Séquence 10

Hello, world !

- Connectiques analogiques / numériques

- Conversion digitale / analogique

- Culture générale des logiciels

- Présentation des principaux types de synthèse & effets sonores

Connectiques / Formats

connectiques

analogiques 

numériques

Symmétrisation

2m

Symmétrisation

2m

bip boup bip bip

boup bip bip boup

Symmétrisation

30m

krr krr krr krr krr

Vous vous souvenez??

Symétrisation

canal + (chaud)

canal - (froid)

Symétrisation

canal + (chaud)

canal - (froid)

Interférence

(similaire à chaque instant)

Symétrisation

canal + (chaud)

canal - (froid)

_

Desymétrisation

(div par 2)

_

(div par 2)

\begin{cases} x_1 &= x + \epsilon\\ x_2&= -x + \epsilon \end{cases}
x_1
x_2
\epsilon

intérférence / bruit

\begin{cases} x_1 + x_2 &= x + \epsilon -x + \epsilon = 2 \epsilon \\ x_1 - x_2&= x + \epsilon - (-x) + \epsilon = 2x \end{cases}

Annulation de l'interférence

Recouvrement du bruit (inutile)

 XLR / Jack 

Connectiques

XLR /

Jack

Symétrique

Asymétrique

  • Symétrique
  • Distance max : 50-100 m
  • Unidirectionnel
  • Niveau Micro / Line
  • Analogique
  • Asymétrique / Symétrique
  • Distance max : 10-20 m (TS)
  • Distance max : 50-100 m (TRS)
  • Unidirectionnel
  • Niveau Instr / Line / Casque
  • Analogique

AES

  • Symétrique
  • Distance max : 50-100 m
  • Unidirectionnel
  • 2 channels
  • Numérique

XLR

AES

DMX

(lumière)

50-75ohm

~110 ohm

~110 ohm

- un format de cable n'identifie pas un protocole! 

- un câble analogique peut contenir du signal... digital??!! 🤬

Bornier (HiFi)
  • Asymétrique
  • Distance max : 50 m
  • Unidirectionnel
  • Niveau Puissance
  • Analogique
  • 1 canal

Connectiques

Speakon 
  • Asymétrique
  • Distance max : 50-100 m
  • Unidirectionnel
  • Niveau Puissance
  • Analogique
  • 1 ou 2 canaux

Connectiques

RCA / CINCH 

Audio / vidéo  (TV)

Format SPDIF

  • Asymétrique
  • Distance max : 10m
  • Unidirectionnel
  • Analogique
  • Distance max : 10m
  • Unidirectionnel
  • 2 channels
  • Numérique

Connectiques

Toslink 

Format ADAT

Format SPDIF

  • Optique
  • Distance max : 10m
  • Unidirectionnel
  • Numérique
  • 8 canaux
  • Synchronisant
  • Optique
  • Distance max : 10m
  • Unidirectionnel
  • 2 canaux
  • Numérique
  • Synchronisant

Connectiques

Coaxial / BNC

Wordclock

Format MADI

  • Asymétrique
  • Distance max : 50-100m
  • Unidirectionnel
  • Numérique
  • Synchronisant
  • Asymétrique / Optique
  • Distance max : 50 - 100m (Coax)
  • Distance max : X kilomètres (optique)
  • Unidirectionnel
  • 56/64 canaux
  • Numérique
  • Peut-être synchronisant

??

Connectiques

Ethernet / RJ45

Formats EtherSound / AES 50 / dSnake...

Formats DANTE / RAVENNA / AVB / AES 67

  • Distance max : 100m
  • Bi-directionnel
  • Numérique
  • 48 / 64 canaux
  • Synchronisant
  • Distance max : 100m
  • Réseau IP
  • 64 / 128 / 256 / 512... canaux
  • Numérique
  • Synchronisant

Audio over Ethernet

Audio over IP

Connectiques

MIDI

Connectiques

Pas pour l'audio, pour le contrôle!

MIDI 1.0

Connectiques

3 octets par message
1 t t t n n n n

canal

status

MIDI 1.0

Connectiques

MIDI 1.0

Connectiques

MIDI / MPE

Connectiques

MIDI 1.0
MIDI 2.0

7 bits for data

32 bits

16 bits

16 bits for data

→ ???? valeurs?

→ ???? valeurs?

configuration intra-machine

messages par note

messages de contrôle globaux

MPE

configuration intra-machine

un canal par note

→ ???? valeurs?

