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L'enregistrement de la musique du piano

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Dans le présent article va être abordé l’enregistrement numérique du son, qui s’est développé depuis l’explosion de la micro-informatique et donc de la capacité de traitement du signal en temps réel ou en temps différé.
On peut néanmoins rappeler que cette récente explosion avait été précédée par une époque ou le son était enregistré de manière analogique, sur bande magnétique ou sur disques Vinyles notamment : sur ces supports le son était traduit de manière continue, jusqu’aux limites imposées par les maillons les plus faibles de la chaîne d’enregistrement, ce qui donnait lieu à des résultats remarquables, malgré quelques défauts comme un souffle plus présent ou une séparation stéréo plus limitée.
Le contenu du présent article ne s’adresse pas à un passionné du son, il est assez succinct et ne permet que de se faire une idée générale du sujet et éventuellement de résoudre quelques cas rencontrés lors de l’enregistrement ou du choix de solutions. Mais il ne répondra pas directement à des questions pratiques du genre « j’ai une latence trop importante sur CUBASE, comment régler mon paramétrage » ou bien « j’ai du rumble sur mon enregistrement, je ne comprends pas d’où il vient ». Il s’est avéré au fil de l’écriture de l’article que certains développement devaient également être abordés concernant des sujets associés, comme par exemple les logiciels d’enregistrement ou de traitement du son ou des fichiers MIDI, et donc le contenu a évolué jusqu’au format actuel. Il a néanmoins été limité à la chaîne d’acquisition du son, par exemple la restitution du son (amplificateurs, haut-parleurs, casque) n’est pas traitée.
Dans toute la suite de l’article, les définitions ou explications seront déclinées presque exclusivement dans le contexte du piano.
D’autre part les exemples de matériels et de prix seront ceux de la date d’écriture de l’article, juin 2006.

Plan du texte
I – RAPPELS
II – CHAINE D’ENREGISTREMENT ACOUSTIQUE
II.1 – Composants d’une chaîne d’enregistrement acoustique
II.1.A – Microphones
II.1.B – Préamplificateurs
II.1.C – Convertisseurs Logiques/Analogiques et Analogique/Logique
II.1.D – Autres maillons intermédiaires de la chaîne
II.1.E – L’enregistreur
II.1.F – Le monitoring
II.2 – Chaîne d’enregistrement acoustique intégrée
II.3 – Chaîne d’enregistrement acoustique micro-informatique
II.4 – Exemples d'enregistrement
III – ENREGISTREMENT DES INSTRUMENTS A SORTIES NUMERIQUES (PIANOS SILENT, PIANOS ELECTRONIQUES)
III.1 – Sortie son
III.2 – Sortie MIDI
IV – L’ENREGISTREMENT PRATIQUE DU PIANO
V – LES FORMATS DES FICHIERS SON
V.1– Format WAV
V.2 – Formats non destructifs
V.3 - Formats destructifs
VI – LOGICIELS LIES A L’ENREGISTREMENT OU AU TRAITEMENT DES FICHIERS SON
VI.1 – Logiciels d’enregistrement et de traitement du son
VI.2 – Encodeurs et extraction de son de vidéo
VI.3 – Séquenceurs
VI.4 – Logiciels divers

I - RAPPELS
Dans le cas du piano acoustique, le son perçu par l’oreille est un ensemble de vibrations transmises par l’air dont l’excitateur est l’instrument au moyen de sa mécanique (touches, marteaux, cordes) et de l’amplificateur naturel qu’est sa table d’harmonie. Les ondes sonores avant de parvenir à l’oreille peuvent être réfléchies ou transmises par différents biais, qui font « l’ambiance » de l’écoute, notamment réflexions sur les murs et le plafond.
Dans le cas d’un instrument électronique, l’air est mis en vibration par une membrane excitée par des équipages du type électromagnétique ou autres, que sont les haut-parleurs d’enceintes ou de casques. Les vibrations de l’air produites par le piano sont riches en harmoniques, c’est-à-dire qu’elles émettent non seulement un son simple (sinusoïdal) à une fréquence donnée (par exemple : LA 440 Hz bien connu des accordeurs) mais également des fréquences multiples (pour le LA440 : les fréquences de 880, 1320, 1760… sont présentes à des hauteurs plus ou moins importantes), c’est ce qui fait le timbre de l’instrument. Le volume du son ou plus exactement la différence entre le plus faible son joué et le plus fort représente ce qu’on appelle la dynamique (qui s’exprime classiquement en dB, qui est une valeur logarithmique d’un rapport de pressions acoustiques).
La tessiture (ou ambitus) de l’instrument est l’étendue des fréquences de base des notes entre la plus aigue et la plus grave, et vaut donc dans le cas du piano 27,5 Hz à 4186 Hz.

