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Sujet [FAQ] Toutes les réponses à vos questions existentielles sur le 24 bits et le 96 kHz

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1 [FAQ] Toutes les réponses à vos questions existentielles sur le 24 bits et le 96 kHz
Ce thread a pour but de centraliser les informations sur l'intérêt des résolutions élevées en audio, par exemple 24 bits/96 kHz. Je commence par un auto-quote :


La quantification

Le 24 bits est plutôt quelque chose d'intéressant, puisque la hausse de résolution dans ce cas augmente la dynamique sur les enregistrements, ce qui peut être très utile lorsqu'on enregistre avec des préamplis qui ont un niveau de sortie en dessous de 0 dB... C'est complètement inutile par contre sur des instruments virtuels ou du tout numérique, entre autres puisque les séquenceurs (et donc les plug-ins) fonctionnent en interne avec du 32 bits à vigule flottante...


Les fréquences d'échantillonnage

Pour la question de la fréquence d'échantillonnage, l'intérêt pratique d'aller à 88.2 ou 96 kHz, bien qu'il existe, est beaucoup plus faible que celui du 24 bits, ce qui explique que des professionnels recommandent peu souvent à des home-studistes de lâcher le 44.1 kHz, mais demandent toujours du 24 bits.

Ensuite sur un enregistrement seul, à moins d'avoir une oreille d'extra-terrestre, il est impossible d'entendre ou même de visualiser sur un spectrogramme une différence notable dans le domaine de l'audible entre quelque chose d'enregistré avec un microphone et un bon préampli/une bonne carte son en 44.1 kHz et en 96 kHz. Si différence il y a, c'est que la qualité des convertisseurs n'est pas la même.

Quel est donc l'intérêt de ces fréquences d'échantillonnage élevées alors ? Dans une chaine de traitements numériques, bien que les ingénieurs/développeurs mettent des filtres anti-aliasing dans leurs produits (repliement au dessus de la demi-fréquence d'échantillonnage, voir théorème de Shannon/Nyquist), il y a toujours un peu de repliement qui se fait, surtout si certains rigolos n'ont pas mis du tout de dispositifs anti-aliasing, comme sur certains synthétiseurs numériques (ce qui peut être parfois intéressant au niveau sonore, mais très grave sur une simulation d'amplificateur guitare). Augmenter la fréquence d'échantillonnage permet de repousser la limite en fréquence du repliement, et donc de rendre les traitements plus propres. Mais là encore, il est probable que vous ne puissiez pas entendre de différence flagrante...

Enfin, le 48 et le 96 kHz sont des fréquences utilisées plutôt en vidéo. La conversion de fréquence d'échantillonnage étant moins complexe du 88.2 au 44.1 que du 96 au 44.1, il est généralement conseillé de bosser en 88.2, sauf si vous avez vraiment confiance en votre logiciel de conversion. Travailler en 48 par contre est une grosse connerie, parce que ça apporte presque rien au niveau théorique, et que la conversion 48 vers 44.1 peut être source de bordel supplémentaire par rapport au 44.1 direct...


96 kHz et 24 bits dans un home-studio ???

Pour terminer ce monologue, une remarque très importante, discuter des fréquences d'échantillonnage et de la quantification optimales c'est bien, mais il faut déjà avoir du matos derrière, et réaliser des mixages à la hauteur, pour que l'intérêt des résolutions supérieures soit pertinent dans vos projets personnels ! Ne pas savoir mixer correctement ses morceaux et bosser avec du 24 bits/96 kHz me semble être une aberration...

Petite astuce aussi pour savoir si se prendre la tête dans votre cas vaut le coup : faites un enregistrement + mixage avec du 96 kHz/24 bits. Exportez le résultat en WAV, puis convertissez le en 44.1K/16 bits. Modifiez la fréquence d'échantillonage sur tous vos enregistrements et à l'intérieur du projet, puis faites à nouveau un export. Comparez les deux sur votre système d'écoute habituel. Si vous n'entendez pas de différences notables et intéressantes, arrêtez de vous prendre la tête :mrg: Ou allez acheter du meilleur matos... Autre cas : si "les deux sonnent aussi mal", retournez bosser le mixage, en 44.1K/16 bits bien sûr :oops2:

Développeur de Musical Entropy | Nouveau plug-in freeware, The Great Escape

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411
La longueur du bit a-t'elle une importance ?

