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[FAQ] Toutes les réponses à vos questions existentielles sur le 24 bits et le 96 kHz

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Sujet de la discussion [FAQ] Toutes les réponses à vos questions existentielles sur le 24 bits et le 96 kHz
Ce thread a pour but de centraliser les informations sur l'intérêt des résolutions élevées en audio, par exemple 24 bits/96 kHz. Je commence par un auto-quote :


La quantification

Le 24 bits est plutôt quelque chose d'intéressant, puisque la hausse de résolution dans ce cas augmente la dynamique sur les enregistrements, ce qui peut être très utile lorsqu'on enregistre avec des préamplis qui ont un niveau de sortie en dessous de 0 dB... C'est complètement inutile par contre sur des instruments virtuels ou du tout numérique, entre autres puisque les séquenceurs (et donc les plug-ins) fonctionnent en interne avec du 32 bits à vigule flottante...


Les fréquences d'échantillonnage

Pour la question de la fréquence d'échantillonnage, l'intérêt pratique d'aller à 88.2 ou 96 kHz, bien qu'il existe, est beaucoup plus faible que celui du 24 bits, ce qui explique que des professionnels recommandent peu souvent à des home-studistes de lâcher le 44.1 kHz, mais demandent toujours du 24 bits.

Ensuite sur un enregistrement seul, à moins d'avoir une oreille d'extra-terrestre, il est impossible d'entendre ou même de visualiser sur un spectrogramme une différence notable dans le domaine de l'audible entre quelque chose d'enregistré avec un microphone et un bon préampli/une bonne carte son en 44.1 kHz et en 96 kHz. Si différence il y a, c'est que la qualité des convertisseurs n'est pas la même.

Quel est donc l'intérêt de ces fréquences d'échantillonnage élevées alors ? Dans une chaine de traitements numériques, bien que les ingénieurs/développeurs mettent des filtres anti-aliasing dans leurs produits (repliement au dessus de la demi-fréquence d'échantillonnage, voir théorème de Shannon/Nyquist), il y a toujours un peu de repliement qui se fait, surtout si certains rigolos n'ont pas mis du tout de dispositifs anti-aliasing, comme sur certains synthétiseurs numériques (ce qui peut être parfois intéressant au niveau sonore, mais très grave sur une simulation d'amplificateur guitare). Augmenter la fréquence d'échantillonnage permet de repousser la limite en fréquence du repliement, et donc de rendre les traitements plus propres. Mais là encore, il est probable que vous ne puissiez pas entendre de différence flagrante...

Enfin, le 48 et le 96 kHz sont des fréquences utilisées plutôt en vidéo. La conversion de fréquence d'échantillonnage étant moins complexe du 88.2 au 44.1 que du 96 au 44.1, il est généralement conseillé de bosser en 88.2, sauf si vous avez vraiment confiance en votre logiciel de conversion. Travailler en 48 par contre est une grosse connerie, parce que ça apporte presque rien au niveau théorique, et que la conversion 48 vers 44.1 peut être source de bordel supplémentaire par rapport au 44.1 direct...


96 kHz et 24 bits dans un home-studio ???

Pour terminer ce monologue, une remarque très importante, discuter des fréquences d'échantillonnage et de la quantification optimales c'est bien, mais il faut déjà avoir du matos derrière, et réaliser des mixages à la hauteur, pour que l'intérêt des résolutions supérieures soit pertinent dans vos projets personnels ! Ne pas savoir mixer correctement ses morceaux et bosser avec du 24 bits/96 kHz me semble être une aberration...

Petite astuce aussi pour savoir si se prendre la tête dans votre cas vaut le coup : faites un enregistrement + mixage avec du 96 kHz/24 bits. Exportez le résultat en WAV, puis convertissez le en 44.1K/16 bits. Modifiez la fréquence d'échantillonage sur tous vos enregistrements et à l'intérieur du projet, puis faites à nouveau un export. Comparez les deux sur votre système d'écoute habituel. Si vous n'entendez pas de différences notables et intéressantes, arrêtez de vous prendre la tête :mrg: Ou allez acheter du meilleur matos... Autre cas : si "les deux sonnent aussi mal", retournez bosser le mixage, en 44.1K/16 bits bien sûr :oops2:

Développeur de Musical Entropy | Nouveau plug-in freeware, The Great Escape | Soundcloud

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Je débarque mais j'ai pas tout lu, juste les pages de ce jour.

