Son multicanal

Le son multicanal se définit comme étant un moyen d'enregistrement, de mixage et de reproduction dit "surround", c'est-à-dire, tout dispositif de reproduction qui n'est ni monophonique ni stéréophonique.



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Codec audio - Technique cinématographique

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Définition

Le son multicanal se définit comme étant un moyen d'enregistrement, de mixage et de reproduction dit "surround" (cerner, encercler, entourer, environner), c'est-à-dire, tout dispositif de reproduction qui n'est ni monophonique ni stéréophonique.

Le Son multicanal a commencé avec 3 haut-parleurs, puis 4, 5, 6, 7, 8 jusqu'aux 425 haut-parleurs de Xenakis. Le son multicanal implique au moins la tentative d'un champ sonore (un espace) horizontal de 360°. Certains autres dispositifs tentent de gérer la verticalité mais restent au niveau de la recherche et de l'expérimental.

Historique

Article détaillé : Fantasound.

Fantasound a été en 1940 le premier procédé stéréophonique à trois canaux, développé par l'ingénieur du son William E. Garity et le mixeur John N. A. Hawkins pour Walt_Disney en 1938-1940 pour le film Fantasia, qui sera le premier film commercial utilisant le son multicanal. Il a conduit à l'élaboration de ce qui est actuellement connu comme le (en) son surround.

Vers les années 1950, le compositeur allemand Karlheinz Stockhausen expérimente des compositions électroniques en : der Jünglinge et en :Kontakte, ce dernier utilise des dispositifs tournants et Quadraphoniques avec l'aide de Herbert Eimert du studio Westdeutscher Rundfunk (WDR) .

En 1958 le Poème Electronique pour bande magnétique d'Edgar Varèse, expérimente l'espace surround.

Iannis Xenakis explore aussi l'espace sonore avec 425 haut-parleurs utilisés pour déplacer le son dans l'espace. Il y a également de nombreux autres compositeurs d'avant-garde à la même époque qui ont créé des œuvres utilisant le son surround.

Formats multicanaux

Le LCRS

Quatre sources : Gauche, centre, Droite et Arrière (surround) ou LCRS.
Vers le milieu des années 1970, Dolby présente un dispositif analogique dérivé de la quadriphonie mais adapté à la reproduction sonore au cinéma en optique.

Matricé, dit 4.2.4

En plus du matriçage, le Dolby SR analogique utilise un procédé de Réduction du Bruit (NR ”Noise Reduction") d'enregistrement/lecture qui permet de perfectionner significativement la dynamique (rapport signal/bruit, entre les sons les plus forts et les sons les plus faibles).

le premier format multicanal utilisé au cinéma et toujours actuel car c'est le format de secours optique analogique pour la diffusion des copies 35 mm (chimiques) en salle.

(en) The Evolution of Dolby Surround Sound

Dolby Surround Mixer Left Right Center Surround
Left Total 1 0 \frac {1}{\sqrt 2} j \frac {1}{\sqrt 2}
Right Total 0 1 \frac {1}{\sqrt 2} k \frac {1}{\sqrt 2}

j = +90° phase-shift, k = -90° phase-shift

Le 5.1 et les autres

Cinq enceintes entourent l'auditeur, accompagnées d'un Subwoofer (le. 1) qui diffuse les fréquences graves. Les cinq enceintes doivent être sur le même plan horizontal et semblables. Le subwoofer (. 1), alimenté par le canal LFE, est disposé le plus fréquemment devant, proche de l'enceinte centrale, sa bande-passante est approximativement inférieure à 120 Hz.

le 5.1 normé pour le DVD vidéo/home cinéma

le 6.1 (une enceinte supplémentaire centrale à l'arrière pour le cinéma),

le 7.1 (le format Sony SDDS cinq enceintes frontales et deux à l'arrière, les formats 7.1 variables du HD DVD et Blu ray),

le 2+2+2+2, le 10.2 (Tomlinson Holman), le 22.2 (format développé par la NHK pour accompagner le Super High Vision, format supérieur à la HD 1920*1080 pixels, Super Hi Vision = 7680*4320 pixels).