JM
412
Autant d'importance que le nombre de chiffres après une virgule : c'est plus précis quand il y en a plus.
413

Citation :
 il n'y a aucun rapport entre nombre de bits et de Hertz, c'est une combinaison de 2 choix indépendants

si il y en a un lors de la conversion (lire le lien que j'avais mis plus haut ou les articles de Dan Lavry)

Citation :
Et avec les formules de trigonométrie, une modulation entre deux fréquences élevées inaudibles peut créer un résultat audible (< 20 kHz). Donc ça vaut le coup d'échantillonner à 96 kHz et même jusqu'à 192 kHz pour bénéficier de ces phénomènes

pareil, lire le lien que j'ai mis plus haut, on a éliminé tout soucis d'aliasing (ou duent aux filtres anti-aliasing) à 60 kHz, donc 88.2 pourquoi pas, au dessus ca ne sert à rien, à part perdre de plus en plus en résolution, et augmenter le jitter.
414
Très interssant ton lien Dock. A lire!
415
Bon lien, qui m'a apporté de nouvelles questions à poser !

Qu'est-ce qu'un convertisseur A/D ?

Citation de théorie de l'échantillonage :
Une conversion à 100MHz donne environ 8bits, une conversion à 1MHz peut donner jusqu’à 16bits et alors qu’on s’approche des 50 – 60kHz, on peut obtenir 24bits de résolution.


Je ne comprends pas comment il fait pour déduire le nombre de Bits en partant du nombre d'Hertz...

Mieux vaut allumer des petites lumières que de se plaindre de l'obscurité. - Lao Tseu

Les chiffres ne mentent pas, mais ne disent pas tout.

416
Citation de NainTellectuel :
Qu'est-ce qu'un convertisseur A/D ?

Convertisseur analogique vers numérique.

Citation de NainTellectuel :
Je ne comprends pas comment il fait pour déduire le nombre de Bits en partant du nombre d'Hertz...

C'est la loi de l'information. Une quantité d'information transmise est liée au débit. Si on augmente la longueur des mots (quantification), on conserve la même quantité d'infos transmises si on baisse la fréquence d'échantillonnage de manière à obtenir un débit équivalent. Ce qui ne veut pas dire qu'on obtient la même chose en 44,1/16 qu'en 88,2/8, mais qu'on pourrait car la quantité d'infos transmise est identique, il suffit de l'organiser de mnière différente.

JM
417
Citation :
Qu'est-ce qu'un convertisseur A/D ?

= Analog (to) Digital converteur = convertisseur analogique vers numérique. :clin:


Citation :
pour avoir un signal à 20 kHz, il faut échantillonner à un minimum de 40 kHz (le double - théorème de nyquist)


Plus exactement : on démontre mathématiquement qu'il faut au moins le double de la fréquence voulue. En pratique et pour obtenir la meilleure qualité, c'est plutôt plus simple d'aller à une fréquence quadruple. Mais la "vraie" raison en home-studio, c'est que c'est bénéfique pour certains effets, en particulier time-stretch et pitch-shifting.

Par ailleurs, si c'est pour de l'audio, donc viser du 44kH, mieux vaut viser du 88kH. Tandis que si c'est pour la vidéo (48kHs) là on peut prendre 96kHz.
Mais les multiples de 2 sont plus propices à une meilleure qualité.



Citation :
Citation de théorie de l'échantillonage :
Une conversion à 100MHz donne environ 8bits, une conversion à 1MHz peut donner jusqu’à 16bits et alors qu’on s’approche des 50 – 60kHz, on peut obtenir 24bits de résolution.


Où est-ce que tu as pêché ça ? Il faudrait une référence plus précise, parce-que là, hors contexte, ça ne veut pas dire grand chose. Tu devrais ne pas t'en soucier et t'en tenir aux autres explications données.

Après, pour pinailler, les spécialistes s'accordent pour dire que plus on augmente la fréquence d'échantillonnage, moins celui est précis (il y a donc moins de bits qui contiennent des valeurs "justes" ).

