La musique HD pratico pratique 2

Lorsque tu fais quelque chose, sache que tu auras contre toi, ceux qui voudraient faire la même chose, ceux qui voulaient le contraire, et l’immense majorité de ceux qui ne voulaient rien faire.
[Confucius]


Nous poursuivons sur notre lancée, toujours avec Eric Juaneda aux commandes de cet exposé fort intéressant sur le devenir de la musique par la mise en œuvre de fichiers numériques HD et les moyens pour parvenir à les exploiter optimalement.


… Ce filtre de suréchantillonnage est en théorie sans effet sur la qualité du son puisque travaillant au delà de 22kHz…

Dis moi Eric, dans la pratique c’est quelque peu différent?

En effet, ce filtre va colorer le son de sa patte sonore.
De nombreux constructeurs indépendants ou des firmes comme Wolfson travaillent sur des filtres de suréchantillonnage plus « transparents ».
D’autres prônent l’utilisation d’un convertisseur non suréchantillonné (NOS) qui à quelques autres défauts, mais pas celui ci.
Vous noterez que depuis 1980 tous les CD travaillent déjà au moins 176.4kHz.
Il n’y aura pas de révolution à travailler à 192kHz.
Nous allons passer d’un signal suréchantillonné, c’est à dire calculé par un algorithme mathématique, à un signal échantillonné, construit avec des valeurs réelles.
Dans le cas idéal, un filtre numérique n’affecte pas le son, dans le cas réel, il le déforme en y ajoutant des colorations numériques. Un filtre numérique ne peut en aucun cas améliorer le son.

Les informations NON présentes sur votre CD ou fichier sont définitivement perdues.

Focus sur le filtre de suréchantillonnage

suréchantillonnage

En figure 1 vous avez le contenu d’un CD ou fichier de test, en figure 2 ce même fichier de test récupéré en sortie de convertisseur.
Le convertisseur utilise un filtre de suréchantillonnage dit filtre à phase linéaire appelé aussi Brickwall filter.
Ce Filtre équipe 99% des équipements électroniques.
De tous les filtres, c’est celui qui offre les meilleures caractéristiques à la mesure, mais c’est aussi le plus destructeur sur le plan sonore.

Quels sont les effets sonores du filtre numérique ?

Les ondulations ajoutées sont appelées pré et post-ringing. Elles sont assimilables à un écho.
Un écho à tendance à masquer de nombreux détails, ramollir les attaques, faire trainer les fin de note, rendre les timbres un peu plus métalliques.
Les premiers effets ressentis lors de l’augmentation de la fréquence d’échantillonnage sont la disparition progressive des colorations ajoutées par le filtre de suréchantillonnage.
Colorations qui vont très sensiblement être atténuées dès 96kHz et s’affiner voir disparaitre totalement à 192kHz et 352.8kHz.
Les convertisseurs non suréchantillonnés vont simplement bénéficier du plus grand
nombre d’échantillons puisqu’exempt de coloration dû au suréchantillonnage même à 44.1kHz.
Le gap en qualité va se trouver au passage de 44.1kHz à 96kHz.
La norme 44.1kHz constitue une réelle limitation et complexifie la reproduction des signaux haute fréquence (de quelques kHz à 20kHz) du fait du peux d’échantillons dont dispose le système.
Le passage de 44.1kHz à 96kHz va être sensible en qualité sonore.

Le passage de 96kHz à 192kHz aura deux fois moins d’impact et le passage à 352.8kHz aura quatre fois moins d’impact.
L’impact est divisé par deux chaque fois que la fréquence double.

Le 96kHz constitue véritablement le passage en HD.

Pourquoi le Firewire et pas l’USB?

Cela dépend étroitement des compétences en matière de développement logiciel du concepteur.
En audio HD, le Firewire comme l’USB sont ce que l’on peut appeler de faux standards. Le type de connecteur est défini, le protocole de dialogue est défini, mais pas la lange parlée ! L’utilisation de tel périphériques est liée à l’installation d’un driver plus ou moins propriétaire lié au système d’exploitation (Windows, Linux, MacOS) et à sa version.
La pérennité de tels équipements est limitée à quelques années (3 à 5 ans), selon moi.

Parles-nous du standard HDMI, que je trouve excellent depuis que j’y ai goûté sur mon système audio/vidéo?

Le HDMI est un standard de transfert haute définition (audio+video).
Alors que le Firewire ou l’USB atteignent difficilement les 24bit 192kHz en deux canaux, le HDMI passe nativement du 24 bit 192kHZ en multicanaux ou SACD. Il s’agit d’un véritable standard, normé.
Pour l’instant ce standard n’est intégré qu’à des équipements home-cinéma.
Sa généralisation à des équipements de plus petite série comme les lecteurs CD et convertisseurs haut de gamme se heurte à des considérations économiques.
Sa banalisation pourrait passer par la diffusion du standard THUNDERBOLT de chez Intel.
Ce standard équipe déjà certains MacBook Pro d’Apple.
Il présente toutes les caractéristiques du HDMI avec en plus la possibilité d’une connectique filaire ou optique et une communication bidirectionnelle. Intel pousse pour que THUNDERBOLT remplace à terme le Firewire, l’USB, le eSata, le Display port, le VGA et le HDMI.

http://www.intel.com/technology/io/thunderbolt/index.htm

C’est quoi exactement une superclock ?

