Audionumérique, acoustique, électronique en audio : les informations essentielles et les bases
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Dr Pouet
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Tout d'abord un courte bibliographie :
Dr Pouet
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Hors sujet :
Saloperie de B&W
Puis un rappel de la chaîne audio, clair, net et précis :
Citation de ReNo :
Citation :Le seul truc au niveau du protocole, c'est de s'assurer que le matos utilisé n'introduit pas de biais. Or, je ne crois pas qu'il existe un constructeur qui soit capable de fabriquer une console avec deux tranches parfaitement identiques, un casque avec deux oreillettes proposant la même réponse en fréquence, et du coup, je me pose la question sur les convertisseurs audio. Est-ce qu'avec deux occurrences d'une même modèle d'interface audio, on obtient un signal strictement identique sur une conversion AN ? Je veux dire : les convertisseurs sont ils tous strictement identiques, au pouillième près ? Si tel n'est pas le cas, on tient un premier biais. J'imagine du coup qu'on devra passer par une table numérique qui gérera la conversion numérique et distribuera le signal aux différents ordis...
Y'a t'il vraiment besoin de faire ce test ? si on prend le chemin du signal d'un enregistrement classique
instrument
air
microphone
cable
préampli
ADC
DtD
On se rend compte que la conversion en numérique est faite dans le DAC (soit en amont du DAW digital Audio Workstation, = STAN Station de Travail Audio Numérique = un ordinateur avec un logiciel d'enregistrement, autrefois appelé "séquenceur" ou encore DtD = Direct to Disk). La STAN ne fait que de lire des fichiers PCM stocké sur un disque dur (ou dans la RAM). Il ne saurait pas y avoir de différence !
Partant de ce principe, on peut donc réaliser des tests de simples sommations de fichiers importés.
En gros, tu prends 8 pistes,
- tu les fous toutes dans ta STAN, tu t'assures que les pan law sont identiques, que le dither automatique ou les fonctions "heat" ou autres sont désactivées, que le summing se réalise bien en 64bit float et tu tires un render de la sommation des 8 pistes
- tu répètes l'opération dans toutes les STANs
- ensuite, tu prends tous les renders et tu les importes dans une STAN au hasard et tu les compares en "null test"... t'auras un joli petit silence. Pourquoi ? Parce que ça déjà été fait (notamment pas Docks et Jan ici même sur AF).
Sinon, Lestien, lors de tes comparos, as-tu bien réglé les pan law de logic et de cubase à la même valeur ? Parce qu'il me semble que Logic est en 0db, et que cubase est en -3db par défaut... du coup, le simple import d'un fichier dans le DAW sonnera 3db plus fort dans Logic que Cubase... et ça, ça fait une différence évidemment, mais ca ne change absolument rien en terme de qualité.
[ Dernière édition du message le 19/03/2017 à 02:04:40 ]
Dr Pouet
52037
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C'est ici qu'on lit que la sommation, tant en numérique dans la STAN, qu'en acoustique, se fait selon une simple addition. Ce sont les lois de la nature, de la physique... Elles sont bien heureusement respectées par nos logiciels favoris, qui ne seraient de toute façon pas grand chose pour remettre en question quelques siècles de théories et d'observations physiques.
