Le fonctionnement d'une simulation d'ampli
- 35 réponses
- 7 participants
- 2 363 vues
- 8 followers
deozza
13387
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 12 ans
- 1
- 2
Elemmir
4819
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 16 ans
Storky
5198
Je poste, donc je suis
Membre depuis 13 ans
Maltigow
1559
AFicionado·a
Membre depuis 19 ans
Ce n'est pas mon domaine actuel, mais je m'y suis intéressé il y a quelques années. (Je suis ingénieur civil en informatique.)
La façon de procéder varie selon les marques, mais une approche "high-level" courante est de simuler numériquement (=algorithme) le comportement de chaque composant ou "bloc typique" de composants. C'est le point de départ de la plupart des solutions, et je pense avoir lu que c'est l'approche générale d'Amplitube et Kemper, notamment. Evidemment, les marques se gardent de publier trop détails à ce sujet, et elles ont raison de protéger leurs bébés un minimum.
Cette approche "composant par composant" frôle la "force brute", mais est évidemment efficace en théorie. Les principaux challenges sont:
- La vitesse d'exécution. La complexité numérique est proportionnelle à la complexité analogique, mais la réponse doit être "instantanée".
- La qualité sur toute la chaîne. Si un composant est moins bien modélisé sur une chaîne simulant un ampli, ça fait effet papillon, et la qualité des autres composant est "gâchée".
Ces deux points peuvent être travaillé sur plusieurs axes, et c'est là que les marques se différencient et protègent leurs petites trouvailles:
- Hardware: Meilleurs hardware = Calculs plus rapide
- Performances des algorithmes = Calculs plus rapide
- Qualité des algorithmes = Réponse plus proche de la réalité
- Simplifications, racourcis = Tout un art: Un exemple simple serait un algorithme gérant plusieurs combinaisons de lampes pour simplifier la modélisation des étages d'amplification de plusieurs ampli et optimiser le hardware sur cet unique algorithme pour avoir des performances nickelles.
- 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.
- ...
Tout ce qui est raccourci et généralisation simplifie la course à la qualité (expliquée plus haut), puisque ça simplifie mathématiquement la chaîne de modélisation.
A noter que je ne parle que de la partie 100% software ici. Beaucoup de modules de simulation d'ampli sont en fait un mix de technologie numériques et analogiques se compensant l'une l'autre, même si la base et la texture du son reste majoritairement le fruit du numérique. Exemples simples: Preampli analogique réchauffant le son numérique, distorsion produite par un circuit lampe ou transistor puis modélisée par du numérique, etc.
Voilà pour ma contrib... C'est très général mais je n'oserai pas détailler plus que ça sans revoir mes sources, que je n'ai pas sous la main. Pour info, j'avais trouvé énormément d'information (mais peu technique) sur l'internet anglophone.
La façon de procéder varie selon les marques, mais une approche "high-level" courante est de simuler numériquement (=algorithme) le comportement de chaque composant ou "bloc typique" de composants. C'est le point de départ de la plupart des solutions, et je pense avoir lu que c'est l'approche générale d'Amplitube et Kemper, notamment. Evidemment, les marques se gardent de publier trop détails à ce sujet, et elles ont raison de protéger leurs bébés un minimum.
Cette approche "composant par composant" frôle la "force brute", mais est évidemment efficace en théorie. Les principaux challenges sont:
- La vitesse d'exécution. La complexité numérique est proportionnelle à la complexité analogique, mais la réponse doit être "instantanée".
- La qualité sur toute la chaîne. Si un composant est moins bien modélisé sur une chaîne simulant un ampli, ça fait effet papillon, et la qualité des autres composant est "gâchée".
Ces deux points peuvent être travaillé sur plusieurs axes, et c'est là que les marques se différencient et protègent leurs petites trouvailles:
- Hardware: Meilleurs hardware = Calculs plus rapide
- Performances des algorithmes = Calculs plus rapide
- Qualité des algorithmes = Réponse plus proche de la réalité
- Simplifications, racourcis = Tout un art: Un exemple simple serait un algorithme gérant plusieurs combinaisons de lampes pour simplifier la modélisation des étages d'amplification de plusieurs ampli et optimiser le hardware sur cet unique algorithme pour avoir des performances nickelles.
