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Gain numérique linéaire vs son logarithmique

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Sujet de la discussion Gain numérique linéaire vs son logarithmique
Bonjour,

Mes questions vont sembler bizarres à certains, mais je vous les pose sait-on jamais.

J'ai l'impression, à mes oreilles, que lorsque j'augmente le gain master d'un mixage, cela ne change pas uniquement le volume, mais également le rendu spectral du morceau, ou plus précisément que les volumes des différents instruments n'augmente pas à la même vitesse, et que donc n'importe quel gain général change le rendu fréquentiel du master. Cela semble encore plus vrai si j'augmente par exemple de manière égale l'ensemble des gains de mes pistes.


Également à mes oreilles, j'ai le sentiment qu'un gain numérique n'augmente pas que le volume, mais change la dynamique du son, comme si un bit faible n'était pas égal à un bit fort... ou en tout cas que le gain est une fonction linéaire tandis que le son est lui logarithmique, ce qui nécessairement va modifier la dynamique lors d'un gain.

Suis-je fou ou valideriez vous mes intuitions ?

Un indice qui m'a amené à cette conclusion, est par exemple de voir que beaucoup d'enregistrements de classique ne sont pas "normalisé", comme si on choisissait un niveau d'enregistrement à la prise, et qu'ensuite on se gardait bien d'augmenter le gain de peur justement d'altérer l'empreinte sonore qui a été saisit.

Merci pour votre aide.
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21
Citation :
Or personnellement à l'écoute, un master dont j'ai appliqué un dithering, j'entends toujours au même niveau le bruit de quantification (le son fantôme dû à la troncature), et j'entends en supplément un bête bruit blanc mais qui n'est pas corrélé au signal. Donc personnellement je préfère ne pas utiliser de dithering, sachant que c'est pour de la musique totalement synthétique.

Le dithering, effectivement c'est un vaste débat. Cependant il ne faut pas oublier que cela existe pour s'adapter à un support de diffusion et cela implique donc un compromis, comme il en existe pour les supports analogiques avec leurs défauts. Le dithering les plus convaincant pour mes oreilles, c"est le MDA dither, un plugin très ancien qui n'a même pas d'interface graphique. Il permet de doser le bruit avec un curseur très précis et de choisir le type de bruit. Je bouge le curseur vers le haut jusqu'à obtenir une bonne clarté et lorsque ce point est dépassé, le dither (bruit) a l'effet inverse de voiler le son. Au niveau du bruit, je préfère le Hipass sinus sans mise en forme (shaping) et je le dose entre 0.7 et 1.0 bit soit moins que la plupart des dithers proposés par d'autres plugins.
22
Citation de gtmanure :

Je fais référence à l'identité d'Euler f2bca7543787faa55f2781b4d3df77aaed2a7fdb qui démontre la relation intime qui existe entre la fonction exponentielle et le nombre pi.

Dans la pratique c'est assez simple à le voir, quand on regarde la courbure d'un cercle, cela est similaire à une fonction exponentielle.
Je suis désolé mais je ne sais pas l'exprimer en termes mathématiques.

Or une onde sinusoïdale est intrinsèquement l'équivalent d'un cercle déroulé sur un axe.

Donc oui désolé mais il est possible de dire qu'une onde sinusoïdale à une nature exponentielle. Je vous invite à regarder comment évoluent les valeurs en bit d'une onde sinusoïdale. Quand je parle de nature exponentielle, c'est pour bien signifier la différence de nature d'avec la linéarité d'une multiplication d'un gain numérique.


Il n'y a pas besoin d'aller chercher la formule d'Euler, il suffit simplement de regarder la définition de l'exponentielle complexe pour voir le rapport avec le sinus. Mais ça n'a aucun rapport avec la courbe, d'ailleurs en complexe, les courbes deviennent un peu difficile à tracer. Et ça n'a aucun rapport avec le logarithme. Certes, en réels l'exponentielle est la réciproque du logarithme, mais ça ne marche plus en complexe (à supposer qu'on arrive à définir un logarithme complexe, déjà). Tout ça me semble être une élucubration qui se base sur une manipulation incorrecte de termes mathématiques.
23
x
Hors sujet :
je priends le popcorn et je m'installe.
24
Citation :
La distorsion qui est produite par tout traitement n'est pas analogue au son, elle transforme toute sinusoïdale progressivement en onde triangulaire.

Non! Si c'était vrai pour un simple gain t'imagines la gueule du signal sur un mixage numérique de 600 pistes avec des traitements complexes partout (ce qui est très courant en postprod)
Et pourtant ça n'est pas le cas.

On est quand même un certain nombre à te dire que tu t'emmêles les pinceaux en tricotant des liens compliqués sur des choses assez simples.
Le rapport logarithmique il est simple:
Le gain = 20log(facteur)
Donc pour un facteur 2, le gain augmente de 6dB.
Je te la fait dans l'autre sens: si t'écoutes à 80dB(a), pour doubler le niveau tu pousses pas à 160dB(a) mais à 86dB(a).
Tu peux faire la même avec le dBu, le dBFS ou ce que tu veux, il est là le rapport logarithmique.
Si tu mets un gain de 120dB, ça fait un rapport d'un million.

