Le 32 bits à virgule flottante en question ?

Je sais que le sujet a déjà été abordé lors de la sortie de certains appareils enregistreurs low cost
(Zoom, SoundDevices,...) et dernièrement le Tascam DR-10L Pro

Tascam DR-10L Pro | 32-Bit Float Audio Recorder With Lavalier Microphone

Et pour savoir de quoi on parle un article de SoundDevices un peu pointu 32-Bit Float Files Explained - Sound Devices

Le 1er argument contre et raisonnable de certains, c'est de considérer que professionnellement on utilise pas le 32 bits flottant, car on a un ingé son qui gère cela très bien ...ou mieux .
Pourquoi pas, mais on peut dire la même chose de l'AF ....

Le 2em, c'est qu'en 32 bits flottant, peut importe la marge dynamique colossale possible, le micro lui il saturera avant , donc pour certains très conservateurs c'est QFD : le 32 bits flottant est inutile... !?

J'ai envie de répondre, le neu neu du son, que dans la pratique mon micro je ne le module pas, que j'enregistre en 16, 24 bits fixe ou 32 bits flottant ... c'est le préampli de mon enregistreur donc cette histoire de SPL n'est pas plus un argument en 16 ,24 qu' en 32 Bits à virgule flottante...

Qu'en pensez vous ... ?

 

Oui c'est l'idée que je défends aussi ... tu ne changes pas les caractéristiques du micro mais son placement ..etc donc ce n'est pas un argument contre le 32 bits flottant on est d'accord

Tu utilises le mot modulation pour le placement, l'orientation... effectivement, mais ce n'est pas une variable pour moi si on prend le même ingé son (même savoir faire) ....

Je pense que ton exactitude était cependant nécessaire pour le lecteur...

 

Il me semble que le SPL est rarement un problème en audiovisuel : on enregistre des niveaux modestes (voix parlée), et à distance. En revanche c'est beaucoup plus important en musique, car on fait des prises de proximité d'instruments puissants.

En audiovisuel, on risque rarement de saturer le micro. C'est généralement le convertisseur qui va atteindre son max, suite à un préampli reglé trop fort par rapport à la source. Typiquement, dans une interview, le gars s'enthousiasme plus que prévu. Ou au contraire le préampli a été réglé trop bas. Dans ce genre de situation, le 32 bit a bien un intérêt.

Mais...

Régler correctement un gain de préampli n'est pas très compliqué, moins a mon avis que de faire le point.
Par ailleurs, le 32 bit flottant ne supprime pas forcément les problèmes de souffle : si le préampli est mauvais, ou si le micro a un bruit propre élevé et qu'il est loin de la source, on se contente de numériser super bien le bruit de fond. Ca serait pareil en 16 ou 24 bit.

Le 32 bit flottant n'est pas inutile, mais ce n'est pas une révolution.

 

le but du 32bit n'est pas de pouvoir enregistrer une Saturne V au decollage, mais d'eviter d'avoir a "trouver" le bon réglage.
Chose quasi impossible quand on enregistre un événement unique ou on a pas eu l'occasion de constater les eventuels changement de volumes pouvant arriver.
Alors pour ca oui, la main sur le potard pour récupérer les passages trop hauts ou trop bas était incontournable... jusqu'a l'apparition du 32bit.
Avec ca on peut régler le preamp sur les 30 premieres secondes d'une chorale, et éviter de courir se jeter sur le potard quand arrive un passage ou 40 marmots enthousiastes ont décidés de donner de la voix.
Ce genre de cas arrivant aussi bien dans une pièce de théatre, un concert de piano, ou n'importe quel enregistrement ou la variabilité de l'intensité de la source est plus que probable.
Ca c'est l'equivalent de l'autofocus et ca me suffit bien.
Le corollaire de cette fonction, c'est que ca donne aussi de la dynamique dans le signal, ce qui evite d'avoir a en écraser une partiepour tout faire rentrer dans du 16 bit. Ca c'est le coté "HDR" du 32bit.
Pas certains que ce soit utile a l'amateur, qui ne saura pas forcement quoi en faire.

Après, comme pour l'AGC ou l'autofocus, reste avoir si le système peut aussi etre source de problèmes ou dans quelle conditions il risque d'etre inefficace.

 

Là on rentre dans le détaille et les appréciations plus subjectives
1° suivant le contexte comme celui que propose giroudf et en solo avec plusieurs camera, micro..etc c'est un peu compliqué de gérer le son ...et surtout on peut se concentrer au cadre.

2° Pour le souffle, des tests on été fait montrant que le souffle restait assez maitrisé quand on poussait le niveau en post prod.... à vérifier avec chaque appareil .

Le seul bémol que je verrais et pas encore abordé ici , c'est que certains appareils simplifiés au maxi et low cost ne proposent plus de modulation....

