintage, Rectifier canal moderne).

ça ne prouve pas que ce sont des IR, mais généralement quand on fait de la modélisation par algorithme on ne propose pas deux fois le même ampli où juste le canal est changé,
on met les deux canaux sur le même ampli, comme dans la vraie vie.
De plus quand on fait une IR d'un ampli, il s'agit d'une image figée de l'ampli, donc en ajoutant ou retirant trop de gain, on s'éloigne de l'image d'origine. Sachant que le changement de canal correspond souvent à un changement d'échelle de gain.
C'est pour cela selon moi, qu'ils proposent des "simulations" différentes pour chaque canal.
C'est comme sur un Kemper en fait.

D'ailleurs, je ne suis pas sûr que le G5 se présente de la même façon et je ne sais pas s'il fonctionne de la même façon.


Citation :

Regarde un peu chez Kemper, il doivent expliquer comment il font leur modélisations, vu que tu peux créer ton ému en enregistrant un vrai ampli.

Chez Kemper ce sont des IR.
Une IR c'est en fait l'empreinte sonore de l'ampli ou d'un baffle, ou ampli+baffle, on peut même faire des IR de la réverbération d'une salle (ces réverbes sont un peu différentes car elles captent l'emprunte sur une certaines durée).
C'est en fait une captation de sa réponse en fréquence, un peu comme une captation de l'équalisation de l'ampli, mais en beaucoup plus détaillé.


Bon je mets juste un petit bémol, sur ce que j'ai écrit précédemment, puisque je me suis fait reprendre sur un autre forum.
A priori sur le Kemper ce ne sont pas des IR, mais plutôt de l'"eq matching".
C'est à peu près la même chose, sauf que l'Eq Matching ne fait pas intervenir le facteur temps.
C'est bien comme ça que je l'envisageais, sauf qu'il ne faut pas parler d'IR en fait.
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Par facteur temps, tu veux parler de quoi? Du sustain?

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