Pour apporter un élément de réponse à Rexet, j'avais lu que le 192 Khz ou 96Khz n'avait un réel intéreêt que lors d'opérations de time streching, en rallongeant la durée d'une partie audio. En effet, un signal découpé avec plus de précision permettrait d'atteindre une résolution suffisante une fois allongé à mort. En gros en échantillonant à 44,1 * 4, soit 176.4 Khz, on peut allonger jusqu'à 4x le temps tout en gardant au final une précision de 44,1.

Pour le reste, je suis simplement le débat, j'ai trop peu de connaissances, mais c'est en lisant qu'on apprend :P:
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Sur le site http://www.musiques-rb.org/echantillons.html on peut lire

Citation : Pour se rendre compte que la limitation de la fréquence d'échantillonnage n'est pas anodine, il suffit de faire de la synthèse électronique : quand les fréquences sont proches, les phénomènes de battement attendus sont perturbés par le bruit de digitalisation ; on ne peut donc jouer avec ces battements qu'en augmentant considérablement la fréquence d'échantillonnage.


Ca je n'ai aucun mal à le croire.

Citation : Pour se rendre compte que la limitation de la fréquence d'échantillonnage n'est pas anodine, il suffit d'écouter des enregistrements de choeurs : les voix humaines ne sont jamais tout à fait stables ; ces petites fluctuations font la beauté des choeurs, mais leur enregistrement est un exercice périlleux et l'écoute d'un cd gravé à 44.1 kHz un moment pénible.


Là par contre je suis sceptique (au fond de moi-même, il y a un petit diable qui pense que c'est de la pure branlette).

Votre avis ?

(On pourrait dire : quand ces voix chantent des fréquences proches ça fait des battements et on retrouve le même problème que pour la synthèse numérique. Mais je pense que c'est faux pour deux raisons. D'abord les battements se produisent en analogique, c'est ensuite que les battements sont numérisés et je ne vois pas pourquoi il y aurait de grosses pertes à ce stade. De plus, des voix humaines sont bien moins précises que des oscillateurs numériques, et donc les artefacts numériques qui se produisent dans un synthé n'ont aucune chance de se produire avec des voix humaines).




(habile relance du thread)
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Je pense également que c'est de la branlette

104

Citation :
Pour apporter un élément de réponse à Rexet, j'avais lu que le 192 Khz ou 96Khz n'avait un réel intéreêt que lors d'opérations de time streching, en rallongeant la durée d'une partie audio. En effet, un signal découpé avec plus de précision permettrait d'atteindre une résolution suffisante une fois allongé à mort.



J'y crois pas beaucoup a ca. Deja, le time stretching a tellement d'artefacts en general (surtout si tu allonges beaucoup), que je pense que meme si ca avait un quelconque effet, ce serait completement negligeable. Mais surtout, fondamentalement, le time stretching t'oblige a "inventer" du signal, donc je vois vraiment pas en quoi surechantillonner le signal de depart pourrait servir a quoi que ce soit.

Sinon, le truc des frequences de battement, faut que je regarde un peu plus en detail, mais je pense que c'est completement faux. Si on parle bien de numerisation d'un son existant, tu peux evidemment, a 44.1 khz, reproduire un demi ton dans le registre de 4 khz ! Encore une fois, ca me parait etre une grave incomprehension de ce qu'est l'echantillonage. Typiquement, 4 khz, c'est le registre des notes les plus aigues du piano. Sur un cd, tu entends clairement la difference entre ces notes la !
105

Citation : donc je vois vraiment pas en quoi surechantillonner le signal de depart pourrait servir a quoi que ce soit.



J'ai du mal m'exprimer.
D'une je ne pratique pas le time stretching, mais surtout, Ce qui me parait intéressant, c'est de connaitre le facteur entre le timing avant et après, pour calculer le facteur de changement de vitesse. En gros, si on enregistre à 88 200 Hz, en repassant à 44 100, on sait qu'on a ralentit le temps d'un facteur de 2 (soit le tempo ausi). En fait du coup ce n'est pas un effet via plug in, mais un simple calcul. Mais je dois raconter des conneries il est 5H du mat :mrg:
106

Citation :
D'une je ne pratique pas le time stretching, mais surtout, Ce qui me parait intéressant, c'est de connaitre le facteur entre le timing avant et après, pour calculer le facteur de changement de vitesse. En gros, si on enregistre à 88 200 Hz, en repassant à 44 100, on sait qu'on a ralentit le temps d'un facteur de 2 (soit le tempo ausi).



Certes, mais je ne vois pas le rapport avec ce que tu disais avant ? :?!:
107
On a bien le même effet de ralentissement non? :mrg:
J'ai peut être une conception erronée du time streching alors :noidea:
108

Citation :
On a bien le même effet de ralentissement non?