{mospagebreak title=Chaîne d'enregistrement acoustique} II – CHAINE D’ENREGISTREMENT ACOUSTIQUE
II.1 – Composants d’une chaîne d’enregistrement acoustique
Le piano acoustique par construction ne dispose pas de dispositifs permettant l’enregistrement direct ; il faut donc recourir au schéma classique :
microphone -> électronique d’amplification et de traitement -> électronique et mécanique d’enregistrement

II.1.A – Microphones
Le choix du micro est primordial pour une qualité de la restitution finale, c’est un des maillons les plus délicats de la chaîne de traitement et de restitution, avec les enceintes acoustiques. De plus, le piano est l'un des instruments les plus difficiles à enregistrer, à cause de sa richesse harmonique, de sa dynamique importante, de l’énorme étendue du spectre de fréquence qui couvre la quasi-totalité du spectre audible par un adulte moyen, et du fait que la mécanique occasionne des bruits parasites à l’enregistrement.
Il vient donc que le microphone est un des éléments pour lequel une partie significative du budget pourra être investi, surtout dans la mesure ou on souhaite rester à un niveau financier « moyen » : il existe par exemple de bonnes cartes sons « amateur » pour micro-ordinateur pas trop chères (200 €) mais pour disposer d’une paire de micros qui ont le niveau de qualité comparable à cette carte son il faudra dépenser plus que cela !

Les caractéristiques les plus utiles à connaître pour un micro sont les suivantes :

  • la technologies (car elle entraîne le type de son le mieux adapté),

  • les caractéristiques physiques : dynamique, courbe de réponse en fréquence (étendue de fréquence qui peut être enregistrées avec une fourchette d’acceptabilité donnée), sensibilité (rapport entre la pression acoustique et la tension de sortie du micro)

  • la directivité (zone de meilleure sensibilité du micro) certains micros étant très directifs et n’enregistrent que dans l’axe (« canon » ou hypercardioïdes), d’autres sont omnidirectionnels, et entre les deux il y a des micros qui ont des courbes de sensibilités différentes (cardioïdes, en « 8 » ou bidirectionnels).

  • Le prix !

Les différents types de technologies de micros utilisés (s’appuyant sur des propriétés physiques différentes sont classiquement classés dans les catégories suivantes :

  • dynamiques : les plus répandus, les plus robustes, peu sensibles à l'humidité, d'un prix abordable ; en entrée de gamme il se situe autour de 100 €, mais à ce prix, la qualité sera faible (mais suffisante s’il s’agit juste de garder une trace ou écouter sur un lecteur à clé USB). Pour un micro d’assez bonne qualité, assez polyvalent, il faut compter autour de 300 € environ (mais il y a possibilité de trouver en occasion, bien moins cher). Ils fonctionnent selon le principe inverse de celui des haut-parleurs, un diaphragme est fixé à une bobine en cuivre placée dans un champ magnétique ; les ondes sonores qui heurtent le diaphragme provoquent son déplacement et donc celui de la bobine située dans le champ magnétique, et les variations magnétiques de flux sont alors traduites par des variations électriques. Comme la bobine est directement fixée au diaphragme, ces derniers pour les micros dynamiques sont plus épais, en conséquence, l’enregistrement est moins précis qu’avec des microphones électrostatiques. En contrepartie ils encaissent de plus grandes pressions sonores avant distorsion et sont plus résistants. Par ailleurs, ils ont tendance à colorer le son entre 5 kHz et 10 kHz.
    Utilisation principales : sur scène ou en répétition, pour la voix, le violon, le saxo, la trompette, la contrebasse.