C’est une horloge indépendante utilisée pour séquencer tous les équipements numériques.
Si en matière de lecture numérique le lecteur CD ou les fichiers numériques sont proche du zéro défaut, la gestion de l’horloge est loin d’être aussi idéale (jitter).
Durant des années on nous racontait que la différence d’écoute entre deux lecteurs CD était due à la capacité d’extraction des données de celui ci. Cette fausse explication fait encore long feu !
L’encodage sur CD intègre un système de redondance de données similaire au système RAID 5 informatique.

Toute poussière ou trace de doigt provoque bien des erreurs de lecture.

Grâce à la redondance de données, les informations perdues peuvent être reconstruites sans perte.
Certaines études ont démontrées que le taux d’erreur est voisin de 3 échantillons par minutes. Avec 44100 échantillons par seconde, cela donne une idée du faible niveau d’altération.
La différence notable d’écoute entre deux CD est essentiellement liée à la qualité de la transmission du signal d’horloge tout au long de la ligne numérique (jitter). Cette horloge est construite à partir d’un quartz.
Lors de son voyage, la transmission du signal d’horloge va être sensible à toutes les perturbations de type : électromagnétique, électrique, ionique et surtout mécanique.
Il n’est de composant plus sensible aux vibrations que le quartz puisque c’est lui même un élément vibrant.
Ainsi chaque fois que ce signal d’horloge voyage ou traverse un composant, il va être détérioré. Plus le système dans lequel il évolue est complexe, plus il aura de chance d’être détérioré.
Pour un lecteur CD, les éléments comme le moteur de rotation du disque, la rotation dans l’air du disque lui même, les alimentations, les transfos, le rayonnement de l’afficheur LCD… vont être de nombreuses sources de perturbations.
Pour un ordinateur, le disque dur contenant plusieurs plateaux et tournant à très haute vitesse, les alimentations à découpage, le ventilateur, les processeurs travaillant à haute fréquence (processeur, chipset…), la présence de multiple quartz, le châssis peu rigide… vont constituer de nombreuses sources de perturbation; cent fois supérieures à celle d’un lecteur CD !

La qualité de l’horloge est l’élément déterminant la qualité de votre source (CD, DVD, Ordinateur…).
De nombreuses solutions sont implémentées afin de minimiser cet effet : double PLL, resynchronisation asynchrone (asynchronous reclocking), buffer intelligent, rééchantillonneur (ASRC)…
Toutes ces solutions sont efficaces, elles permettent une réelle réduction du jitter, mais ne permettent cependant pas de s’affranchir totalement de la qualité d’horloge de la source.
Il existe une solution mise en oeuvre dans les studios d’enregistrement qui consiste à n’avoir qu’une horloge unique pour séquencer tous les équipements numériques. Cette « superclock » est enfermée dans un boitier indépendant à l’abri de toute perturbation. Fini les problèmes de synchronisation entre équipement puisqu’ils sont tous séquencés par la même horloge de haute qualité.
Bien entendu, il faut que vos éléments source + convertisseurs soient prévus pour fonctionner sur ce type d’architecture.
Aujourd’hui de nombreuses carte son intègrent une entrée permettant la synchronisation sur une horloge externe, peu de convertisseurs intègrent une entrée d’horloge externe et très peu de lecteurs CD intègrent une entrée horloge externe.

Les convertisseurs Jundac que nous commercialisons sont équipés d’une entrée horloge externe.

L’utilisation d’une horloge unique est la seule solution qui permette réellement de s’affranchir de la qualité d’horloge de la source. Sans cette horloge centralisée, les résultats d’écoute seront fortement liés à la qualité d’horloge de votre source.

Qu’est ce que l’on entend réellement dans les fichiers HD 24bit / 192kHz ?

Le travail en 24bit / 192kHz est un moyen de sortir du son numérique, de se débarrasser des colorations induites par le numérique.
À condition toutefois que le DAC soit conçu en ce sens !

Deux fonctions sont responsables des colorations numériques :

  • a) le filtre de sur échantillonnage qui engendre une perte subjective de définition et de dynamique.
  • b) le déphasage du filtre analogique de sortie qui est responsable de la sonorité métallique et agressive. Le fait de travailler en 192kHz permet l’utilisation d’un filtre dont le déphasage dans la bande audio (20Hz à 20kHz) est voisin de zéro.

Qui propose sur le marché des machines capables de lire ces fameux fichiers HD ?

Nous sommes au début de la HD. Tout comme nous étions au début de la photo numérique il y à peu de temps. Les premiers appareils étaient peu performants, peu pratiques et coûteux. Il en est de même pour les équipements capables actuellement de traiter l’audio HD.

Le lecteur de CD tel que nous le connaissons est il en danger ?