Images tirées du livre de Curtis Roads chez Dunod, page 43 et suivantes (librairie scientifique ancienne et réputée ; et concernant la vinification, dans leur gamme "La Vigne", je recommande "Connaissance et travail du vin" ) :
en résumé : « La nature mixe acoustiquement dans l'air, ou dans le domaine numérique, selon les règles de simple addition. »
Pour ceux qui douteraient de la parole de Curtis Roads, la justification théorique, physique et mathématique est la suivante :
http://www.tangentex.com/Ondes.htm
Comme les amplitudes s'ajoutent ; c'est pareil d'enregistrer ensemble des sons A et B. Ou d'abord A, puis B, et d'additionner les deux dans la STAN (et dans n'iporte quelle STAN). Si la fonction R est l'enregistrement (ici enregistrement + réverb acoustique) on a donc :
R(a) + R(b) = R(a + b)
Avec un exemple audio écoutable sur Soundcloud (certes un peu miteux en termes de qualité audio et artistique, mais néanmoins éclairant d'un point de vue expérimental) :
https://fr.audiofanzine.com/hifi/forums/t.164072,les-gri-gris-en-hi-fi,post.9180834.html
Images tirées du livre de Curtis Roads chez Dunod, page 43 et suivantes (librairie scientifique ancienne et réputée ; et concernant la vinification, dans leur gamme "La Vigne", je recommande "Connaissance et travail du vin" ) :
en résumé : « La nature mixe acoustiquement dans l'air, ou dans le domaine numérique, selon les règles de simple addition. »
Pour ceux qui douteraient de la parole de Curtis Roads, la justification théorique, physique et mathématique est la suivante :
Citation :
Superposition d'ondes - Principe
Le principe de superposition découle de la linéarité de l'équation de d'Alembert (en l'an 1747 ; résumé par mon prof de physique de classe de mathématiques spéciales : « ce qui se passe ici et maintenant, se passera plus loin et plus tard », c'est aussi général que ça, autrement dit ce sont des conséquences beaucoup plus vastes qu'on ne pourrait le croire à première vue).
De cette linéarité, il résulte que toute combinaison linéaire (donc multiplication et addition ; ou gain et sommation) de solutions de l'équation, est aussi solution de l'équation.
En pratique, il suffit d'observer les rides à la surface d'un étang. Lorsque deux rides se croisent, leurs amplitudes s'ajoutent en donnant une ride plus importante, puis chaque ride repart de son coté.
http://www.tangentex.com/Ondes.htm
Comme les amplitudes s'ajoutent ; c'est pareil d'enregistrer ensemble des sons A et B. Ou d'abord A, puis B, et d'additionner les deux dans la STAN (et dans n'iporte quelle STAN). Si la fonction R est l'enregistrement (ici enregistrement + réverb acoustique) on a donc :
R(a) + R(b) = R(a + b)
Avec un exemple audio écoutable sur Soundcloud (certes un peu miteux en termes de qualité audio et artistique, mais néanmoins éclairant d'un point de vue expérimental) :
https://fr.audiofanzine.com/hifi/forums/t.164072,les-gri-gris-en-hi-fi,post.9180834.html
[ Dernière édition du message le 19/03/2017 à 09:36:31 ]
Dr Pouet
52037
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Ce qui en découle et qui est l'objet de sempiternels débats sur Audiofanzine (et autres forums moins bien) c'est qu'il faut arrêter de propager ces bêtises sur la sommation qui serait différente d'un logiciel à un autre. En fait appliquer un gain et faire une sommation, c'est comme par exemple : sur une liste de prix HT ajouter la TVA puis additionner la commande (cf algorithmes ci-après). Faites le dans Excel, on sait que ça donne toujours la même chose ! Là on remplace "prix" par "sample" (échantillon), et c'est tout (cf d'Alembert et Curtis Roads, cités ci-dessus). Prétendre le contraire et demander à chacun de tester, désolé mais c'est aussi ridicule que de vérifier si la caisse enregistreuse s'est trompé dans son cumul (mais vous pouvez quand même vérifier 
).
Tout ça vient du fait qu'en analogique il était évidemment beaucoup plus compliqué (et en fait totalement impossible) de faire des additions qui soient exactes à -144dBFS près (les microphones et préamplificateurs ont un rapport signal bruit inférieur à 120dB ; déjà 100dB est excellent). Ce chiffre correspond à la "mantisse" d'un nombre à virgule flottante en 32 bits. Ce format de nombres est utilisés dans toutes les STAN, sauf certaines versions de ProTools un peu arriérées
(compatibilité ascendante oblige). On y reviendra, mais pour faire court la mantisse est la partie "suite de chiffres" (123456), tandis que l'exposant est la partie "position de la virgule" (0,00123456 ou bien 123,456 ou bien...) et en 32 bits cette dynamique va de +700dBFS à -700dBFS.