  • Cas particulier des MICROS DYNAMIQUES A RUBAN MOBILE
    Dans un micro à ruban, le fil de la bobine est remplacé par un ruban métallique qui fera office de membrane et de conducteur électrique mobile. La pression sonore va mettre le ruban métallique en vibration, celui-ci étant plongé dans le champ magnétique d'un aimant permanent. Le ruban est plié en accordéon pour qu’il soit compatible avec la taille d'une membrane microphonique, et d'autre part la souplesse acquise par le pliage accordéon lui permet de vibrer convenablement avec la pression acoustique. Ce pliage en accordéon augmente également sa longueur soumis champ de l'aimant. On recueille donc le courant induit aux extrémités du ruban. Le ruban même plié représente un conducteur considérablement moins long que le fil très fin d'une bobine, et, pour que le signal ne soit pas trop faible, on augmente le champ magnétique de l'aimant, mais dans la pratique, le micro à ruban est moins sensible qu'un micro à bobine mobile. Cet inconvénient, se trouve compensé par la grande fidélité du micro à ruban, dont le niveau de distorsion et la réponse en basse fréquence est particulièrement intéressante.

  • électrostatiques (ou à condensateur. Appelés fréquemment « statiques ») : plus sophistiqués et plus chers que les micros dynamiques ou à électrets, ils sont très fidèles mais sont sensibles aux chocs et à l'humidité. Ce sont les plus usités en studio. Leur mince diaphragme conducteur est suspendu au-dessus d’une plaque arrière qui forme ainsi un fin condensateur variable. Lorsque les ondes sonores excitent le diaphragme, la distance entre ce dernier et la plaque arrière varie et avec elle la capacitance, ce qui est récupéré sous forme de variations de tension converties en un signal envoyé au préamplificateur. La puissance requise par ce type de micro est assurée par une alimentation dite « fantôme » de 48 volts. Les diaphragmes des micros à condensateur sont en métal extrêmement fin ou en plastique métallisés ce qui leur donne une très grande précision et une grande sensibilité aux transitoires. Ce sont ceux qui transmettent le moins de coloration acoustique. Certains modèles permettent de modifier la directivité grâce à une bague située sur le micro ou à une télécommande, et ils sont souvent pourvus d'un atténuateur (pour se protéger vis-à-vis de sons trop puissants) et d'un filtre coupe basse (pour atténuer les fréquences graves).
    Utilisation : en studio, pour la voix et tous les instruments (sauf certains ayant des fréquences très graves comme la grosse caisse ou les timbales)

  • Cas particulier des MICROPHONES A ELECTRET
    Les micros à électret utilisent le même système que les micros électrostatiques. La différence vient de la charge qui n'est plus fournie par une alimentation extérieure : le micro est en effet traité dès sa fabrication pour être chargé en permanence.
    Ce type de micro est généralement moins onéreux que les micros électrostatiques. En revanche, il produit plus de souffle et sa charge s'atténue avec le temps, ce qui le rend de moins en moins efficace et limite sa durée de vie (à plusieurs années tout de même).
    Ce type de micro nécessite parfois une alimentation supplémentaire, soit à l'aide d'une pile, soit par alimentation fantôme. Les problèmes relatifs à l'humidité et à la poussière sont les mêmes que pour le micro électrostatique, puisque dans les deux cas, la membrane est électrostatique.