Oui, mais tout est decale d'une octave aussi (division frequence par deux). Donc ce n'est pas du tout un time stretching.

Hors sujet : En fait, mathematiquement parlant, le time stretching ne veut rien dire: tu dois inventer du signal, il y a pas a tortiller. Par exemple, si tu ralentis une note de piano d'un facteur deux, tu ne veux pas ralentir globalement tout le signal, mais seulement ce qui vient apres les transitoires, sinon, tu as cet effet de "flop", ou tes attaques sont toutes minables (particulierement le cas pour les percussions, par exemple: dans le cas des percussions style rim shot, tu veux espacer plus les rim shot, pas allonger les sons de rim shot: que tu aies 4 rim shot sur les temps en 4/4 a 80 bpm ou 120 bpm, les rim shot ont la meme longeur a priori).

C'est pas pour rien que c'est ultra complexe comme processus si tu veux le faire dans un soucis de bon rendu.

109

Hors sujet : Je suis pas trop d'accord avec le terme "inventer"
Le time-streching n'invente rien. Il ne fait que reconstruire le signal en supposant la stationnarité a court terme ou copier des grains.
Les défauts des méthode de time-streching sont surtout dus a la plus ou moins bonne gestion des transitoires.

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Citation : On pourrait dire : quand ces voix chantent des fréquences proches ça fait des battements



et puis de toutes façons, la fréquence des battements est bien inférieure aux fréquences des sons qui battent, donc bien en-deça des fréquences de coupures des convertisseurs, donc pas du tout dans les zones sujettes à caution ? non ?

Wikipedia :

Citation : En acoustique musicale, le battement est une perception sonore due au mélange de deux sons, de fréquences fondamentales voisines, ou contenant des fréquences harmoniques voisines. C'est l'équivalent sonore des franges de moiré que l'on peut observer en optique.

Lorsque deux sons sont de fréquences ƒ1 et ƒ2 très proches — donc de hauteurs voisines — l'oreille perçoit une sorte de pulsation lente dont la fréquence est la différence ƒ1 - ƒ2 en valeur absolue.

Par exemple, un la à 440 Hz joué en même temps qu'un la à 443 Hz produiront conjointement une pulsation de 1,5 battements par seconde :

  Battements 440 Hz et 440,5 Hz écouter
  Battements 440 Hz et 442 Hz écouter
Un battement est également perçu entre des sons de fréquence ƒ2 et ƒ3 si cette dernière est une fréquence harmonique simple de ƒ1. Par exemple, si ƒ3 est la quinte de ƒ1, alors :


Les battements se produisent en fait en grand nombre entre toutes les fréquences en présence, mais la plupart ne sont pas audibles. En effet, il est possible que ces battements ou les sons résultants correspondent à des fréquences existantes, qui sont alors renforcées, ou bien qu'elles soient de trop faible intensité ou qu'elles varient trop lentement (un battement toutes les 5 secondes ou plus lent). On ne les entendra pas non plus si les battements sont trop rapides : au-delà de 20 battements par secondes, ils ne sont plus discernables, et on entre dans le champ des fréquences audibles : 20 Hz (extrême grave) étant considéré comme le seuil auditif d'une oreille ordinaire. Le phénomène reste le même, mais on parle alors, à cause du changement de perception, de son résultant.

111

Hors sujet :

Citation :
Le time-streching n'invente rien. Il ne fait que reconstruire le signal en supposant la stationnarité a court terme ou copier des grains.



Reconstruire des parties qui sont inexistantes, c'est ce que je sous entends par "inventer". Tu supposes la stationarite, mais ce n'est jamais le cas pour un signal. Tu ne peux faire de time stretching que si ton signal est donnee par une fonction continue a tout instant t, ce qui n'est jamais le cas evidemment en pratique. Et ce n'est pas le seul probleme.

Concretement, les methodes temps frequence pour le time stretching te donnent un modele de signal approchant le signal reel, et ce modele, lui, peut etre time stretche facilement. Par exemple, c'est comme ca que marchent les methodes a base de vocoder de phase: tu supposes que chaque canal n'a qu'une sinusoide, qui une fois sa frequence determinee, est triviale a "allonger" ou "retrecir".

Mais rien ne te dit que perceptuellement parlant, ton modele est toujours valide au tempo cible.

Citation :
Les défauts des méthode de time-streching sont surtout dus a la plus ou moins bonne gestion des transitoires.