- 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.
- ...
Tout ce qui est raccourci et généralisation simplifie la course à la qualité (expliquée plus haut), puisque ça simplifie mathématiquement la chaîne de modélisation.
A noter que je ne parle que de la partie 100% software ici. Beaucoup de modules de simulation d'ampli sont en fait un mix de technologie numériques et analogiques se compensant l'une l'autre, même si la base et la texture du son reste majoritairement le fruit du numérique. Exemples simples: Preampli analogique réchauffant le son numérique, distorsion produite par un circuit lampe ou transistor puis modélisée par du numérique, etc.
Voilà pour ma contrib... C'est très général mais je n'oserai pas détailler plus que ça sans revoir mes sources, que je n'ai pas sous la main. Pour info, j'avais trouvé énormément d'information (mais peu technique) sur l'internet anglophone.
[ Dernière édition du message le 09/10/2015 à 11:43:20 ]
Maltigow
1559
AFicionado·a
Membre depuis 19 ans
A noter que la réponse de Storky est complémentaire à la mienne: Je donne une vue générale, et il explique comment le ou les algorithmes eux-même sont construits. 
(La partie "chercheur" qui m'intéresse beaucoup moins de par mon profil "ingénieur". 
)
(La partie "chercheur" qui m'intéresse beaucoup moins de par mon profil "ingénieur". )deozza
13387
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 12 ans
Wouaaa merci beaucoup les gars, ca m'avance enormement 
! Jvais aller voir chez KEMPER comment ils font...
! Jvais aller voir chez KEMPER comment ils font...Le chien aboie mais n'invente pas le fil à décongeler le beurre.
Les 6l6, des lampes qui nous éclairaient
-Livingroom-
6738
Je poste, donc je suis
Membre depuis 15 ans
deozza
13387
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 12 ans
Citation :
Pour info, j'avais trouvé énormément d'information (mais peu technique) sur l'internet anglophone.
Oui, j'ai déjà trouvé quelques posts de forums qui en parlent:
https://recording.org/threads/how-does-amp-modelling-work-technical-overview.28364/ (les liens qui sont donnés dans ce thread sont plutôt techniques et tres intéressants, mais d'une longueur
)https://www.gearslutz.com/board/music-computers/629806-amp-modeling-how-does-work.html
De manière generale, je retrouve les infos techniques évoquées ici. Le fait de décomposer la chaine et de modéliser ses éléments, l'importance d'un algo precis et simple pour optimiser le machin.
Quand je l'aurais fini (dans un mois surement), je vous le posterais volontiers
Le chien aboie mais n'invente pas le fil à décongeler le beurre.
Les 6l6, des lampes qui nous éclairaient
Storky
5198
Je poste, donc je suis
Membre depuis 13 ans
Storky
5198
Je poste, donc je suis
Membre depuis 13 ans
Maltigow
1559
AFicionado·a
Membre depuis 19 ans
Je suis content que tu ais mis les pieds dans le plat car je confirme que nos points de vue sont complémentaires, sans doute parce que en bons professionnels, on approche la question avec les outils propres à nos spécialités respectives. (Et ça c'est beau.)
D'après mes recherches, cette approche (plutôt "bloc par bloc" que "composant par composant" - pour me corriger) est (de loin) la plus courante sur le marché, bien ça soit complexe à maîtriser (c'est clair!) mais aussi (évidemment) efficace. Après, il y a un degré de précision sur ces fameux "blocs": Étage d'amplification, paire de lampes, lampe par lampe ? Même le découpant le traitement de cette façon, il reste donc ce job qui consiste à determiner l'algorithme pour chaque bloc. La théorie ne suffit pas à construire des algorithmes efficaces dans tous les cas (ils seraient parfois trop compliqués et peu performants, ou trop déterminants), et une analyse du signal (approche expérimentale) est un outil couramment utilisé en effet, mais je n'ai pas beaucoup de détails technique à ce sujet.