  • Micro-contacts : ce sont des micros spécialisés que l'on fixe à l’instrument au moyen d'une pâte spéciale, qui donnent de bons résultats et ne sont pas très chers, fonctionnant par résonance avec l’instrument et donc peuvent être très utiles pour une prise de son en ambiance bruyante. Chaque modèle est fabriqué pour un instrument acoustique bien précis. Utilisation : instrument acoustique (guitare, piano…)

La taille des capsules des micros est importante, plus elle est grande plus le rapport signal/bruit sera élevé et plus la qualité des graves sera élevée, mais en contrepartie la qualité des aigues peut en pâtir.
Choisir un micro est difficile parce qu'il n'est jamais neutre. Tous ont leur couleur et leur personnalité, et il faut se référer à des bancs d’essais pour se faire une idée de celles-ci. Pour un piano, les meilleurs micros sont de type électret (à large bande passante) ou électrostatique, plus le cas particulier du micro contact.

Quelques bons microphones (parmi les centaines existants) pour exemples de prix :

  • SAMSON AUDIO C01U, condensateur, directement raccordable à une prise USB (avec l’avantage de la facilité, mais des défauts en conséquence), 80 €

  • Sony ECM-719, stéréo miniature unidirectionnel à électret, prix 90€

  • SHURE SM57, dynamique cardioïde polyvalent, robuste, pour instruments, prix 99 €

  • AUDIO-TECHNICA ATM33a : micro cardioïde statiques à transistor, neutre et doux - Prix 150 €

  • AKG perception 200 : condensateur capsule large, cardioïde, équipé d’un filtre coupe bas, 190 €

  • AKG D112 : dynamique adapté à la prise de son des fréquences basses, prix 200 €

  • RODE NT5 : paire de micros statiques appairés pour prise stéréo, cardioïde, rendant bien sur piano, prix 300 € les 2

  • NEUMANN KM184 : micro statique professionnel de haute qualité, spécialement conçu pour une utilisation en couple stéréo, cardioïde, prix 650 €

  • NEUMANN U47 : un micro de légende du milieu professionnel, un must, statique à transistor avec bloc d'alimentation et système de suspension - Prix en occasion : à partir de 1200 euros

II.1.B – Préamplificateurs
Le micro délivre un signal de niveau faible qu’il faut le traiter (pré amplification avant le traitement de numérisation). Si le microphone produit le son, le préampli se charge de le rendre utilisable, et il peut dégrader la qualité d’un microphone hors de prix, ou donner à un micro moyen un caractère intéressant. Son choix est délicat, il est lié au micro, mais également au style de musique et d'instrument.
Un microphone de studio transforme une onde acoustique en signal électrique ; sauf pour certains micros à électrets, le niveau de sortie d'un micro est de l'ordre de quelques millivolts. Comme ce niveau est très faible, il est indiqué en décibels par analogie au gain qu'il faudrait pour ramener le signal à 0 dB volt (0.775 volts). En règle générale, les microphones ont un niveau de sortie de l'ordre de -40 à -60 dB volts, que le préampli se charge de normaliser.
Une solution est de disposer d’une carte son permettant l’enregistrement direct « micro » en plus de l’enregistrement « entrée ligne ». Une difficulté alors est que le signal micro est très faible, il risque d’être parasité par l’environnement de l’ordinateur, et donc un préampli externe peut être nécessaire pour améliorer les nuisances, préampli dont on branchera alors la sortie sur l’entrée ligne et non plus sur l’entré micro (laquelle est préamplifiée par la carte son).
Pour enregistrer directement un micro, la carte doit disposer d’entrées symétriques (surtout si la filerie est longue). Si par contre il n’y a à traiter que des entrées lignes et qu’il n’y a pas trop de parasitage, des entrées asymétriques suffisent. La connectique disponible est éventuellement à examiner (en particulier les prises RCA (Cinch) sont asymétriques). On peut également porter attention au fait qu’un préampli ou une carte dispose d’une alimentation fantôme, si cette caractéristique est nécessaire ; si ce n’était pas le cas, et s’il s’avérait nécessaire par la suite de disposer d’une telle alimentation, il y aurait nécessité de changer le préampli ou d’acheter une alimentation séparée.
Deux types de préampli se partagent le marché et ont leur défenseurs, les préamplis à lampes et ceux à transistor.
Il existe la possibilité de liaisons numériques depuis un préampli/convertisseur vers le micro-ordinateur (liaison SPDIF ou optique), ce qui présente l’avantage de moins parasiter le signal (le traitement pré amplification + numérisation peut être déporté de l’ordinateur générateur de parasites), ce qui est une bonne solution.