7 bits for data

16 bits

OSC

Connectiques

ethernet (RJ45)

Wi-fi / Bluetooth

Routing

/pitch 0.1
/amp 0.4 0.4 1.
/trigger

Culture informatique

Culture informatique

Utilisateur

Application

Système d'exploitation

Matériel

Culture informatique

Utilisateur

Application

Système d'exploitation

Matériel

"hardware"

"software"

Culture informatique

Matériel

Culture informatique

Matériel

Système d'exploitation

En informatique, un système d'exploitation est un ensemble de programmes qui dirige l'utilisation des ressources d'un ordinateur par des logiciels. Il reçoit des demandes d'utilisation des ressources de l'ordinateur — ressources de stockage des mémoires (par exemple des accès à la mémoire vive, aux mémoires de masse), ressources de calcul du processeur central, ressources de communication vers des périphériques (pour parfois demander des ressources de calcul au GPU par exemple ou toute autre carte d'extension) ou via le réseau — de la part des logiciels applicatifs. Le système d'exploitation gère les demandes ainsi que les ressources nécessaires évitant les interférences entre les logiciels

ex : Linux, Windows 11, macOS 14 Sonoma

Culture informatique

Système d'exploitation

Culture informatique

Système d'exploitation

coordonne les composants

fais-ci, fais-ça, blabla

Culture informatique

Système d'exploitation

coordonne les composants

fais-ci, fais-ça, blabla

Firmware

Un firmware est un programme intégré dans un matériel informatique pour qu'il puisse fonctionner. Par exemple, un système BIOS (Basic Input/Output System) est un logiciel stocké sur la carte mère d'un ordinateur qui est utilisé par le microprocesseur de l'ordinateur pour permettre le démarrage du système informatique après sa mise sous tension. Le BIOS établit un lien entre des périphériques matériels spécifiques et les logiciels et indique à l'ordinateur comment exécuter des fonctions de base telles que le contrôle du clavier.

ex : BIOS, UEFI

(pas que pour les ordinateurs ; toute interface digitale)

Culture informatique

Système d'exploitation

coordonne les composants

fais-ci, fais-ça, blabla

interface avec les utilisateurs

comment je dis fais-ci, fais-ça, blabla

interface "ligne de commande"

Windows : PowerShell

Mac & Linux : shell, zsh, ...

interface "fenêtrée"

 

-> plus user-friendly, mais moins puissante

Culture informatique

Application

Logiciel applicatif

Une application, un applicatif ou encore une appli, une app est un programme (ou un ensemble logiciel) directement utilisé pour réaliser une tâche, ou un ensemble de tâches élémentaires d'un même domaine ou formant un tout.

Ex : Max 8, Reaper, Ableton Live

Culture informatique

Application

X

Système d'exploitation

"DAW" : Digital Audio Workstation

Middleware

En architecture informatique, un middleware (anglicisme) ou intergiciel est un logiciel tiers qui crée un réseau d'échange d'informations entre différentes applications informatiques. Le réseau est mis en œuvre par l'utilisation d'une même technique d'échange d'informations dans toutes les applications impliquées à l'aide de composants logiciels.

Ex : Max4Live entre Ableton Live et Max 8

Application

Culture informatique

Application

Culture informatique

Pilote

Un pilote informatique (driver), souvent abrégé en pilote, est un programme informatique destiné à permettre à un autre programme (souvent un système d'exploitation) d'interagir avec un périphérique.

Ex : ASIO, Fireface Setting, MOTU... entre DAW et Carte son (interne ou externe)

Application

Culture informatique

langage interprété: JavaScript, Python

Interprété à chaque à chaque utilisation

langage compilé : ex: C, C++

Compilé sous forme d'executable

ex: Langage assembleur

Représentation "lisible" du langage machine

ex: Langage machine

Langage du CPU, suite de bits

Haut-niveau

Bas-niveau

Application

Culture informatique

- VST2 / VST3 / VSTi (Steinberg) : Virtual Studio Technology

- AU (Apple Emagic) : Audio unit
- AAX (Avid) : Avid Audio eXtension

- LV2 : Linux Audio Developer's Simple Plugin API 2

- MAS (MOTU) : Motu Audio système

...

Application

Culture informatique

"plug-ins" : module d'extension

Application

Culture informatique

chargés dynamiquement

Application

Culture informatique

Formats de modules audio : 

 

- VST : Virtual Studio Technology : propriétaire Steinberg, multi-platforme

- AU : AudioUnit : propriétaire Apple, seulement Mac

- AAX : seulement pour ProTools, multi-plateforme

- CLAP : nouveau format, multi-plateforme

Formats conteneurs & codecs

 

 