EDIT: Maintenant, cette histoire de "mire" chez Kemper, ça semble être une autre approche effectivement, mais de là à dire que c'est moins complexe, je n'oserai pas. Avec ce niveau de qualité, au contraire, je pense bien que c'est du TRÈS lourd, tant en analyse du signal qu'en re-modélisation!
(Et ça c'est beau.) D'après mes recherches, cette approche (plutôt "bloc par bloc" que "composant par composant" - pour me corriger) est (de loin) la plus courante sur le marché, bien ça soit complexe à maîtriser (c'est clair!) mais aussi (évidemment) efficace. Après, il y a un degré de précision sur ces fameux "blocs": Étage d'amplification, paire de lampes, lampe par lampe ? Même le découpant le traitement de cette façon, il reste donc ce job qui consiste à determiner l'algorithme pour chaque bloc. La théorie ne suffit pas à construire des algorithmes efficaces dans tous les cas (ils seraient parfois trop compliqués et peu performants, ou trop déterminants), et une analyse du signal (approche expérimentale) est un outil couramment utilisé en effet, mais je n'ai pas beaucoup de détails technique à ce sujet.
EDIT: Maintenant, cette histoire de "mire" chez Kemper, ça semble être une autre approche effectivement, mais de là à dire que c'est moins complexe, je n'oserai pas. Avec ce niveau de qualité, au contraire, je pense bien que c'est du TRÈS lourd, tant en analyse du signal qu'en re-modélisation!
[ Dernière édition du message le 09/10/2015 à 15:47:20 ]
azertyvince
3197
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 18 ans
Maltigow
1559
AFicionado·a
Membre depuis 19 ans
azertyvince
3197
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 18 ans
Maltigow
1559
AFicionado·a
Membre depuis 19 ans
azertyvince
3197
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 18 ans
Maltigow
1559
AFicionado·a
Membre depuis 19 ans
Possible, je ne sais pas, je maintiens justement qu'on ne peut pas savoir juste à travers le front-end.
Par contre c'est clairement plus simple de mettre deux simulations bout à bout, si. Mais le couple ampli-effet pourrait avoir été l'objet d'une modélisation plus travaillée et dédiée, pour être plus fidèle, c'est tout aussi certain.
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, obligeant à prendre des racourcis dans la simulation, ou d'en augmenter la granularité pour améliorer les performances. Il serait intéressant de connaître les détails des trippes de l'engin.
Par contre c'est clairement plus simple de mettre deux simulations bout à bout, si. Mais le couple ampli-effet pourrait avoir été l'objet d'une modélisation plus travaillée et dédiée, pour être plus fidèle, c'est tout aussi certain.
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, obligeant à prendre des racourcis dans la simulation, ou d'en augmenter la granularité pour améliorer les performances. Il serait intéressant de connaître les détails des trippes de l'engin.
Storky
5198
Je poste, donc je suis
Membre depuis 13 ans
Storky
5198
Je poste, donc je suis
Membre depuis 13 ans
Citation :
Maintenant, cette histoire de "mire" chez Kemper, ça semble être une autre approche effectivement, mais de là à dire que c'est moins complexe, je n'oserai pas.
Par contre c'est peut être moins demandeur en puissance de calcul, il n'y a qu'une seule fonction à appliquer, plutôt qu'une fonction par 'bloc' en prenant le modèle théorique.
Citation :
je maintiens justement qu'on ne peut pas savoir juste à travers le front-end.
Déo vas nous disséquer tout ça
, t'es fort en espionnage industriel? deozza
13387
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 12 ans
Donc si je résume tout ce qui a été dit, il y a deux principales manières d’émuler un ampli (ou un signal découlant d’un ampli :
_la création d’une impulse response (IR) a partir de l’output d’un stack ampli + cab
_la création d’un algorithme, regroupant lui-même plusieurs « petits » algorithmes correspondant aux composants d’un ampli et d’un cab (composants regroupés en blocs)
Avec la première manière, il y a une histoire de convolution (que je ne suis pas sûr d’avoir compris) qui va traiter le signal dry pour donner le son wet, son qui correspond au son de l’ampli émulé. En gros c’est une équalisation générale des fréquences du signal qui va traiter ce dernier. C’est la solution qu’a opté KEMPER (et peut etre ZOOM :noidea : ?) pour traiter un signal chain en entier (stack + effets).