Les techniques de codage qui accompagnent le 5.1 sont le Dolby Digital et le DTS pour le DVD vidéo, le Dolby E et le Dolby Digital pour la TVHD (le Dolby E pour la production, Dolby Digital ou le He-AAC pour la diffusion vers les particuliers, ces formats donnant la possibilité l'utilisation de metadata utiles pour le bon enchaînement des programmes sur une chaîne HD, une bonne gestion de la dynamique, des possibilités de downmix pour les compatibilités stéréo et mono). Le SACD et le DVD audio sont des supports prévus pour la musique en 5.1, mais on trouve de plus en plus souvent le DVD hybride (CD et DVD vidéo DTS ou Dolby Digital) moins coûteux à produire. Les supports HD DVD et Blu ray sont compatibles 5.1, mais sont prévus pour intégrer un son 7.1, accompagné des techniques Dolby Digital évoluées (Digital +, Digital true HD), DTS HD, DTS Master HD, PCM, DSD. On trouve des formats 5.1 compressés pour Internet surtout le mp3surround et le mpegsurround. Ils servent actuellement surtout à la diffusion des radios HD 5.1.

Prise de Son multicanal

Le 5.1 remet en question les techniques de prise de son. Essentiellement, l'espace, déployé autour de l'auditeur, est la notion particulièrement nouvelle dans l'écoute multicanal, c'est pourquoi on demande à un dispositif de prise de son 5.1 d'en capter les subtilités. L'espace naît de la décorrélation interaurale, aussi un bon dispositif doit présenter cette décorrélation avec une distance correcte entre les microphones. Par la suite, l'autre difficulté du dispositif est de présenter une bonne cohérence en localisation issue d'un recoupement adapté des différents secteurs spatiaux. On trouve actuellement une grande variété de dispositifs, qui se développent parallèlement à l'évolution des formats multicanal (MMAD, decca tree, OCT Surround, INA5, Soundfield, sphère Schœps KFM360, carré Hamasaki, croix IRT, holophone H2pro, dpa S5, dpa 5100…).

Mixage multicanal

Mixage 5.1

Le format 5.1 complexifie aussi le travail du mixage. Il apporte des concepts revisités autour des effets (outils de localisation, outils de spatialisation, gestion du LFE, traitement dynamique, downmixing, upmixing), des notions nouvelles autour du format (le bass management, la gestion de 6 bus) et du codage (Dolby SR, Dolby Digital, chaîne Dolby E, DTS…). D'autre part, le mixage 5.1 a ses subtilités de rapports psychoacoustique entre le son et l'image, le mixeur doit trouver une cohérence entre le champ visuel déployé en frontal et le champ sonore qui s'installe tout autour de l'auditeur en gérant les principes de l'attention auditive. La réalisation artistique trouve de nouvelles possibilités dans cet espace qui peut être apprivoisé par la radio (fictions, documentaires), la télévision, la musique…

Mixage 3D

Avec l'éclosion de l'image 3D, une plus grande et meilleure gestion de l'espace sonore devient envisageable.

Diffusion Multicanal

Le dispositif d'écoute 5.1 est assez complexe à régler. On préconise dans un premier temps un niveau de travail de 85 dBC SPL au cinéma ainsi qu'aux alentours de 79 dB SPL pour la TVHD. `Chaque enceinte doit restituer le même niveau. Il est aussi indispensable d'accorder les cinq enceintes en fréquence ainsi qu'harmoniser avec le local d'écoute qui crée des premières réflexions. Le bass management qui consiste à redéployer les basses fréquences des enceintes principales dans le subwoofer, nécessite un réglage, on peut le trouver à différents points de la chaîne (processeur de monitoring 5.1, console numérique, logiciel audio…).

