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Cette question revient souvent : à quelle fréquence d’échantillonnage travailler ?
Vaste débat à l’heure ou de nombreux convertisseurs analogiques/numériques proposent jusqu’à 192 kHz.
Numérisation audio
Numérisation audioPetits rappels pour ceux qui ne sont pas à l’aise avec la technique.
Un son est caractérisé par :
- sa fréquence mesurée en hertz (Hz)
- son amplitude, mesurée en décibels (dB) en acoustique ou en volts (V) lorsqu’il est enregistré avec des appareils électriques analogiques.
Pour rappel, un micro est un capteur qui transforme des ondes acoustiques en courant électrique.
La résolution
La résolutionPour numériser un son, on mesure l’amplitude d’un signal analogique à intervalles réguliers fixes que l’on code sur un certain nombre de bits numériques.
Cela s’appelle l’échantillonnage.
Plus il y a de bits plus on peut coder précisément la valeur de l’échantillon.
Un bit a deux valeurs possibles, 0 ou 1.
Un mot numérique de 16 bits est donc une succession de 0 et de 1.
Le nombre de bits est appelé résolution, on parle par exemple de résolution 16 bits.
La dynamique
La dynamiqueSur un bit on a du son ou on n’en a pas.
Sur deux cela fait quatre valeurs (ou paliers) possibles, sur trois cela en fait huit etc.
Chaque bit rajouté double le nombre de valeurs possibles.
Sur 16 bits on a 2 puissance 16 valeurs soit 65536 paliers.
Sur 24 bits cela en fait 16777216.
En son, on exprime les niveaux en décibel (dB).
Chaque fois qu’on double le niveau sonore (quand on ajoute un bit en numérique), on ajoute 6 dB.
Donc pour 16 bits on a 16 x 6 dB = 96 dB de dynamique.
Pour 24 bits on obtient 24 x 6 dB =144 dB de dynamique.
La dynamique est la différence entre le niveau le plus fort et le plus faible.
La fréquence d’échantillonnage
L’intervalle auquel on prend ces mesures est la fréquence d’échantillonnage exprimée en hertz (Hz).
1 Hz = 1 intervalle ou cycle par seconde.
44,1 kHz = 44100 Hz soit 44100 mesures par seconde ou une mesure toutes les 0,023ms.
Théorème de Nyquist
Ce théorème nous dit qu’il faut échantillonner un son au double de sa plage de fréquence utile pour le reproduire de manière optimum.
La plage de fréquence utile est la fréquence max moins la fréquence min.
L’oreille humaine peut percevoir les sons de 20Hz jusqu’à 20 kHz.
Il faut donc échantillonner au delà de 2 x 20 kHz soit au delà de 40 kHz pour coder l’ensemble du spectre audible.
Formats utilisés
A l’arrivée des produits numériques, les acteurs de l’industrie du disque et de l’audiovisuel se sont mis d’accords sur deux standards :
- 44,1 kHz 16 bits pour le CD audio
- 48 kHz 16 bits pour l’audio accompagnant des vidéos (TV, DVD, vidéos internet etc)
De nouveaux standards dits haute définition (HD) commencent à apparaître.
Ils consistent à travailler à une résolution plus élevée et/ou une fréquence d’échantillonnage plus élevée :
- 32 ou 24 bits au lieu de 16
- 96 ou 192 kHz au lieu de 44,1/48 kHz
Ces standards haute définition sont rendus possibles par les performances des convertisseurs modernes.
Ils travaillent maintenant en 24 bits et peuvent proposer des fréquences d’échantillonnage jusqu’à 192 kHz.
Au début de la démocratisation du numérique, les convertisseurs ne proposaient que du 16 bits 44,1 kHz ou 48 kHz.
Quelle fréquence d’échantillonnage ?
Echantillonnage 44k1 ou 48k
Il est important de choisir dès le début la fréquence d’échantillonnage en fonction de l’utilisation finale des fichiers audio.
44,1 kHz pour du CD et 48kHz pour de la vidéo.
La conversion entre 44,1k et 48k ne permet pas toujours de resynchroniser correctement des fichiers entre eux :
- convertir un fichier enregistré en 44k1 vers du 48k pour le placer sur une vidéo ne permet pas forcément de le synchroniser correctement avec l’image
- diffuser un enregistrement 44k1 (un CD par exemple) en analogique et enregistrer un instrument additionnel en 48k ne permet pas forcément de synchroniser les deux ensemble si on les importe dans le même projet en convertissant un des deux à la fréquence de l’autre.
A notre époque de musique dématérialisée et de réseaux sociaux, l’image a pris beaucoup d’importance.