On fait ca en comparant le signal dry et le signal wet, le système/la machine calibre le tout et sort une fonction (la IR ?) qui va émuler le signal envoyé au simulateur.
Ca donne une image figée d’un ampli, dans une situation donnée. Si on fait une IR d’un MESA BOOGIE a gain 11 et que on baisse le gain du simulateur, ca va devenir degueulasse. Et lorsque le matériel utilisé est différent que celui du signal chain émulé, le son obtenu est différent lui aussi.
La deuxième manière consiste à éclater un ampli et de regrouper ses composants, qui fonctionnent de la meme manière/pour le meme but, par blocs. On crée un algorithme pour recréer le rôle de chaque bloc individuellement. A la fin, on réunit les algo en un seul algo, on compare le résultat avec l’ampli en entier, et on corrige les possibles erreurs et contradictions entre eux.
Cette manière dépend de plusieurs éléments :
- 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.
J’ai pas compris le role des raccourcis:/
C’est l’approche la plus répandue parce que plus efficace (plus que la technique KEMPER
?) mais plus compliquée.
Les blocs sont définis en fonction de la précision souhaitée
A savoir que les deux techniques sont en général complétées par un système à transo ou a lampe, meme si la partie logicelle/software/numérique est majoritaire.
Evidemment, si un élément de la chaine (que ca soit dans la premiere ou la seconde technique) est mal simulé, la simulation générale en prend un coup. Et que plus la partie logicielle est « légère », plus l’exécution est rapide et la latence peu élevée voir nulle.
Voila pour l’instant ce que j’ai retenu de vos messages. SI j’ai loupé un truc ou mal compris, n’hésitez pas ^^ .
Et ca c’est ce que j’ai pu trouver ailleurs (en anglais) :
A speaker might be "physically" modelled using a bunch of 2nd-Order DIF-EQ's and lumped mechanical parameters. A tube preamp stage might be modelled as a group of BIQUAD transfer functions that are parametrically selected in accordance with input signal level. A power amp might use a series of interconnecting sub-blocks, of both linear and non-linear type. Effects boxes are modelled with a non-linear transform and some feedforward and feedback, etc. Connect 'em together, add appropriate routing and controls and hope for the best...
A combination of limited data, 3D linear interpolation, and a unique simulation circuit are combined to provide a programmable tone control that can simulate any desired tone stack. In accordance with one aspect of the invention, it has been found that a reduced number of data points plus interpolation provides sufficiently accurate coefficients for simulation. The data points are obtained from measurements of the actual operation of the analog tone stacks to be simulated. A second aspect of the invention is the simulation circuit controlled by the coefficients to accurately reproduce the operation of any given tone stack. The simulation circuit uses two programmable filters and three variable gain amplifiers to simulate a tone stack. The cut-off frequency of each filter and the gain of each amplifier are determined by coefficients extracted by interpolation from stored data
Multiple channels simultaneously provide multiple, modified digital audio signals, respectively, based on the same digital audio input signal. Each channel has a respective nonlinear effects section to apply a nonlinear transfer function, such as one that emulates a vacuum tube guitar amplifier, based on the input signal
Zen pensez quoi?
_la création d’une impulse response (IR) a partir de l’output d’un stack ampli + cab
_la création d’un algorithme, regroupant lui-même plusieurs « petits » algorithmes correspondant aux composants d’un ampli et d’un cab (composants regroupés en blocs)
Avec la première manière, il y a une histoire de convolution (que je ne suis pas sûr d’avoir compris) qui va traiter le signal dry pour donner le son wet, son qui correspond au son de l’ampli émulé. En gros c’est une équalisation générale des fréquences du signal qui va traiter ce dernier. C’est la solution qu’a opté KEMPER (et peut etre ZOOM :noidea : ?) pour traiter un signal chain en entier (stack + effets).
