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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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Citation de gtmanure :
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.


Faire des additions/multiplications directement sur le signal ou dans le domaine spectral, je ne vois pas la différence.
Quant au bruit introduit par les opérations sur les flottants, c'est au-delà de négligeable. En flottants 32 bits, la plage de dynamique est à plus de 1500dB (non, je n'ai pas mis un zéro en trop). La précision n'est certes pas infinie, mais elle est de plusieurs ordres de grandeur au-delà de ce que percevoir l'oreille humaine.
Du coup, j'ai bien peur que tu t'entêtes à résoudre un problème qui n'existe pas.
32
Citation de DocK'S :
Y'a aucun ajout de bruit lors d'un gain.


Si, puisqu'on travaille en flottant, à chaque opération il y a une erreur d'arrondi, puisque le résultat n'est pas forcément représentable avec le nombre de bits prévus dans le flottant 32 bits. Mais c'est d'une amplitude absolument négligeable (même si ce n'est pas zéro).
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Oui alex.d, je sais bien, j'ai insisté sur le mot ajout pour préciser qu'il n'y a pas de cumul, le bruit n'augmente pas à chaque opération, il reste toujours du même ordre, c.a.d un demi pas de quantification.
Et oui en 32 bit float ça reste vers -144dB sous le niveau du signal, quelque soit le niveau de modulation, et encore plus en 64 bit float, ce que fait n'importe quelle STAN aujourd'hui.
Ce qui doit nous ramener le BDQ vers -290 dB sous le niveau du signal.
34
drapeau, pou une fois que ça bouge un peu dans ce coin du forum...
pour appuyer le propos de Dock's avec un exemple très simple : on peut très bien sur un synthé logiciel avoir une enveloppe dont le comportement est linéaire ou pas, cela ne change strictement rien à la manière dont le gain affectera le signal, à savoir comme un bête multiplicateur qu'il est.
bien sûr le potard du gain lui-même peut avoir une course non linéaire, mais c'est encore sans rapport avec l'action du gain lui-même.
35
Citation de DocK'S :
Y'a aucun ajout de bruit lors d'un gain.


Alors, j'ai pris le temps de faire des expériences de mon côté. Et je peux affirmer avec certitude que le gain ajoute du bruit.

Je t'avoue qu'en début d'expérience j'ai été surpris à quel point ce bruit est loin et négligeable, je ne pensais pas à ce point.

Pour vous donner les résultats de mon expérience : J'ai d'abord comparé 2 sinusoides généré par Operator dans Ableton (donc en 64 bit). Une sinusoide à 0 dbfs et l'autre à -120 dbfs, compensé ensuite par un gain de +120 db et je n'ai rien en opposition de phase !

Mais mais mais... Si je complexifie un peu la chose, et que je met une onde de bruit loopé (la même je précise bien car j'ai dupliqué operator), j'ai quelque chose qui apparait en opposition de phase si ils ont 90db de différence ! Mon master m'indique qu'un son apparaît à -120 dbfs.

Sachant que toutes les autres formes d'ondes, je n'ai rien qui apparait au master.


Citation de alex.d. :
La précision n'est certes pas infinie, mais elle est de plusieurs ordres de grandeur au-delà de ce que percevoir l'oreille humaine.


Et pourtant... Moi à l'écoute, je fais la net distinction entre un master que je sors en 32 bit ou 24 bit, ou l'écoute en session en 64 bit. Après c'est peut-être aussi la lecture qui influe, mais je ne pense pas, j'entends la dynamique qui se réduit.

L'idée que j'avais pour un logiciel, c'est qu'au lieu d'avoir une opération et une approximation qui est effectué à chaque traitement, l'ensemble soit géré comme une gigantesque série de fourier, et dont l'approximation de calcul soit fait qu'une seule fois, pour la résultante du son master.

Alors certes c'est ptete overkill ou inutile, mais qui sait ? peut-être que cela sonnerait bien ? Il y a bien des critiques sur le son numérique vs le son analogique en synthèse sonore, peut-être que cela peut aider à limiter d'autant plus la distorsion et le bruit.

D'ailleurs la compression MP3 fonctionne en partie sur le principe de décomposition de fourier.


Citation de DocK'S :
Oui alex.d, je sais bien, j'ai insisté sur le mot ajout pour préciser qu'il n'y a pas de cumul, le bruit n'augmente pas à chaque opération, il reste toujours du même ordre, c.a.d un demi pas de quantification.


Vraiment ? Cela me semble surprenant... Il faudra que je fasse l'expérience aussi alors :bravo:




Citation de Cola verde :
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.



Ahh oui c'est sûr c'est un autre débat. Déjà tout l'analogique ne se vaut pas. Et puis le numérique apporte l'avantage de plus facilement "écrire" la musique !

Oui ce n'est pas une mince affaire de développer un DAW, j'en ai bien conscience. C'est juste un projet de très long terme potentiel, une source de réflexion. Ce qui m'intéresse ce serait un logiciel purement pour de la synthèse, sans audio, un peu comme un tracker, sauf que ce serait sous la forme d'un séquenceur MIDI.


36
Citation :
Moi à l'écoute, je fais la net distinction entre un master que je sors en 32 bit ou 24 bit, ou l'écoute en session en 64 bit. Après c'est peut-être aussi la lecture qui influe, mais je ne pense pas, j'entends la dynamique qui se réduit.

Sauf que peu importe la résolution de ton fichier ou de ta session, c'est toujours les mêmes 24 bit qui passent par tes convertos N/A.
Dit autrement, t'écoutes 3x exactement la même chose.

Citation :
Et je peux affirmer avec certitude que le gain ajoute du bruit.

Citation :
Une sinusoide à 0 dbfs et l'autre à -120 dbfs, compensé ensuite par un gain de +120 db et je n'ai rien en opposition de phase !

Ben voilà t'as ta réponse, y'a pas eu d'ajout de bruit.:bravo:

Citation :
Si je complexifie un peu la chose, et que je met une onde de bruit loopé (la même je précise bien car j'ai dupliqué operator), j'ai quelque chose qui apparait en opposition de phase si ils ont 90db de différence ! Mon master m'indique qu'un son apparaît à -120 dbfs.

Je connais pas operator mais ma main à couper que t'as généré un bruit aléatoire, donc test faussé.
Exporte ta piste operator (en flottant) et refait la première expérience à partir de ce fichier audio: -120dB ou la valeur que tu veux et compensé ensuite. Tu peux même t'amuser à dépasser le 0 en cours de route, même de 500dB si tu veux et compenser d'autant derrière.
Je peux t'assurer que si t'as le moindre signal en opposition de phase c'est que t'as "foiré" quelque part. :clin:
37
edit: j'avais pas vu la réponse de DocK'S avant de poster... c'est redondant du coup, mais bon au moins on est à peu près cohérents.

Citation de gtmanure :
Alors, j'ai pris le temps de faire des expériences de mon côté. Et je peux affirmer avec certitude que le gain ajoute du bruit.


Je te suggère de relire ce que tu as écrit toi-même... Tu démontres de façon logique que ce n'est pas l'augmentation de gain qui ajoute du bruit. Dans tes deux expériences il n'y a qu'un seul paramètre qui change, c'est donc forcément ce paramètre qui est en cause. Je ne connais pas Ableton ni Operator mais s'il s'agit d'un générateur de bruit genre bruit blanc ou rose, on peut supposer qu'il y a une composante aléatoire dans cette génération, ce qui est la cause probable de l'apparition d'un signal lors de ton null test.

Citation :
Et pourtant... Moi à l'écoute, je fais la net distinction entre un master que je sors en 32 bit ou 24 bit, ou l'écoute en session en 64 bit. Après c'est peut-être aussi la lecture qui influe, mais je ne pense pas, j'entends la dynamique qui se réduit.


Encore une fois c'est une illusion... Si le mix est réalisé proprement et qu'aucun échantillon ne dépasse 0dBFS, alors l'énorme marge dynamique supplémentaire apportée par la résolution 64bit float ne sera pas utilisée donc les deux gammes dynamiques seront identiques au final.

Citation :
Alors certes c'est ptete overkill ou inutile, mais qui sait ? peut-être que cela sonnerait bien ? Il y a bien des critiques sur le son numérique vs le son analogique en synthèse sonore, peut-être que cela peut aider à limiter d'autant plus la distorsion et le bruit.


Il y a aussi des gens qui se prennent la tête à débattre des différences audibles entre 96kHz et 48kHz, ou entre un .wav et un mp3 320kbps etc... et puis il y a ceux qui, pendant ce temps, font du son et de la musique avec des clients satisfaits et continuent d'acquérir des années d'expérience basée sur la pratique. Chacun son truc. :clin:

[ Dernière édition du message le 25/09/2024 à 23:30:59 ]

38
Pour Dock's :

Et pourtant je met ma main à couper que je peux faire la différence à l'aveugle entre un master en 24 ou 32 bit, ou alors d'avec le son dans la session, du coup quel serait la raison ?

J'ai bien mis dans mon message "bruit loopé", c'est un bruit enregistré répété et non blanc, quand on duplique un operator avec ce bruit, la forme d'onde est identique. La preuve en est qu'en opposition de phase à même niveau il n'y a rien au master quand on les compare.

Et pour aller plus loin, j'ai fais une autre expérience : j'ai pris un de mes master en 24 bit, je l'ai baissé de 30 db, exporté. Remis dans la session avec un gain de 30 db et comparé à l'original. Résultat ? du bruit au master à -115 db.

Ensuite j'avoue que lorsque je fais l'expérience avec un bruit blanc exporté en 32 bit, et réhaussé par la suite, je ne détecte pour l'instant rien... Enfin il faut que je refasse des test. Car j'ai exporté une résultante de l'opposition de phase à +120 db, que j'ai ensuite réhaussé et là je détecte du bruit. Bref... Résultat des courses, la diff entre du 24 bit et 32 bit est énorme déjà, mais le bruit semble bien exister.



Pour Jean-Marc Boulier :

Tu n'entend pas de différence entre ton son de session et un export en 24 bit ?


Oui il y a une différence de son entre le wav et le mp3 bien sûr, et également entre le 96khz et le 48 khz, même si moi-même je suis un adepte de rester à travailler en session en 44,1khz (ou 48 qu'importe) car de toute façon cela sera la fréquence d’échantillonnage final de l'auditeur.

Alors certes, vous n'allez pas me croire pour les écoutes à l'aveugle, dans ce cas là il faudrait mettre en place un protocole...

Oui comme tu dis chacun son truc, mais il vaut mieux se poser les questions, les bonnes, et ensuite ne plus avoir à se les poser.
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si tu as des résultats de test contradictoires, tu ne peux pas conclure...
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Conclure, je ne suis pas sûr que ce soit son but...