Et la question qui suit , comment faire apparaitre que le micro mal placé ne peut plus encaisser et qu'il sature si une module automatique est réglé bas ? A l'oreille ?
Il y a forcement un peu pour l'Ingé son , l'impression désagréable de travailler en aveugle ...

 

Pour rappel, 24 bits c'est 144db de dynamique, alors avant d'arriver aux limites, il faut quand même le vouloir ou alors être vraiment mauvais. L'intérêt du 32 bits reste surtout pour les traitements intermédiaires lourds avec de très nombreux calculs, où on veut limiter les effets de seuils. Ca concerne très peu de gens au final. En entrée et en sortie (captation & fichier final), le 24bits est largement suffisant je pense.
Le focus est plutôt à mettre sur le qualité des convertisseurs analogique->numérique. Ca sert à rien de quantifier à 2048 bits si les convertos sont du niveau Fisher-Price

 

Je crois que tu t'éloignes du sujet, on parle ici de la prise de son sur le terrain et donc de l'intérêt du 32 bits flottant... pour éviter l'accident de saturation : c'est une aide technique à la prise de son , comme un filtre ou une sauvegarde sous modulé, pas une recherche de la qualité optimale .

Ne demandons pas plus que ce pourquoi il est fait , sinon....la discussion n'a aucun sens, et elle n'a pas été lancé ainsi, j'ai pris soin de remettre un article de référence sur l'intérêt du 32bits flottant dans ce cadre là : 32-Bit Float Files Explained - Sound Devices

giroudf propose un axe de développement intéressant : "Après, ... reste avoir si le système peut aussi être source de problèmes ou dans quelle conditions il risque d'être inefficace ".

 

+1

 

Moi aussi je suis un neuneu du son. D'où question neuneue : en quoi la profondeur du codage est-elle liée à la dynamique de la prise du son ?
(analogie avec l'image : quand je filme en 10 bits je n'ai pas d'avantage de dynamique qu'en 8 bits )

Ces phrases sont ambigües pour moi :

"The dynamic range that can be represented by a 32-bit (floating point) file is 1528 dB. Since the greatest difference in sound pressure on Earth can be about 210 dB, from anechoic chamber to massive shockwave, 1528 dB is far beyond what will ever be required to represent acoustical sound amplitude in a computer file."

Mise en relation dB fs et dB acoustique ?

 

La profondeur de codage peut devenir liée à la dynamique lorsqu'on reste dans un échantillonnage linéaire (du RAW quoi). Elle définit une limite qu'on ne peut pas dépasser.
Règle de calcul simple: 6dB de dynamique pour 1 bit.
1 bit de plus permet de doubler le nombre de pas de quantification, or 20*log(facteur 2) = 6
8 bit <=> 48dB
16bit <=> 96dB
24bit <=> 144dB

MAIS!
En vidéo on reste rarement dans le domaine linéaire. Les tone-mappings, ou le simple gamma hérité de l'ère cathodique, font qu'il n'y a plus de lien direct entre bits et dynamique. C'est ce qui fait dire à certains qu'en Log, où on optimise la distribution des pas de quantification, on a en gros la même dynamique qu'en RAW avec 2 bits de moins.

Surtout, si la chaîne analogique en amont du convertisseur a une dynamique réduite, c'est cela qui limitera la dynamique exploitable. C'est bien ce que je voulais dire plus haut par "on ne fait qu’échantillonner super bien le bruit de fond".

Un petit exemple avec des chiffres réalistes: En interview, un MKH416 au ras du cadre capte un niveau sonore moyen de 60dBA. Le bruit propre du micro est de 13dBA. Supposons que le préampli est excellent et apporte un souffle négligeable. Le rapport entre le niveau moyen et le bruit de fond sera de 60-13 = 47dB. Ca, c'est le rapport signal/bruit que percevra l'oreille. Ca peut paraître faiblard, mais en prise de son de voix parlée, c'est très bon.

Pour un convertisseur, ce n'est pas le niveau moyen qui compte, mais le niveau crête. Admettons que ce niveau crête soit de 80dBA (20dB au dessus du niveau moyen). La dynamique du signal avant conversion est de 80-13 = 67dB. Même un convertisseur 16 bit convient, du moment que le gain du préampli est bien réglé.

Mais si on ne règle pas super bien ce gain ? On veut booster le gain de 20dB en post-prod. Cela va écarter les pas de quantification d'un facteur 10. En 16 bit, ça va donner un pas grossier qui peut entraîner des artefacts audibles. C'est l'équivalent du banding en vidéo. Si on enregistre en 24 bit en vue d'un export 16 bit, on a 8 bit de marge, soit un gain possible en post-prod de 48dB avant que le pas ne devienne plus grossier qu'en 16 bit. Le 32 bit flottant n'est pas directement comparable (flottant), mais va dans le même sens.