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

[ Dernière édition du message le 19/06/2010 à 14:46:48 ]

418
Hmm, il ne déduit rien d'après une théorie mais d'après un cas pratique. Dans la réalité, les fabricants de convertisseurs sont limités par le temps que met un transistor pour passer d'un état passant à non-passant (ou inversement). Par conséquent, ils se contentent de récupérer quelques bits d'informations à des vitesses de quelques MHz. Ceux-là sont ensuite utilisés pour donner plus d'infos à vitesse plus faible ; par exemple, 24 bits à 96 kHz. Mais bon, la relation entre fréquence d'échantillonnage et nombre de bits intéresse surtout les fabricants de convertisseurs. Ceux qui en utilisent dans leurs matériels électroniques s'y intéressent déjà un peu moins (ils savent que ça existe, choisissent le mode de fonctionnement et c'est tout). Pour le musicien/technicien du son, ça reste 2 choix indépendants, c'est à dire 2 cases différentes à cocher dans une fenêtre d'un logiciel.

Effectivement l'échantillonnage au-delà de 88.2 kHz (pour audio/CD) ou 96kHz (48 kHz utilisé en vidéo) ne sert à rien puisqu'aucune source à échantillonner ne fournit d'énergie dans les fréquences supérieures (à part les vuvuzelas probablement). Par contre, il reste une possibilité où ça reste intéressant de travailler en 192 kHz sur l'ordi : si tu as des plugins d'instruments ou d'effets qui travaillent à cette cadence. Des modulations de 2 signaux (formule trigo sin(a).sin(b)=?) à haute fréquence inaudible ont un impact sur les fréquences audibles. Alors, ok, ça n'arrivera pas entre un guitariste et un chanteur, mais il y a aussi des gens qui font des trucs bizarres en synthèse sonore avec des modulations dans tous les sens donc des impacts possibles. Il y a aussi des pseudo-"simulations" d'amplis ou autre qui, au lieu de simuler, font des modulations hasardeuses (des puissances de x pour "simuler une disto-préampli" donc des multiplications de sinus) sur un signal audible de guitare et obtiennent des résultats inaudibles qu'ils modulent encore entre eux (un pseudo-chorus qui detune suivi d'une "disto-étage d'ampli") et obtiennent des trucs audibles à la fin. Enlevez-leur les hautes fréquences et il ne fonctionnent plus de la même manière.

Bon disons, que tu entendras toujours ceux qui disent que ça sonne mieux à 192 kHz alors qu'ils ne peuvent pas entendre la différence (lol). Tu entendras aussi toujours ce qui leurs disent que c'est pas possible et qui se limiteront à l'étude du spectre et à l'impact des filtres. Mais il ne faut pas oublier qu'il y a d'autres formes de traitements que les FIR/IIR. Et la synthèse sonore avec des geeks qui se fabriquent des synthés logiciels avec des dizaines d'oscillateurs qu'ils modulent dans tous les sens. Je suis sûr que certains d'entre eux rêvent de travailler à des fréquences de quelques MHz, au cas où (deux noise vers 500 kHz et 500,0014 kHz en FM, ça pourrait faire un super arpégiateur random non ?).
419
Dr Pouet-> il est allé pêché ca dans le lien que j'ai mis plus haut.

[ Dernière édition du message le 19/06/2010 à 15:27:41 ]

420
Je m'en doute. Mais dans ces cas, il faut mettre un peu de contexte, exemple :

Citation :
Echantillonner à 192kHz produit des fichiers de grandes tailles nécessitant davantage d’espace de stockage et ralentissant les vitesses de transmission. De même, il est alors nécessaire d’avoir des processeurs plus rapides pour le traitement du signal. Il y a également un lien entre vitesse et précision. Une conversion à 100MHz donne environ 8bits, une conversion à 1MHz peut donner jusqu’à 16bits et alors qu’on s’approche des 50 – 60kHz, on peut obtenir 24bits de résolution. Les imprécisions dues à l’augmentation de la fréquence d’échantillonnage ont pour origine des considérations concrètes quant au design des circuits électroniques : charge des condensateurs, montage des amplificateurs, etc…

(le mieux serait de résumer...)

Ben en fait la réponse est dans le contexte.

Et ça correspond au phénomène que j'évoquais.

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