Je t'ai proposé une expérience dans les premiers posts, tu l'as réalisée?
Je t'invite à le faire avant d'aller plus loin dans la discussion.:clin:

[ Dernière édition du message le 19/09/2024 à 07:27:14 ]

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Citation de gtmanure :

Pour bass-man 13 :

Hello !

Je fais référence à l'identité d'Euler f2bca7543787faa55f2781b4d3df77aaed2a7fdb qui démontre la relation intime qui existe entre la fonction exponentielle et le nombre pi.

Dans la pratique c'est assez simple à le voir, quand on regarde la courbure d'un cercle, cela est similaire à une fonction exponentielle.
Je suis désolé mais je ne sais pas l'exprimer en termes mathématiques.

Or une onde sinusoïdale est intrinsèquement l'équivalent d'un cercle déroulé sur un axe.

Donc oui désolé mais il est possible de dire qu'une onde sinusoïdale à une nature exponentielle. Je vous invite à regarder comment évoluent les valeurs en bit d'une onde sinusoïdale. Quand je parle de nature exponentielle, c'est pour bien signifier la différence de nature d'avec la linéarité d'une multiplication d'un gain numérique.



ps : d'ailleurs je remarque que je me suis planté dans le titre je voulais dire logarithmique et pas algorithmique :mdr:


Désolé je veux pas te vexer et je n'alimenterai pas le HS d'avantage, mais encore une fois c'est faux!
C'est pas parceque localement on pourrait approximer une exponentielle par un cercle qu'on peut en tirer de telles conclusions! A ce compte là on peut tout approximer par un segment de droite, même un cercle, d'ailleurs c'est ce que fait un écran lorsqu'il affiche un cercle avec des pixels. Ça nous avance pas des masses, et mathématiquement il est bien moins coûteux de reconstruire un signal avec des segments de droite qu'avec des exponentielles ou des sinus ou que sais-je.
Alors oui il existe tout un tas de transformations (Fourier, Ondelettes...) qui utilisent ces propriétés la, mais rien a voir avec ce que tu décris.
Si ça t'intéresse, un groupement d'universités propose des cours en ligne sur la plateforme unisciel.fr c'est très bien fait !

[ Dernière édition du message le 19/09/2024 à 09:17:50 ]

26
Citation de Cola verde :
Le dithering, effectivement c'est un vaste débat. Cependant il ne faut pas oublier que cela existe pour s'adapter à un support de diffusion et cela implique donc un compromis, comme il en existe pour les supports analogiques avec leurs défauts. Le dithering les plus convaincant pour mes oreilles, c"est le MDA dither, un plugin très ancien qui n'a même pas d'interface graphique. Il permet de doser le bruit avec un curseur très précis et de choisir le type de bruit. Je bouge le curseur vers le haut jusqu'à obtenir une bonne clarté et lorsque ce point est dépassé, le dither (bruit) a l'effet inverse de voiler le son. Au niveau du bruit, je préfère le Hipass sinus sans mise en forme (shaping) et je le dose entre 0.7 et 1.0 bit soit moins que la plupart des dithers proposés par d'autres plugins.


Nice ! Merci pour l'info, je vais checker ça.




Citation de alex.d. :
Il n'y a pas besoin d'aller chercher la formule d'Euler, il suffit simplement de regarder la définition de l'exponentielle complexe pour voir le rapport avec le sinus. Mais ça n'a aucun rapport avec la courbe, d'ailleurs en complexe, les courbes deviennent un peu difficile à tracer. Et ça n'a aucun rapport avec le logarithme. Certes, en réels l'exponentielle est la réciproque du logarithme, mais ça ne marche plus en complexe (à supposer qu'on arrive à définir un logarithme complexe, déjà). Tout ça me semble être une élucubration qui se base sur une manipulation incorrecte de termes mathématiques.



Merci pour ton éclairage, je ne prétend pas être calé en math en effet.

Je vais juste alors répéter l'ensemble des vérités sur lesquelles on peut se mettre tous d'accord.

-L'onde sinusoïdale est le déroulement sur un axe d'un cercle.

-Le cercle est défini par le nombre pi. Il existe une équation qui relie le nombre pi et la fonction exponentielle (seulement dans le domaine complexe ?).

-Notre perception des fréquences est non linéaire (logarithmique ou exponentielle ?) puisqu'à nos oreilles un changement de 200 à 400 hz est équivalent à un changement de 2000 à 4000 hz.

-De même l'amplitude sonore d'une impulsion décroit de manière logarithmique.


De tout ceci, j'en conclus, grossièrement, que le son n'a pas une nature "linéaire", à l'opposé de la technologie audionumérique qui elle raisonne de manière linéaire (répartition linéaire des valeurs).