On fait ca en comparant le signal dry et le signal wet, le système/la machine calibre le tout et sort une fonction (la IR ?) qui va émuler le signal envoyé au simulateur.
Ca donne une image figée d’un ampli, dans une situation donnée. Si on fait une IR d’un MESA BOOGIE a gain 11 et que on baisse le gain du simulateur, ca va devenir degueulasse. Et lorsque le matériel utilisé est différent que celui du signal chain émulé, le son obtenu est différent lui aussi.
La deuxième manière consiste à éclater un ampli et de regrouper ses composants, qui fonctionnent de la meme manière/pour le meme but, par blocs. On crée un algorithme pour recréer le rôle de chaque bloc individuellement. A la fin, on réunit les algo en un seul algo, on compare le résultat avec l’ampli en entier, et on corrige les possibles erreurs et contradictions entre eux.
Cette manière dépend de plusieurs éléments :
- 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.
J’ai pas compris le role des raccourcis:/
C’est l’approche la plus répandue parce que plus efficace (plus que la technique KEMPER
?) mais plus compliquée.Les blocs sont définis en fonction de la précision souhaitée
A savoir que les deux techniques sont en général complétées par un système à transo ou a lampe, meme si la partie logicelle/software/numérique est majoritaire.
Evidemment, si un élément de la chaine (que ca soit dans la premiere ou la seconde technique) est mal simulé, la simulation générale en prend un coup. Et que plus la partie logicielle est « légère », plus l’exécution est rapide et la latence peu élevée voir nulle.
Voila pour l’instant ce que j’ai retenu de vos messages. SI j’ai loupé un truc ou mal compris, n’hésitez pas ^^ .
Et ca c’est ce que j’ai pu trouver ailleurs (en anglais) :
A speaker might be "physically" modelled using a bunch of 2nd-Order DIF-EQ's and lumped mechanical parameters. A tube preamp stage might be modelled as a group of BIQUAD transfer functions that are parametrically selected in accordance with input signal level. A power amp might use a series of interconnecting sub-blocks, of both linear and non-linear type. Effects boxes are modelled with a non-linear transform and some feedforward and feedback, etc. Connect 'em together, add appropriate routing and controls and hope for the best...
A combination of limited data, 3D linear interpolation, and a unique simulation circuit are combined to provide a programmable tone control that can simulate any desired tone stack. In accordance with one aspect of the invention, it has been found that a reduced number of data points plus interpolation provides sufficiently accurate coefficients for simulation. The data points are obtained from measurements of the actual operation of the analog tone stacks to be simulated. A second aspect of the invention is the simulation circuit controlled by the coefficients to accurately reproduce the operation of any given tone stack. The simulation circuit uses two programmable filters and three variable gain amplifiers to simulate a tone stack. The cut-off frequency of each filter and the gain of each amplifier are determined by coefficients extracted by interpolation from stored data
Multiple channels simultaneously provide multiple, modified digital audio signals, respectively, based on the same digital audio input signal. Each channel has a respective nonlinear effects section to apply a nonlinear transfer function, such as one that emulates a vacuum tube guitar amplifier, based on the input signal
Zen pensez quoi?
Hors sujet :
Jsuis en BTS SIO, une ecole d'informatique.
Citation :Déo vas nous disséquer tout ça
c'est limite ce que notre prof nous demande ^^
J'avais comme idée d'envoyer un mail a ZOOM...avec un ptit espoir pour une reponse favorable
Le chien aboie mais n'invente pas le fil à décongeler le beurre.
Les 6l6, des lampes qui nous éclairaient
[ Dernière édition du message le 09/10/2015 à 18:32:43 ]
azertyvince
3197
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 18 ans
azertyvince
3197
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 18 ans
Storky
5198
Je poste, donc je suis
Membre depuis 13 ans
deozza
13387
Drogué·e à l’AFéine
Membre depuis 12 ans
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
.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
.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
Le chien aboie mais n'invente pas le fil à décongeler le beurre.
Les 6l6, des lampes qui nous éclairaient
props
5871
Je poste, donc je suis
Membre depuis 18 ans
- < Liste des sujets
- Charte
- 1
- 2