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

"Pulse Code Modulation" ➞ PCM

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

en-tête "header"

encodage : PCM

resolution : 16 bits

sampling: 44.1kHz

canaux: 2 (stéréo)

méta-données

artiste

titre

durées

date de record

DRM

………

 

data

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

en-tête "header"

encodage : PCM

resolution : 16 bits

sampling: 44.1kHz

canaux: 2 (stéréo)

méta-données

artiste

titre

durées

date de record

DRM

………

 

codec

codec

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

encodage : PCM

resolution : 16 bits

sampling: 44.1kHz

canaux: 2 (stéréo)

artiste

titre

durées

date de record

DRM

………

 

format

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

codec

codec

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 1 1 0

1 1 0 0 1 0 0 1

codec

codec

Codecs : 
PCM

Formats : 
.wav, .aif, .bwf, .wma

(base de quasimment tous les autres)

codec de compression sans perte

A B C A B C A B A B C A B

codec

codec

~ .zip

0 0 1 0 1
0 = A B C
1 = A B

codec de compression sans perte

codec

codec

~ .zip

Codecs : 
FLAC
Apple Lossless
MLP (Meridian)
Formats : 
.flac
.aac / .m4a

codec de compression avec perte

codec

codec

Codecs : 
MPEG-1 Layer II
MPEG-1 Layer III
Advanced Audio Coding
Vorbis / Opus
Formats : 
.mp2
.mp3
.m4a / .mp4
.ogg -> .opus, .mp4

Formats conteneurs & codecs

 

 

Formats conteneurs & codecs

 

 

Formats conteneurs & codecs

 

 

.m4a -> codecs possibles :  

- AAC
- Apple Lossless

 

 

Formats conteneurs & codecs

 

 

.mp4 -> codecs possibles :  

 

3. Format, flux, culture informatique

A.3) Débit binaire, taille de fichier :

n est la résolution, N ne le nombre de canaux, t la durée en seconde et un résultat en octet

Taille = \frac{F_e.n.N.t}{8}

3. Format, flux, culture informatique

A.3) Débit binaire, taille de fichier :

Quelle place en mémoire pour 45 minutes d'enregistrement de 30 pistes à 96kHz 24bits ?

\frac{96000.30.24.60.45}{8} = 23328000000~o
= 23,328~Go

3. Format, flux, culture informatique

A.3) Débit binaire, taille de fichier :

(en Kilo bit par seconde)

Débit : \frac{F_e.n.N}{1000}
Débit (CD) = \frac{44100.16.2}{1000} = 1411kbs

Conversion digital-analogique

Conversion
analogique-digitale

Signal analogique

Signal digital

Conversion digital-analogique

Conversion
analogique-digitale

analogique

      digital

???

acoustique

analogique

Signal échantillonné

Échantillonneur-bloqueur (sample & hold): lissage par maintien de la valeur

Lissage par filtrage analogique (≥ ???)

Signal échantillonné

Échantillonneur-bloqueur (sample & hold): lissage par maintien de la valeur

Lissage par filtrage analogique ( ≥      )

f_N

Conversion digitale-analogique

Conversion
analogique-digitale

analogique

digital

acoustique

analogique

Conversion
analogique-digitale

Synthèse & effets sonores

effet

audio

audio

effet

audio

audio

synthèse

audio

effet

synthèse

effet

effet

"synthétiseur"

contrôles

effet

synthèse

effet

effet

"synthétiseur"

contrôles

synthétiseurs analogiques

synthétiseur modulaire

synthétiseur "clavier"

effets analogiques

effets "rack"

pédales guitare / basse / voix / ...

synthétiseurs digitaux

synthétiseurs numériques

synthétiseur modulaire

synthétiseur "clavier"

effets numériques

effets "rack"

pédales guitare / basse / voix / ...

synthétiseurs "virtuels" sur ordinateur

instrument

effect

MIDI effect

audio effect

digital audio workstation (DAW)

audio effect

piste 1

piste 2

piste 3

synthétiseurs "virtuels" sur ordinateur

instrument

effect

MIDI effect

audio effect

audio effect

synthétiseurs "virtuels" sur ordinateur

instrument

effect

MIDI effect

audio effect

audio effect

environnement de patching

environnement de patching

coding / live-coding

coding / live-coding

procédés de synthèse sonore

modelisation de signal

Ces méthodes génèrent un son en construisant directement sa forme d'onde ou son spectre.

échantillonnage (sampling)

On manipule des sons enregistrés (échantillons).

synthèse spectrale

synthèse neurale

On travaille directement dans le domaine fréquentiel.