De nombreuses vidéos sont tournées de manière réfléchies et anticipées ou pas (téléphone portables) et leur utilisation par la suite nécessitera une synchronisation avec l’audio enregistré.
Echantillonnage HD
Augmenter la fréquence d’échantillonnage et la résolution d’un fichier audio après enregistrement n’apportera pas de gain qualitatif.
Idem pour un son enregistré à des valeurs plus élevées qui auraient été réduites aux standards habituels après mixage et mastering et qu’on voudrait ensuite repasser en HD.
Si on veut travailler à des fréquences plus élevées, il vaut mieux choisir un multiple de deux du standard final.
Cela facilitera la conversion finale sans perte de synchronisation.
Tous les professionnels et scientifiques ne sont pas d’accords sur le gain de qualité d’un échantillonnage à 88,2 kHz (double du format CD), 96 kHz (double du format vidéo) ou plus.
Certains n’y voient que du marketing pour vendre des produits plus chers.
Une chose est certaine, une majorité de studios et de projets fonctionnent encore en 44,1 ou 48 kHz même s’ils ont la capacité de faire plus.
Bien avoir en tête que travailler au double des fréquences d’échantillonnage standards :
- consomme deux fois plus de stockage disque
- fait travailler deux fois plus les processeurs des ordinateurs lors du traitement du son (deux fois moins de plugins ouverts lors du mixage).
- double le débit dans les connexions numériques.
Doubler le débit divise par deux le nombre de canaux disponibles dans certains types de connexions numériques :
- un port ADAT pouvant véhiculer 8 canaux en 44,1 ou 48 kHz n’en passera que 4 en 96k et 2 en 192k
- un port MADI pouvant véhiculer 64 canaux en 48k passera à 32 en 96k et 16 en 192k
Latence
L’augmentation du débit réduit la latence des ordinateurs ce qui est positif à conditions qu’ils aient la puissance de calcul nécessaire pour y faire face.
La latence est le temps nécessaire au processeur pour traiter les données audio.
Elles se règle dans les drivers de la carte son.
Lorsque le processeur n’arrive pas à traiter correctement l’audio, cela se traduit par des clics numériques, des craquements ou des coupures de son.
On augmente alors la latence pour laisser le temps au processeur de traiter les données audio.
24bits / 192 kHz Music downloads …and why they make non sense
Pour ceux qui maîtrisent bien l’anglais et la technique, voici les liens vers un article et deux vidéos de « Monty » Montgomery.
Christopher « Monty » Montgomery est le créateur américain du format de conteneur Ogg Free Software et du codec audio Vorbis, entre autres, et le fondateur de The Xiph.Org Foundation, qui promeut les codecs multimédia du domaine public. (Wikipedia)
Bien qu’extrêmement pédagogiques ces vidéos de vulgarisation font appel à des notions physiques et mathématiques assez pointues.
Elles sont néanmoins passionnantes.
Article : 24bits / 192 kHz Music downloads …and why they make non sense
Les vidéos disposent en haut de leur fenêtre de trois menus permettant de choisir la taille, d’aller directement au chapitre voulu et d’afficher des sous-titres dont le français.
Je suis bien content de m’en rendre compte maintenant après m’être tout farci en anglais sans sous-titres!
Vidéo 1 : A Digital Media Primer for Geeks
Vidéo 2 : Digital Show & Tell
Samplerates : the higher the better, right ?
Vidéo en anglais non sous-titrée publiée par le concepteur de plugins FabFilter .
Au delà de la pub pour leurs plugins, cette vidéo est très pédagogique.
Voici un résumé pour ceux qui ne maîtrisent pas l’anglais.
Enregistrer au dessus de 48kHz peut créer des problèmes d’aliasing avec les traitements non linéaires (compresseurs, distortions).
L’aliasing (repliement du spectre en français) se manifeste comme des harmoniques indésirables apparaissant dans le spectre audible.
Les fonctions de suréchantillonnage (oversampling) des plugins permettent de calculer les traitements à des fréquences d’échantillonnage plus élevées et revenir à la fréquence d’échantillonnage du projet en éliminant cet aliasing.
Les aliasing générés dans les différents cas de figure exposés (fréquence d’échantillonnage trop faible ou trop élevée) sont très subtils voire parfois difficilement audibles.
La conclusion est qu’il ne faut pas attacher d’importance à la fréquence d’échantillonnage.
Ce qui sous-entend aussi que cela ne vaut pas le coup de travailler à 96 kHz (et plus), cela génère des fichiers deux fois plus gros et demande deux fois plus de puissance de calcul à l’ordinateur lors du mix.
La réponse à la question initiale Samplerates : the higher the better, right ? (fréquences d’échantillonnage , est ce vrai que le plus élevé est le mieux ?) est donc non.