Morale de l'histoire: le 16 bit, avec son plafond de 96dB, suffit déjà amplement à couvrir les besoin usuels y compris dans les applications musicales. Mais le 24 bit permet de moins optimiser le gain en enregistrement, car on sait qu'on aura de la marge en post-prod. On peut enregistrer assez bas, et garder une grosse marge de sécu. Le 32 bit flottant va plus loin: si on n'a pas gardé la marge de sécu nécessaire, ça peut saturer en 24 bit, alors qu'on est tranquille en 32bit flottants.

En revanche, le 32bit flottant n'améliore pas le rapport signal/bruit de la chaîne analogique, et le 24 bit non plus. C'est un coté un peu trompeur de ces profondeurs de bit élevées: si on règle le gain de préampli trop bas, le souffle qu'il apporte peut ne plus être négligeable. Le rapport signal/bruit de la chaîne analogique chute, parce que le préampli lui-même a un moins bon rapport signal/bruit aux gains faibles. Se dire "j'ai pas besoin de régler le gain parce que j'ai du 32 bit flottants" est un peu optimiste.

De façon plus radicale, un micro trop éloigné de la source posera de gros soucis: si le même MKH416 ne reçoit que 40dBA, le rapport signal/bruit chute à 27dB. Les 32 bit flottant et les 24 bit fixes ne compensent absolument pas un mauvais placement de micro.

Dans l'article il n'y a pas de relations entre dBFS et pression acoustique, mais entre dynamique en numérique et dynamique dans le monde réel. La comparaison ne vaut que pour la dynamique, qui est un écart de niveau. C'est une valeur relative, et on peut parler de dynamique pour les niveaux sonores, pour les niveaux électriques analogiques, les niveaux numériques.

 

Dit autrement,

Tu peux disposer d'un autofocus hyper performant, "de la mort qui tue " comme ils disent .

Si tu filmes en ambiance ultra sombre, que tu laisses ton gain exploser ...(ou réciproquement)
Tu obtiendras une image nette ....mais "dramatique"

 

Le monde réel c'est la pression acoustique (en Pa), c'est bien cela ? Si c'est ça, et si j'ai bien compris , en son, le codage est linéaire au sens où les dB fs (ce qui est codé) sont une fonction linéaire des dB acoustiques. Est-ce pour cela que l'on a LPCM (L pour linear) ?

 

Oui, le "monde réel", c'est des niveaux sonores. On parle de pression acoustique car un son est une infime et rapide variation de pression par rapport à la pression atmosphérique.

L'oreille réagit à l'intensité du son de façon logarithmique, comme l’œil à la lumière. Les décibels (dB) ne sont pas une échelle linéaire, justement pour suivre la perception auditive. On utilise des dBSPL pour les pressions acoustiques, les dBFS pour une enregistrement numérique. Ces deux échelles n'ont aucun lien direct, mais un écart en décibel est le même quelle que soit l'échelle utilisée.

Par exemple, avec tel micro et tel préampli réglé à tel gain et tel convertisseur, il se trouve qu'un son de 60dBA est enregistré à -50dBFS. Ce n'est absolument pas généralisable. Mais si le son passe de 60 à 70dBA (+10dB), alors on sait que l’enregistrement va passer de -50 à -40dBFS (+10dB aussi; ce sont des valeurs négatives). Avec d'autres matériels réglés différemment, l’enregistrement va peut-être passer de -38 à -28dBFS.

Si le son à enregistrer a une dynamique de 42dB (par exemple), on sait qu'il faut que la chaîne d'enregistrement ait, à chaque étape, une dynamique d'au moins 42dB. Si sa dynamique fait précisément 42dB, alors il faut tout régler à la perfection. Si sa dynamique est plus large, alors on a une certaine marge et on n'est pas obligé de régler pile-poil. Si sa dynamique est quasi infinie (comme le cas du 32 bit flottant), alors c'est presque impossible de "mal régler".

Ces échelles logarithmiques en dB sont l'équivalent du "diaph" en vidéo. On pourrait très bien vouloir optimiser le codage du son de manière non linéaire, un peu comme du Log audio. Mais vu les débits dérisoires de l'audio, en général on s'en contrefiche et on fait simple: en enregistrement on fait du "RAW". Ce "RAW" a plein de noms, suivant qui parle et dans quel contexte: un PCiste parlera de ".wav", le mac-maniaque parlera de "AIFF", le gars qui songe au bon vieux CD parlera de "PCM" ou de "LPCM". Tout cela n'est pas très rigoureux, ou n'a même techniquement rien à voir, mais ça a finit par rentrer dans le language courant.

 

Limpide comme de l'eau de roche. Merci Nicolas !