Synthèse par réseaux de neurones

modelisation physique

On simule le comportement physique d'un instrument ou d'un objet vibrant.

hybride (analogique ou numérique)

hybride (analogique ou numérique)

numérique 

procédés de traitement sonore (effets)

filtrages

On filtre les fréquences du signal entrants

délai / modulation

On double le signal avec une version retardée de lui-même

compression

On travaille directement dans le domaine fréquentiel.

dynamiques

temporels

distortion

distortion / altération du signal 

dynamiques

la plupart

compresseurs avec threshold, corps résonants, imitation d'effets analogiques...

hybrides

spectraux

analyse-synthèse

On altère le signal dans le domain fréquentiel

procédés de traitement sonore (effets)

analyse de plug-ins d'effets

A) Filtre :

procédés de traitement sonore (effets)

A.1) Filtre : Passe-Bas / Coupe-Haut

Réponse Fréquentielle (Magnitude)

Rotation de phase (Phase)

  • Fc: Fréquence de coupure
  • Q : facteur de qualité
  • Slope / order : Pente de l'atténuation en dB/octave

6. Cas pratique de traitements

A.2) Filtre : Passe-Haut / Coupe-Bas

Réponse Fréquentielle (Magnitude)

Rotation de phase (Phase)

  • Fc: Fréquence de coupure
  • Q : facteur de qualité
  • Slope / order : Pente de l'atténuation en dB/octave

6. Cas pratique de traitements

6. Cas pratique de traitements

A.3) Filtre : Shelfs

Réponse Fréquentielle (Magnitude)

Rotation de phase (Phase)

  • Fc: Fréquence de coupure
  • Q : facteur de qualité
  • Slope / order : Pente de l'atténuation en dB/octave
  • Gain: gain d'amplification / atténuation

6. Cas pratique de traitements

A.4) Filtre : Bell

Réponse Fréquentielle (Magnitude)

Rotation de phase (Phase)

  • Fc: Fréquence de coupure
  • Q : facteur de qualité
  • Slope / order : Pente de l'atténuation en dB/octave
  • Gain: gain d'amplification / atténuation

6. Cas pratique de traitements

A.5) Filtre : Passe-bande

Réponse Fréquentielle (Magnitude)

Rotation de phase (Phase)

  • Fc: Fréquence de coupure
  • Q : facteur de qualité
  • Slope / order : Pente de l'atténuation en dB/octave
  • Gain: gain d'amplification / atténuation

6. Cas pratique de traitements

A.6) Filtre : Notch

Réponse Fréquentielle (Magnitude)

Rotation de phase (Phase)

  • Fc: Fréquence de coupure
  • Q : facteur de qualité
  • Slope / order : Pente de l'atténuation en dB/octave

6. Cas pratique de traitements

A.7) Filtre : Brickwall

Réponse Fréquentielle (Magnitude)

Rotation de phase (Phase)

  • Fc: Fréquence de coupure

6. Cas pratique de traitements

A.8) Impact sur les phases

6. Cas pratique de traitements

A.9) Filtre à phase linéaire
  • Non-real-time (buffer)
  • CPU intensive
  • No Phase-shift

6. Cas pratique de traitements

A.9) Délais

6. Cas pratique de traitements

A.9) Délais

6. Cas pratique de traitements

A.9) Délais

6. Cas pratique de traitements

x

facteur de ré-injection

A.9) Délais

6. Cas pratique de traitements

EffetPrincipe
ChorusDuplique le signal avec un très léger retard et une modulation de hauteur/temps
FlangerMélange le signal original avec une copie très courtement retardée, dont le retard varie en continu
PhaserFait passer le signal dans plusieurs filtres all-pass pour créer des déphasages et des creux mobiles dans le spectre
EnsembleVariante du chorus avec plusieurs voix modulées en même temps, souvent stéréo
B) Convolution

Analog simulation

Reverberation simulation

6. Cas pratique de traitements

B.2) Convolution : approfondissement

6. Cas pratique de traitements

B.1) Convolution : principe

6. Cas pratique de traitements

3. Cas Pratique d'effets

C) Acoustic / Reverberation :
B.3) Convolution : synthèse croisée

6. Cas pratique de traitements

B.1) Synthèse croisée

6. Cas pratique de traitements

C) Convolution :

6. Cas pratique de traitements

3. Cas Pratique d'effets

D) Acoustic / Reverberation :

Paramètrique

Convolution

5. Cas Pratique de traitements

B) Compresseur :
B) Compresseur :
  • Threshold: Seuil d'activation
  • Ratio : Pente de réduction
  • Attack : Temps d'activation
  • Release : Temps de désactivation
  • Knee: Arrondissement de la zone de transition
  • Make-up Gain: gain de compensation

5. Cas Pratique de traitements

C) Gate / expandeur :
  • Threshold: Seuil d'activation
  • Ratio : Pente de réduction
  • Attack : Temps d'activation
  • Release : Temps de désactivation

5. Cas Pratique de traitements

C) Distortion

5. Cas Pratique de traitements

Défaut d'un système qui déforme les images, les signaux qu'il doit reproduire.

C) Distortion

5. Cas Pratique de traitements

Défaut d'un système qui déforme les images, les signaux qu'il doit reproduire.

"non-linéarité"

"linéarité"

C) Distortion

5. Cas Pratique de traitements

C) Distortion

5. Cas Pratique de traitements

Waveshaping