La dernière conclusion de la vidéo est que 48kHz offre un léger gain par rapport à 44.1 kHz
Liste des publications ici avec notamment :
- Latence et station audio numérique
- Enregistrement à la maison pour les débutants
- Enregistrement, problèmes fréquents
Le studio peut réaliser des enregistrements multipistes mobiles grâce à ses consoles Behringer X32, X32 Compact et X32 Core.
32 pistes via la carte X-USB et la prise usb d’un ordinateur portable ou 64 avec la configuration suivante :
Un enregistrement 64 pistes est possible en combinant les possibilités d’enregistrement 32 pistes de deux consoles équipées chacune d’une carte d’extension X-MADI.
Les deux consoles reliées entre elles en MADI envoient l’ensemble des pistes via un câble MADI (coaxial ou optique) sur un PC équipé d’une carte MADI RME.
Plusieurs combinaisons sont possibles :
- X32 Core avec Boîtier de scène Midas DL32 + X32
- X32 Core avec DL32 + X32 Compact avec boîtier de scène Behringer S16 ou SD8
- X32 + X32 Compact avec boîtier de scène S16 ou SD8
La X32 Core envoie des pré-mixes d’écoute sur les entrées aux (6 mono ou 3 stéréo) via une liaison AES50 (RJ45) entre les deux consoles.
L’ensemble du matériel pour un enregistrement 64 pistes tient dans la Meuhmobile :
- Consoles Behringer X32, X32 Compact et X32 Core et boîtiers de scène Midas DL32, Behringer S16 et SD8
- Enceintes monitoring Digidesign RM1
- 13 Contrôleurs de monitoring personnel Behringer P16-M et 3 routeurs P16-D
- Amplis casques SAMSON S-Phone et SM Pro HP6E
- Casques Senheiser HD280 pro, 380, 25, 25 SP, Audio Technica ATH-M50, ATH-M50X
- le parc de plus de 150 micros et DI du studio
- Les pieds de micros et le câblage
- un PC portable avec carte RME Madiface USB et Nuendo Live 2
Au delà des explications techniques, on peut donc retenir qu’avec cette configuration, l’enregistrement multipistes sur site (concerts lieux de répétition) devient accessible financièrement.
Même pour des projets imposants en nombre de musiciens comme des orchestres philharmoniques, harmonies etc.
Devis en fonction des projets.
Le studio partage les trucs qu’il trouve lorsqu’il résoud un problème auquel il est confronté.
Retrouvez l’ensemble des publications du studio classées par rubriques ici.
Le studio a récemment acquis un deuxième micro Aston Spirit.
Après une rapide comparaison avec le premier, de grosses différences de son apparaissent.
Une fois le corps démonté, on s’aperçoit que l’électronique des deux micros n’est pas la même.
Le plus ancien a trois circuits imprimés, l’un d’eux porte la référence « issue 1 ».
Le plus récent n’a que deux circuits imprimés, l’un d’eux porte la référence « issue 3 » ; il comporte des composants montés en surface.
L’inscription gravée sur le corps n’est pas la même non plus :
« The Art of Performance » pour le plus ancien, « The Art of Audio » pour le plus récent.
Le SAV de Aston (très réactif) confirme l’existence des différentes versions mais s’étonne de la différence de son constatée et suspecte un problème sur un des micros.
Ils me proposent de renvoyer les deux micros chez eux pour les étudier, ce que je fais.
Ils m’ont renvoyé très rapidement deux micros neufs, la classe !
Le studio vient de concevoir un commutateur de monitoring baptisé ComMeuhtateur et l’a fait réaliser par Antoine Requena de Shark Amps.
Qu’est-ce qu’il fait que ne font pas ceux du marché ?
Avec un simple bouton, il commute en même temps des entrées et des sorties.
Je n’ai pas trouvé d’appareil sur le marché qui ait cette fonction.
Quel est l’intérêt du commutateur de monitoring ?
Le monitoring au studio La Boîte à Meuh se fait avec deux paires d’enceintes, un sub, un contrôleur de monitoring Presonus Central Station avec sa télécommande et le logiciel de calibration d’écoutes Sonarworks reference 4 sur un ordinateur dédié.
Voir l’article sur le monitoring du studio . La config a un peu évolué depuis puisque les enceintes sont maintenant une paire de Digidesign RM2, une paire de KH O 300D , le sub Neumann KH 805 et le logiciel Sonarworks Reference est passé en version 4.
Il faut donc une instance du plugin Sonarworks avec un réglage de calibration par configuration d’écoutes différentes.