En tant que lecteur dédié et indépendant probablement.
Les modèles d’entrée de gamme des constructeurs peuvent disparaitre, au profit de modèles de milieu et haut de gamme.
Par contre, la fonction lecture de CD n’est pas menacée. Nous n’avons jamais eu autant de possibilité de lire un CD : lecteur CD, lecteur DVD, lecteur Blu-Ray, autoradio, mini chaine, lecteur embarqué sur ordinateur…
Le CD 16bit 44.1KHz à encore un bel avenir devant lui. Il constituera encore pendant longtemps l’essentiel de la musique numérique.

Quelles sont les solutions viables selon toi pour profiter de la musique HD ?

On peu envisager plusieurs paliers pour passer en HD…
Le passage en 24 bits va amener plus de finesse, de douceur, de réalisme, de définition et de cohérence. En somme, pas de révolution mais plus de subtilité.
L’augmentation de la fréquence d’échantillonnage (96kHz, 192kHz) va elle aussi apporter plus de finesse, de douceur, de réalisme et de cohérence. Là encore, pas de révolution mais plus de subtilité.
Même si votre système n’est pas en mesure de transcrire toute la finesse du format HD, il va tout de même bénéficier de certaines améliorations.
Si vous souhaitez exploiter toute la finesse du format HD, il va falloir mettre en place un système particulièrement pointu, sensible et…très onéreux.

Mettre en oeuvre un véritable système 24bit 192kHz est ce qu’il y a de plus ambitieux, mais c’est aussi le sommet de la technologie. C’est tenter d’atteindre le plus haut niveau de qualité qu’il existe actuellement.

Mise en pratique

Aujourd’hui beaucoup de personnes voient en la haute définition un moyen économique pour gagner en qualité d’écoute. Partant du principe qu’ils disposent déjà d’un ordinateur, ne reste plus qu’a investir quelques centaines d’euro ou $ dans quelques maillons et accessoires manquants.

Au vu de la complexité énoncé plus haut, cette démarche n’est elle pas vaine ?

Cette démarche ne sera probablement pas vaine…!
A la mise en place d’un tel système, l’utilisateur va vite s’apercevoir de la complexité réelle de la tâche.
Le simple utilisateur revêt la combinaison du designer pour mettre les mains dans le moteur :
problème de drivers, de configuration, de formats, d’horloge, de liaison numérique…

De la théorie à la pratique, la route est longue.

Tout cela pour s’apercevoir que mettre au point un appareil, ici une source HD, requière probablement plus d’investissement que prévu, des compétences et du temps, beaucoup de temps…
Une fois arrivé à un résultat qu’il estimera honorable, l’utilisateur-designer aura sans doute fait évoluer son système dans des proportions importantes.
Même la lecture sur classique lecteur CD devrait trouver une nouvelle dimension.
Au final il n’aura sans doute pas atteint son but initial qui était de transcrire de la musique en HD mais aura fait évoluer son système hi-fi dans des proportions confortables.
Ainsi il réalise un de ses objectifs qui était de gagner en qualité sonore à moindre frais.


Conclusion

Nous avons eu la chance d’avoir un avis tranché, argumenté et concis de ce qu’est la musique en mode HD, ceci de la part d’un professionnel, qui possède l’expertise de ce domaine d’activité particulier, merci Eric.

Dans un monde parfait, la simplicité et la logique seraient Reine, mais, comme vous avez pu le constater si vous êtes un humain vivant intellectuellement et doué de sens, ce n’est pas tout à fait le cas.
J’ajouterais à ce que Eric a si justement expliqué, que la mise en œuvre d’un système de reproduction musicale HD revêt plusieurs aspects qui sortent du commun, que la route sera longue et semée d’embuches et surtout qu’il va falloir investir temps et argent pour un résultat à la hauteur d’une platine CD haut de gamme.
Mais, pour ne pas terminer sur une fausse note, les moins nantis sauront déjà, à l’aide de leur ordinateur, faire preuve de sagacité et trouverons des moyens simples et efficaces pour au moins reproduire de la musique dématérialisée en 24/96.
Le numérique n’a pas fini de dire son dernier mot, ni n’est prêt à tirer sa révérence, il est en pleine mutation et nous devons nous adapter à ces changements.
Quelle époqué épique, vous ne trouvez pas?


Contact et information technique

Junilabs

Manager : Eric Juaneda
Site web perso : http://tech.juaneda.com
Page web professionnelle : http://www.junilabs.com


Cet article a été rédigé par Eric Juaneda et Marc PHILIP, rédacteurs indépendants, tous droits réservés, copyright 2011, les textes et photos sont la propriété de l’auteur et du magazine, sous licence creative commons.

Bon divertissement.

Il y a 7 commentaires

  1. PierreM

    Un très bon article, à l’évidence nécessaire, car à sa lecture, il apparait que je n’avais pas compris les 3/4 des aspects de la conversion N/A !
    Si j’ai bien compris, les limitations techniques se situent surtout au niveau de la qualité des horloges.
    Ne vaut-il donc pas mieux un lecteur de disque avec un bon convertisseur N/A intégré (dont tous les éléments fonctionnent avec la même horloge) plutôt qu’un convertisseur séparé ? A qualité des éléments égale bien sûr.

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