Quelques liens :
L'absence de différence de son entre les séquenceurs / moteur audio :
- algorithme de Ardour = https://fr.audiofanzine.com/mao/forums/t.179681,tordre-le-cou-au-moteur-audio,post.3578705.html
- algorithme de Live (Ableton) par Robert Henke = https://fr.audiofanzine.com/mao/forums/t.179681,tordre-le-cou-au-moteur-audio,post.3578667.html
- exemple "tableur excel", puis algorithme Audacity : https://fr.audiofanzine.com/mao/forums/t.179681,tordre-le-cou-au-moteur-audio,post.5413434.html
Pour ceux qui ont fait de la programmation, voici le code source de la sommation dans Ardour (après avoir appliqué les gains) :
C'est (évidemment) d'une simplicité biblique : c'est juste une addition ! Mais bon c'est normal, c'est comme ça que fait la nature avec les ondes acoustiques. Faire autrement n'apporterait que de la coloration, de la distorsion et autres synonymes.
Pour les "nombres à virgule flottante" utilisés par nos logiciels, voici quelques explications (après rapide Googlage) :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Virgule_flottante
https://fr.wikipedia.org/wiki/IEEE_754
http://www.positron-libre.com/cours/electronique/systeme-numeration/nombre-virgule-flottante.php
).Tout ça vient du fait qu'en analogique il était évidemment beaucoup plus compliqué (et en fait totalement impossible) de faire des additions qui soient exactes à -144dBFS près (les microphones et préamplificateurs ont un rapport signal bruit inférieur à 120dB ; déjà 100dB est excellent). Ce chiffre correspond à la "mantisse" d'un nombre à virgule flottante en 32 bits. Ce format de nombres est utilisés dans toutes les STAN, sauf certaines versions de ProTools un peu arriérées
(compatibilité ascendante oblige). On y reviendra, mais pour faire court la mantisse est la partie "suite de chiffres" (123456), tandis que l'exposant est la partie "position de la virgule" (0,00123456 ou bien 123,456 ou bien...) et en 32 bits cette dynamique va de +700dBFS à -700dBFS.Quelques liens :
L'absence de différence de son entre les séquenceurs / moteur audio :
- algorithme de Ardour = https://fr.audiofanzine.com/mao/forums/t.179681,tordre-le-cou-au-moteur-audio,post.3578705.html
- algorithme de Live (Ableton) par Robert Henke = https://fr.audiofanzine.com/mao/forums/t.179681,tordre-le-cou-au-moteur-audio,post.3578667.html
- exemple "tableur excel", puis algorithme Audacity : https://fr.audiofanzine.com/mao/forums/t.179681,tordre-le-cou-au-moteur-audio,post.5413434.html
Pour ceux qui ont fait de la programmation, voici le code source de la sommation dans Ardour (après avoir appliqué les gains) :
void mix_buffers_no_gain (ARDOUR::Sample *dst, ARDOUR::Sample *src, nframes_t nframes) {
for (nframes_t i=0; i < nframes; i++) {
dst[i] += src[i];
}
}
C'est (évidemment) d'une simplicité biblique : c'est juste une addition !
Mais bon c'est normal, c'est comme ça que fait la nature avec les ondes acoustiques. Faire autrement n'apporterait que de la coloration, de la distorsion et autres synonymes.Pour les "nombres à virgule flottante" utilisés par nos logiciels, voici quelques explications (après rapide Googlage) :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Virgule_flottante
https://fr.wikipedia.org/wiki/IEEE_754
http://www.positron-libre.com/cours/electronique/systeme-numeration/nombre-virgule-flottante.php
Darkmoon
4068
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 20 ans
Excellente mini-synthèse et résumé Dr pouet!
"Si t'enregistres à Poudlard, avec l'ingé son Dumbledore, les lois physiques tu peux t'en foutre. Mais dans l'monde réel, les lois physiques, les mesures, le dBFS, tout ça existe bel et bien." youtou
Anonyme
2720
Nantho Valentine
4124
Rédacteur·trice
Membre depuis 22 ans
TC Hotrod
7352
Je poste, donc je suis
Membre depuis 12 ans
C'est bien de reprendre à zéro et d'en faire un condensé facile d'accès et compréhensible, Dr Pouet.
nujazzbes
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Posteur·euse AFfamé·e
Membre depuis 9 ans
Tshaw91
484
Posteur·euse AFfamé·e
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