Quelques bases utiles pour les musiques "samplées" et le son numérique

Afin de débuter une série de tutoriaux traitant de la mise en place d’ateliers d’animation sur le thème de la Musique Assistée par Ordinateur, il convient d’apporter, tout d’abord, les éléments théoriques nécessaires à la compréhension du domaine acoustique et audio numérique : qu’est ce que le son ? Comment fonctionne le son numérique ? Quels sont les formats utilisés ? Comment « extraire » mes CD audio sur mon disque dur ? Quelques notions sur la « jungle des droits d’auteurs » : quels sont mes droits et mes devoirs, envers les auteurs et en tant qu’auteur moi-même ?

Ces bases théoriques, ainsi que la connaissance des principaux formats audionumériques vous serons utiles dans vos usages de l’audionumérique et vous aurez probablement l’occasion de vous y référer, par la suite.

LE SON

Le son est d’abord un phénomène produit par un « objet matériel » entrant en vibration (cymbale, dynamite, corde vocale, eau versée…). Cette vibration issue de « l’objet » fait, à son tour, entrer en vibration l’air (ou l’eau) en contact direct avec nos tympans. C’est par sa propagation dans l’air ou l’eau que nous percevons le son. Ainsi, « dans le vide » il nous serait physiquement impossible d’entendre les vibrations produites par les objets.
À mesure que la fréquence des vibrations s’élève (que l’air vibre plus ou moins vite), l’oreille perçoit des « hauteurs » plus ou moins aiguës.

Une fréquence de 440 vibrations par seconde soit 440 Hertz est perçue par l’oreille comme une « hauteur » : la note « La » (la tonalité du téléphone, le diapason, etc.).

Cette vibration est ensuite captée par le microphone, sorte de « tympan électronique » qui va convertir le signal acoustique en tensions électriques, afin de pouvoir l’enregistrer sur bande magnétique ou numériquement…

440 vibrations/seconde (440 Hertz) correspondant à la note La.

L’AUDIONUMERIQUE

Pour être utilisé par un programme informatique, un son doit tout d’abord être « numérisé ».
Pour cela, nous pouvons utiliser les entrées de notre carte son (et ses convertisseurs « Analogique/numérique »). Le son est alors « échantillonné » des milliers de fois par seconde : Il est séparé en minuscules portions qui vont être codées numériquement.

Diagramme 1

La fréquence
Le son va ainsi être « haché » un certain nombre de fois par seconde - 44100 fois par seconde pour la plupart des utilisations standards (44,1 kilohertz) - afin d’être converti en une suite de coordonnées numériques.

Diagramme 2

Diagramme 2 Ainsi, la « forme » originale du son sera reconstituée en sortie de la carte son (par les convertisseurs « Numérique /Analogique »), pour permettre l’écoute, par la mise en vibration des…hauts parleurs. 44100 Hz correspond à une fréquence d’échantillonnage couvrant, de façon large, la reproduction des fréquences audibles par l’oreille humaine (environ de 20Hz à 20000Hz). Globalement, la fréquence d’échantillonnage se ressent essentiellement au niveau de la précision de rendu des fréquences aiguës (plus la fréquence d’échantillonnage est élevée, plus la reproduction des fréquences et des fréquences aigues en particulier, est affinée) cette donnée s’exprime en hertz ou en kilohertz.

La résolution Nous pourrions dire que le son, une fois converti en coordonnées numériques, ressemble à une suite d’« escaliers » montants et descendants.
Sur le diagramme ci-dessous, on remarque que chaque « tranche » du son est plus ou moins fidèlement captée selon un autre facteur : la « taille de la marche » (de notre « escalier »). Cette valeur a un impact direct sur la qualité de l’enregistrement au niveau du rapport signal/bruit ou « dynamique » (proportion entre le « bruit de fond » et le son de l’instrument enregistré). La « taille des marches » de cet « escalier numérique » détermine la précision de l’échantillonnage et se nomme la résolution, elle s’exprime en bits.
Plus le nombre de bits est élevé, plus « la marche est petite » et le son échantillonné fidèle au son d’origine.