Je ne suis pas en train de dire que l'audionumérique à tout faux, je fais juste un constat sur la limite inhérente de la technologie à saisir le réel, et où se situe potentiellement cette limite.





Pour Dock's :

Je n'ai pas la possibilité malheureusement de faire ton test présentement ;)



Pour bass-man13 :

Merci pour l'idée d'unisciel, je ne connaissais pas, je vais regarder.

[ Dernière édition du message le 20/09/2024 à 21:32:40 ]

27
Citation de gtmanure :

-Notre perception des fréquences est non linéaire (logarithmique ou exponentielle ?) puisqu'à nos oreilles un changement de 200 à 400 hz est équivalent à un changement de 2000 à 4000 hz.

Ce n'est pas notre perception qui est exponentielle, c'est l'harmonie. Deux cordes qui ont des fréquences de résonance doubles l'une de l'autre vont vibrer ensemble dans la nature, qu'il y ait une oreille ou pas pour les entendre.

Citation de gtmanure :

De tout ceci, j'en conclus, grossièrement, que le son n'a pas une nature "linéaire", à l'opposé de la technologie audionumérique qui elle raisonne de manière linéaire (répartition linéaire des valeurs).

Je ne suis pas en train de dire que l'audionumérique à tout faux, je fais juste un constat sur la limite inhérente de la technologie à saisir le réel, et où se situe potentiellement cette limite.


Là on ne parle plus de fréquence mais d'amplitude, ce n'est pas la même chose. Mais en effet, pour les amplitudes, on utilise aussi souvent une échelle logarithmique (les décibels).

Quand on a une faible résolution (8 bits), souvent on va utiliser un encodage qui repose sur la loi Mu (µ-law, en anglais) qui est un encodage logarithmique. Quand on a une meilleure résolution (à partir de 16 bits), on a déjà 90dB de dynamique même en encodage linéaire, donc on n'a pas besoin de s'embêter avec un encodage logarithmique.
Éventuellement, si on fait les calculs en 16 bits, en les enchaînant on pourrait avoir une perte de résolution à la longue. Mais tous les logiciels audionumériques travaillent en interne depuis 20 ans en virgule flottante (en IEE754) qui se trouve être un encodage lui aussi logarithmique (mantisse + exposant).
Au final, tout va bien.

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Hello Alex.d,

Merci pour tes lumières !! :clin: C'est enrichissant d'avoir quelqu'un qui est calé sur le sujet.

Je pensais à une chose, car je réfléchis à l'élaboration d'un DAW qui ne reposerait que sur la synthèse sonore. Ne serait-il pas possible d'envisager l'ensemble du DAW comme un énorme synthé additif ? C'est à dire ne raisonner qu'en terme de décomposition de fourier, pour ainsi ne plus avoir d'ajout de bruit lorsqu'on fait un gain, et que la forme d'onde ne soit rendu qu'à la toute fin, sans jamais passer en PCM donc. Dans mon esprit ce serait un peu la différence pour les polices de caractères entre le bit mapping et les vecteurs. Mais peut-être qu'encore une fois je dis de la merde. :mdr:

[ Dernière édition du message le 23/09/2024 à 20:20:50 ]

29
Citation :
pour ainsi ne plus avoir d'ajout de bruit lorsqu'on fait un gain

Y'a aucun ajout de bruit lors d'un gain.
J'ai aucune compétence en synthèse additive, mais j'ai l'impression que tu cherches à résoudre un problème qui n'existe pas.
30
Citation de gtmanure :
Hello Alex.d,

Merci pour tes lumières !! :clin: C'est enrichissant d'avoir quelqu'un qui est calé sur le sujet.

Je pensais à une chose, car je réfléchis à l'élaboration d'un DAW qui ne reposerait que sur la synthèse sonore. Ne serait-il pas possible d'envisager l'ensemble du DAW comme un énorme synthé additif ? C'est à dire ne raisonner qu'en terme de décomposition de fourier, pour ainsi ne plus avoir d'ajout de bruit lorsqu'on fait un gain, et que la forme d'onde ne soit rendu qu'à la toute fin, sans jamais passer en PCM donc. Dans mon esprit ce serait un peu la différence pour les polices de caractères entre le bit mapping et les vecteurs. Mais peut-être qu'encore une fois je dis de la merde. :mdr:

Oui.
Si tu es allergique aux bits numérique, évite de te faire du mal et récupère 3 ou 4 synthé analogiques, une guitare, une table de mix analo et un magnéto à bandes. Autrement oui, tu peux faire une école d'ingénieur en informatique pour apprendre à coder parce que j'ai pas l'impression que ce serait facile de convaincre un ingénieur pour réaliser ton projet. ( à moins que tu ais un gros budget à y consacrer). Dans tous les cas, attention à la maladie auto-immune :mrg: on sait jamais avec les bits, bytes, et les courbes linéaires non-logarithmiques. Vaut mieux se tenir à distance parfois.

[ Dernière édition du message le 23/09/2024 à 22:41:53 ]