Pas seulement. Par exemple, comment gerer un signal a la fois avec un transitoire et une basse (ou le moindre defaut dans la frequence sera criant) ? En fait, tu veux une representation temps frequence echelle, ce qui a forcement des limites.

Mark Sprenger le dit beaucoup mieux que moi, et a priori, il s'y connait en time stretching : https://music.columbia.edu/pipermail/music-dsp/1999-March/033513.html

Tout le thread est interessant. Il y est entre autre donne des exemples ou la "bonne" chose a faire depend carrement de l'instrument.

112

Citation :
et puis de toutes façons, la fréquence des battements est bien inférieure aux fréquences des sons qui battent, donc bien en-deça des fréquences de coupures des convertisseurs,



Oui, tout a fait. La ou tu pourrais avoir un probleme, c'est si tu enregistrais separement chaque source sonore, disons deux sources autour de 50 khz avec du battement dans l'audible. La, en rejouant les deux sources numerisees a 44.1 khz, tu n'as plus le battement. Mais c'est capillocrapte, et je vois pas tres bien la pertinence pour de l'audio.
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Bon, je vois que mon lien vous a amusés, comme il m'a amusé aussi. N'importe quel soft audio (wavelab, audition) permet de générer à à 44,1KHz un demi ton au dessus de 4KHz. Le raisonnement ne tient pas la route, dans la mesure où selon la théorie du signal la fréquence d'échantillonnage impacte la bande passante et en aucun cas les différentes fréquences à produire à l'intérieur de cette bande passante.

La résolution, elle, dépend du pas de quantification (le nombre de bits).

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering

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Citation :
Le raisonnement ne tient pas la route, dans la mesure où selon la théorie du signal la fréquence d'échantillonnage impacte la bande passante et en aucun cas les différentes fréquences à produire à l'intérieur de cette bande passante.



Perso, j'ai surtout pas compris son raisonnement. Le coup du demi ton a 4 khz qui necessite 80 khz, ca me fait automatiquement tilter evidemment.
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Manifestement il fait une grave confusion entre temps et fréquence. Si encore il avait écrit qu'un évènement très court temporellement nécessitait une haute fréquence d'échantillonnage, là j'aurais été d'accord.

ce qui conditionne la capacité à produire une fréquence à 4000,000000000...1 Hz, c'est uniquement la résolution, donc le nombre de bits.

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering

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Heu lapin compris là, meme en 1 bit on peut produire une fréquence de 4000,0000000000001 hz non?

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Tu as parfaitement raison, le signal sera juste un peu carré, je ferais mieux de bosser plutôt que d'écrire des conneries. :oops:

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering

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Au debut aussi, je me suis dit ca y est, nonconforme se kapamise, mais en fait, le lien dont on parle parle aussi synthese, et donc la t'as bien un probleme si tu veux faire des sons a l'herz pret vis a vis des resolutions numeriques (rien a voir avec la quantification lors de la conversion A->D).

De toute facon, quand on parle synthese, faut faire vachement gaffe, parce que ca rend le truc tout de suite plus complique. Typiquement, quand je dis que je suis assez convaincu 32 bits flottant suffisent pour le mixage de son, ca veut pas dire que ca suffit quand tu veux faire certains types de synthese (typiquement, en synthese FM, il me semble que ca part vite en couille si l'accumulateur de phase est code que sur 32 bits). Pareil pour les frequence d'echantillonages: pour a peu pres tous les traitements non triviaux, 44.1 khz ne suffisent plus (filtre de synthe, par exemple).
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C'est la raison pour laquelle on peut pas faire de fm avec des composants discrets je crois (ou alors c'est merdique) je me souviens que quelqu'un en parlait à une époque ici (c'était peut etre toi gabou)

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En analogique, le probleme, c'est d'avoir des oscillateurs ultra stables, ce qui est couteux. C'est possible, mais concretement, ca n'a jamais ete fait a ma connaissance (pour la synthese audio, je veux dire).
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Hors sujet : c'est la dernière fois que j'emploie l'expression "c'est la raison poour laquelle" j'ai la chanson de daho en tête :(


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Citation : nonconforme se kapamise



hey ho hey on se calme là. :lol:

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Une info intéressante : AKM sort le premier DAC 32 bits :

http://news.harmony-central.com/Newp/2007/AKM-AK4397-DAC.html

Si, d'un point de vue audio, je ne suis pas certain de l'intérêt, en tout cas la compatibilité avec les DSP 32 bits sera totale, sans qu'il soit nécessaire de faire de conversion 32 float-> 24 entiers en sortie, et j'imagine bientôt en entrée.

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering

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(oui j'ai vu après coup)

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering