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Gain numérique linéaire vs son logarithmique

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  • 19 followers
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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71
Tiens, en le revoyant, je me rends compte que j'ai écrit une connerie. 1500dB, c'est la dynamique totale d'un flottant 32 bits. Mais là on parle du bruit de quantification, donc il ne faut prendre en compte que la mantisse. Sur un flottant 32 bits, on sera à -144dB (24 bits de mantisse). Sur un flottant 64 bits, on sera à -318dB (53 bits de mantisse). C'est ça à un pouillème près, parce que l'encodage de la mantisse a un 1 implicite.
Et tout ça ne vaut que quand le résultat passe par la mémoire. Quand le CPU enchaîne les calculs et que ça reste en registre, il utilise en interne des flottants sur 80 bits (sur x86-64, du moins), avec une mantisse de 64 bits, et donc un bruit de quantification autour de -384dB.
Moins spectaculaire que 1500, mais quand même plusieurs ordres de grandeur en dessous de ce qui est perceptible par l'oreille humaine.
72
Citation :
Quand le CPU enchaîne les calculs et que ça reste en registre, il utilise en interne des flottants sur 80 bits (sur x86-64, du moins), avec une mantisse de 64 bits, et donc un bruit de quantification autour de -384dB.

Steinberg avait publié un papier à ce sujet, ça devait dater de 2003 de mémoire.

Et j'ajouterais au dernier post d'alex.d. qu'il n'y a pas de convention pour le placement du 0dBFS.
1500 dB de plage dynamique du 32 bit float ne veut pas dire qu'on est centré sur le 0dBFS avec 750dB de chaque côté.
A l'époque où nous avions fait une batterie de tests nous avions mis en évidence que le seuil bas était de l'ordre de 300 dB et que le gros de la marge était plutôt au dessus de 0dBFS.
Je vais essayer de retrouver le fil en question.

Edit: Trouvé

>> La création d'un studio de mastering de A à Z ! <<

>> trucs à vendre <<

[ Dernière édition du message le 02/10/2024 à 12:40:59 ]

73
Ah oui, tiens, c'est étonnant ça. Sous Linux, dans jack le 0dbFS est mappé sur 1.0f, ce qui fait qu'on est à peu près centré.
74
Les tests datent de 2012 sur des STAN en 32 bit float, ça a peut-être évolué depuis.
Enfin ce n'est pas très important de toute façon, on a largement ce qu'il faut en dessous et au dessus, centré ou pas.

>> La création d'un studio de mastering de A à Z ! <<

>> trucs à vendre <<

75
Citation de gtmanure :
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.



Je "crois" comprendre ce que t'as fait et qu'il y a une explication possible à la différence que tu constates.


Ce que tu appels « onde de bruit loopé », c'est un fichier wave en 24 bits ?
Dans ce cas, pour 24 bits t'as 144 dB de dynamique dispo, le fait d’atténuer operator de 120 db avant de convertir en wave 24 bit, fait que tu obtiens en fichier qui n'as plus que 24 dB de dynamique (144 – 120).
Ce qui explique aussi comment niquer la dynamique en numérique avec un simple gain :clin:
76
Moi je comprend pas en quoi ça complexifie quoi que ce soit.
Que le fichier qui sert aux tests soit un sinus 1kHz ou la 9ème symphonie ne change absolument rien.
Et si c'était une histoire d'export 24 bit, les 2 fichiers seraient quand même suffisamment corrélés pour que le bruit résultant de la somme du fichier 1 et du fichier 2 en inversion de polarité soit vers -24 dBFS, pas vers -120.
Ce qui me fait d'autant plus penser à une part d'aléatoire dans ce fameux "bruit loopé"

>> La création d'un studio de mastering de A à Z ! <<

>> trucs à vendre <<

[ Dernière édition du message le 02/10/2024 à 19:19:42 ]

77
Après, Operator n'est pas un générateur de bruit, c'est synthé virtuel FM … avec modélisation de filtres, enveloppe, modulation, etc.. qui peuvent influencer le résultat.
Histoire d'export, je ne sais pas exactement ce qu'il a fait, je suppose. Mais je sais qu'avec ableton la conversion d'un instrument virtuel en wave peut se faire par différents chemins et différentes méthodes aboutissant à un résultat différents : par exemple geler un piste n'est pas équivalent à écraser une piste ( écraser une piste = conversion wave dans un format défini et connu, geler = c'est différents, l’opération n'est pas neutre).
Dans son cas, si il a atténué le signal avant conversion, c'est un peu comme le réduire à 8 bits.
Puis comparer un fichier réduit à 8 bits avec +120 dB de gain avec un fichier 24 bits à zero de gain , montre en rien l'action d'un gain, seulement comment réduire la dynamique d'un signal et faire remonter le SNR

[ Dernière édition du message le 02/10/2024 à 19:22:00 ]

78
Citation :
Puis comparer un fichier réduit à 8 bits avec +120 dB de gain avec un fichier 24 bits à zero de gain , montre en rien l'action d'un gain, seulement comment réduire la dynamique d'un signal et faire remonter le SNR

Oui, et on ne le répétera jamais assez, un bon protocole permet d'écarter tous les biais.
Si les 2 fichiers comparés ne sont pas identiques à l'origine, effectivement ça ne prouve en rien que le gain implique une élévation du niveau de bruit.

>> La création d'un studio de mastering de A à Z ! <<

>> trucs à vendre <<

79
Voilà, gain machin vs bidule.
Pour moi, je traduit par : une action sur le gain numérique peut avoir une influence sur la résolution.
Le gain analogique c’est la vraie vie, les mystères de l'univers et ne changera rien à la résolution tant qu'il ne rencontre pas le numérique ou son propre plafond. :mdr: ok je :fleche:

Enfin, toussa rejoint essentiellement les connaissances à avoir sur le "Gain Staging" :8)
80
Bonsoir
Quelle discussion ;o)
Citation :
si je fais l'expérience d'augmenter le gain de mon master et de baisser de façon équivalente mon niveau d'écoute de ma carte son, le rendu spectrale semble modifié. (semble plus compressé) Vous me direz c'est normal car c'est un gain de nature différente.

Je ne sais pas ce que tu as comme enceinte de monitoring derrière ta carte son RME, mais rare sont les enceintes qui ont une réponse en fréquence identique en bas volume, au niveau moyen et a fort volume.
Les différences spectrales et même d'impression de différence dans la dynamique que tu entends, ne sont peut être dues qu'a ça ...

heu .... en fait non, tu expliques que tu calibres pour avoir le même volume d'écoute, hehehe ;o)
Mais comment sais tu que tu es au même volume ?
As tu un appareil de mesure extérieur pour être certain que les volumes d'écoutes soient bien identiques ?
Puisque tu entends une différence peut être que ton niveau d'écoute n'est pas tout à fait le même en fait ?

bonne soirée
Fslb
L'homme n'est que poussière, ... c'est dire l'importance des plumeaux