Ce qui principalemennt différencie la reproduction multicanal au cinéma, à la télévision et pour le DVD c'est en premier lieu le niveau d'écoute. La salle de cinéma est un lieu dédié qui pourrait s'apparenter à un auditorium, le lieu est phoniquement traité et isolé, le niveau sonore peut-être conséquent.

Pour le DVD et la télévision, l'environnement est urbain, les voisins empêchent d'avoir des niveaux d'écoute identiques à la salle de cinéma (le niveau de référence est de 85 dB SPL au cinéma, en appartement il sera aux alentours de 79 dB SPL).

Cinéma

Télévision et DVD

Le sport est surtout le facteur décisif qui a porté la télévision en haute définition avec un son 5.1. Nombreuses sont les applications du son multicanal : la télévision haute définition, le cinéma, le film sur DVD vidéo et sur les nouveaux supports HDDVD et Blu ray, le jeu vidéo (DVD, HDDVD, Blu ray), la musique et les concerts (SACD, DVD audio, DVD vidéo), la radio HD, le DAB, Internet…

Présent et Futur du multicanal

Les Metadata

Pour l'audiovisuel, les métadonnées spécifiques sont toujours en voie avancée d'évolution et de normalisation.

Les formats PCM

(en) Dolby Digital plus un format sans compression de débit à la diffusion.

Le cinéma numérique

Une résolution accrue. (fr) Le D-Cinéma

les téléphones portables

(en) Dolby Mobile

Image sonore multicanal

Qu'apporte le son en 5.1, quelle image sonore habille-t-il? Avant tout, le 5.1 permet l'immersion de l'auditeur, c'est-à-dire que nous ne regardons plus l'évènement à travers une fenêtre comme nous avons l'habitude avec la stéréo. Aussi, la stéréo n'est pas un format naturel. En multicanal, nous vivons l'évènement, entouré par le champ sonore grâce surtout aux enceintes arrières, presque comme si nous étions dans la salle de concert. Pour revivre réellement les conditions du concert ou de l'évènement sportif, il faudrait apporter d'avantage de directions sonores que celles proposées par le 5.1. C'est pourquoi on trouve des formats supérieurs comme le 7.1 qui apporte la notion de hauteur en ouvrant d'avantage l'image sonore, ou le 10.2, le 22.2 ou bien la WFS (wave field synthesis) qui reproduit avec une couronne d'enceintes le champ sonore par le principe physique d'Huygens. Le 5.1 est aussi un outil de dynamique avec les différents degrés de localisation qu'il présente. Dans un premier temps nous avons une localisation envisageable tout autour de nous et un vrai centre (différent du centre fantôme) qui propose une solution intéressante pour le récit, utilisé depuis longtemps au cinéma. D'autre part, les mouvements de sources sonores sont envisageables, les points de vue aussi plus libres comme la zone d'écoute plus large. En effet, l'auditeur, s'il n'est pas devant une image, peut se tourner pour découvrir d'autres points de "vue" et se déplacer dans sa zone d'écoute. L'impression d'espace est nettement plus forte qu'en stéréo car l'auditeur est enveloppé. Il ressent plus d'espace, la salle acoustique ou le lieu est mieux représenté sans repliement de zones comme en stéréo où tout est entassé. Enfin, comme c'est un format plus naturel, l'intelligibilité est nettement meilleure. Le cerveau ne travaille plus tout autant qu'en stéréo pour reproduire une image du lieu car celle-ci se dessine naturellement dans notre représentation mentale qu'est l'image sonore.

Lexique

Vous trouverez ici la définition de certains termes techniques, en quelques lignes

L stéréo= L + C (-3dB) + LS (-3dB)

R stéréo= R + C (-3dB) + RS (-3dB)

Annexes

Lien externe

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 07/04/2010.
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