Avec le sub qui peu servir avec chaque paire d’écoutes, cela fait quatre réglages de plugin différents sur autant de sorties stéréo de l’ordinateur de monitoring :
- Digidesign
- Digidesign + sub
- KH
- KH + sub
Pour passer d’une écoute à une autre, il faut donc simultanément appuyer sur :
- un bouton pour changer de source
- un bouton pour changer d’écoute
- éventuellement appuyer sur le switch de commande du sub pour l’activer ou non
Ce n’est pas très pratique.
Décliné en deux modèles, le ComMeuhtateur sélectionne avec un seul bouton l’entrée correspondant à la sortie désirée et active ou non le sub (selon la version).
Il est destiné selon le modèle, aux utilisateurs de logiciels de correction d’écoute ayant deux paires d’écoutes de monitoring différentes, avec ou sans sub.
ComMeuhtateur 221
ComMeuhtateur 221Le ComMeuhtateur 221 gère :
- 4 entrées stéréo symétriques
- 2 sorties stéréo symétriques vers les écoutes amplifiées
- 1 jack asymétrique d’activation du sub
- 1 boucle d’insertion stéréo symétrique pour le contrôleur de monitoring et le sub.
Le chemin du signal audio est donc le suivant : entrée (sortie de convertisseur Analogique / Numérique avec le plugin de correction d’écoute) vers la sortie de la boucle d’insertion.
Dans la boucle d’insertion, il y a dans l’ordre le contrôleur de monitoring (permettant d’utiliser un potentiomètre de volume et les fonctions mute, dim et mono) puis le sub.
Le sub filtre les écoutes en analogique.
Quand il n’est pas actif le signal pleine bande est envoyé aux écoutes, sinon il coupe en dessous de 80 Hz.
La sortie écoutes du sub revient dans l’entrée de la boucle d’insertion.
Elle est ensuite routée vers une des deux sorties stéréo (selon le bouton sélectionné) sur lesquelles sont branchées les écoutes.
Il y a donc quatre boutons sélectionnant chacun une configuration différente, un seul est actif à la fois :
- Bouton Mon 1 : entrée 1 vers sortie 1 – sub inactif
- Bouton Mon 1+sub : entrée 2 vers sortie 1 – sub actif
- Bouton Mon 2 : entrée 3 vers sortie 2 – sub inactif
- Bouton Mon 2+sub : entrée 4 vers sortie 2 – sub actif
Chaque bouton a son voyant qui indique qu’il est sélectionné
Un voyant supplémentaire vient rappeler si le sub est actif .
Ce sont des relais spécialisés pour l’audio qui commutent les entrées et les sorties, il n’y a pas d’autre composant sur le chemin du signal audio.
Les boutons sont sur un petit boîtier déporté, relié au boîtier principal par un cordon de trois mètres avec une connectique subD 9.
Cela permet d’avoir à portée de main un boîtier relativement discret et de cacher le gros boîtier avec ses 17 connexions + alimentation qui n’ont pas besoin d’être accessibles au quotidien.
L’alimentation est une alimentation à découpage dans un boîtier séparé, il y a un interrupteur on/off sur le gros boîtier avec toutes les connectiques.
Le ComMeuhtateur peut être utilisé avec n’importe quel contrôleur de monitoring, il en existe de simples à des prix abordables.
ComMeuhtateur 22
Ce modèle gère 2 entrées stéréo symétriques, 2 sorties stéréo symétriques et une boucle d’insertion stéréo symétrique.
Il n’est pas prévu pour gérer un sub.
Il a trois boutons :
- le bouton Mon 1 sélectionne l’entrée 1 avec la sortie 1
- le bouton Mon 2 sélectionne l’entrée 2 avec la sortie 2
- le bouton Control Mon active ou non la boucle d’insertion
Chaque bouton a son voyant
Toutes les connexions sont sur le boîtier.
Il bénéficie de la même alimentation que le 221 sans l’interrupteur de mise en marche
Prix
Ces modèles sont les prototypes destinés à l’utilisation du studio La Boîte à Meuh (modèle 221) et pour l’installation personnelle de Nicolas Bouchillou (modèle 22)
Nico est le collègue associé de Musica Donf (l’association qui gère le studio), il mixe et masterise chez lui.
Antoine Requena peut les fabriquer à l’identique pour :
- ComMeuhtateur 221 : 390€
- ComMeuhtateur 22 : 260€
Il peut aussi apporter des modifications selon vos besoins.
Une GoPro tournait lors de l’enregistrement du morceau Lulu de HDW.
Voici l’occasion d’écouter le piano Young Chan G175 du studio, isolé ou quasiment.
En effet, le morceau piano/voix ayant été enregistré live, on entend en fond par moment la voix d’Alexandre.
C’est je crois la prise retenue sur le disque
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