Ces considérations techniques peuvent largement aider, même le débutant, par exemple, dans le choix d’une carte son. En effet il est notable qu’une fréquence d’échantillonnage très élevée (192 kHz) n’a qu’un effet modéré sur la qualité sonore (surtout au niveau des cartes son « milieu de gamme ») et augmente l’espace disque utilisé pour le stockage des données, alors que la résolution de l’échantillonnage est toujours un paramètre significatif pour une qualité audio optimale (24 bits conseillés). A bon entendeur…

NB : les pistes audio des DVD correspondent à une fréquence de 96000 Hz (96 kHz) pour une résolution de 24 bits.

Les principaux formats
Les standards audionumériques non compressés sont :

Pour PC : le format Wave (.wav) Pour macintosh : le format aiff (.aif)

Ces trois formats offrent des possibilités équivalentes au niveau :
 de la fréquence d’échantillonnage : 44,1 kilohertz / 44100 Hz
 de la résolution : 16 bits
 et du nombre de canaux : 2 canaux = stéréo

Toutefois, seul le CD audio a des paramètres fixes. Il ne peut se décliner en version monophonique, sa fréquence et sa résolution ne peuvent pas non plus être modifiées. De plus, il comporte une autre particularité : il ne peut être directement placé sur le disque dur d’un ordinateur (pour ensuite pouvoir être écouté, agencé différemment ou « découpé » dans le cadre de la création d’une banque de sons). Les plages audio doivent, tout d’abord, être « extraites » du CD grâce à un logiciel spécifique. Nous utiliserons, pour cela, le logiciel « dBpowerAMP Music Converter ».

Extraction de pistes audio avec le logiciel dBpowerAMP, Logiciel d’extraction & de conversion audio.

Ce logiciel Permet de stocker vos CD audio favoris sur votre disque dur sous forme de Wave, de Ogg Vorbis (format libre de compression très efficace concurrent du mp3), ou de MP3

Attention !! : Les CD utilisés doivent vous appartenir personnellement afin que leur copie soit légale.

Convertir un CD audio (.cda) en 5 étapes :

1 Mettre un CD audio dans le lecteur
2 Lancer le logiciel
3 Choisir dans le menu Rip « Rip with options »
4 choisir le format, le taux d’échantillonnage et la résolution
5 Déterminer l’emplacement de l’extraction.
6 Lancer l’extraction…

Autre mode de conversion : Sélectionner le fichier directement dans l’explorateur de windows Cliquer à droite sur le fichier

Régler les paramètres et démarrer la conversion.

Le format choisi par défaut est le format Wave, non compressé, mais il est également possible de réaliser l’extraction en compressant directement le son, sous la forme d’un fichier MP3.

Le logiciel « DbpowerAMP music Converter » est téléchargeable sur telecharger.com
Je vous conseille d’installer la « version sans la compression mp3 ».
Au bout d’un mois la « version démo » du mp3 ne permet plus de compresser à ce format. Vous pouvez, en revanche, installer le plugin BladeEnc en le téléchargeant ici : BladeEncMp3 ou utiliser le format Ogg Vorbis.

DROITS D’AUTEURS

En ce qui concerne les droits d’auteurs, il est tout à fait légal que des personnes ayant acheté des CD audio pour leur usage personnel puissent les extraire ou les copier de quelque façon que ce soit (cf. loi sur les droits d’auteurs / exception sur la copie privée), ainsi que d’en isoler des extraits ou des boucles, dans le cadre d’une pratique amateur personnelle (si un atelier se déroule à l’aide de casques nous pouvons même considérer que les usagers d’un atelier sont, au niveau acoustique, « virtuellement » dans la sphère privée). En revanche ces travaux ne pourront faire l’objet d’une diffusion, qu’après avoir fait expressément la demande au détenteur des droits, avoir reçu son autorisation écrite, et s’être acquitté de la somme exigée.

Certains CD rom de musiques « à sampler » intègrent dès leur achat, une licence permettant l’utilisation des samples, mais leur prix reste assez prohibitif.

Plusieurs types de « musique réutilisable » sont également recensés par la SACEM, mais elles ne sont pas réellement adaptées à l’usage du sampling dans le cadre des m