Quelques bons préamplis de prix raisonnables :

  • PreSonus BlueTube, 200 €, double préampli à tubes,

  • M-Audio Audio Buddy, deux voies, à transistor, 110 €.

II.1.C – Convertisseurs Logiques/Analogiques et Analogique/Logique
C'est la pièce autour de laquelle se place toute l'attention quand on converti un signal. En effet, si on cherche à numériser un signal analogique, il est crucial que le convertisseur soit bien conçu, car les données qui en sont issues doivent représenter le plus fidèlement possible le signal analogique, et on cherche des convertisseurs :

  • Précis, car plus on augmente la résolution, plus on a de difficultés à avoir des données précises sur les bits de poids faible (ceux qui représentent la partie du signal de plus faible niveau). On peut très vite arriver à un convertisseur de 24 bits théorique qui ne sera guère meilleur qu'un convertisseur 18 bits professionnel.

  • Propres, à l'entrée du convertisseur le signal analogique côtoie plusieurs circuits numériques et a des risques importants à être perturbé par des parasites. Il est donc important de diminuer le bruit au maximum.

  • rapides : cette caractéristique va de paire avec la précision. Un convertisseur précis doit être rapide (et pas forcément l'inverse), afin de suivre un maximum de variation du signal et d'autoriser une plage dynamique la plus grande possible notamment dans les transitoires.

Les convertisseurs utilisés dans les applications audio sont des convertisseurs Delta-Sigma, qui sont des convertisseurs par approximation. Ils se prêtent très bien aux signaux audio qui ont pour caractéristiques la plupart du temps de varier lentement.
Choisir une carte son pour faire des enregistrements, c'est avant tout (mais pas seulement), choisir les convertisseurs qui seront utilisés, on peut se baser sur certains chiffres :

  • la résolution,

  • la fréquence d'échantillonnage,

  • le rapport signal/bruit,

  • la dynamique, théoriquement inférieure ou égale au rapport signal/bruit,

  • le facteur de suréchantillonnage.

Pour une carte son de micro-ordinateur, l’électronique doit disposer pour l’enregistrement d’un convertisseur analogique vers numérique (CAN, Convertisseur Analogique-Numérique) et pour la restitution d’un convertisseur CNA. Le premier est le plus délicat et doit disposer des caractéristiques suffisantes : « pas » de résolution (ou dynamique), 16 bits est souvent acceptable, 24 bits est le top, fréquence d’échantillonnage, au moins 44,1 kHz (96 kHz est un niveau professionnel), rapport signal/bruit (qui introduit par rapport à la dynamique les perturbations par parasites ou autres) et surtout facteur de suréchantillonnage (oversampling) d’au moins 64 à 128 pour 24 bits de dynamique.

II.1.D – Autres maillons intermédiaires de la chaîne
Le compresseur
On peut adjoindre à la chaîne de traitement un compresseur, dans le cas de prise de son de qualité professionnelle. Les saturations digitales doivent être évitées dans tous les cas (contrairement à l’analogique qui autorisait le passage dans le rouge de certains passages), elles se traduisent en effet par des claquements nets (le signal est complètement écrêté). Un compresseur va à partir d'une limite fixée (seuil ou threshold), changer la proportion entre le niveau d'entrée et celui de la sortie : avant le seuil chaque dB en entrée est traduit par un dB en sortie, à partir de cette limite, les dB supplémentaires en entrée sont divisés en sortie par un facteur réglable. Le compresseur est inséré quand il existe en amont du convertisseur A/N.

Les tables de mixages
Je passe sous silence cet accessoire indispensable au pro, car elle disparaît au profit des tables virtuelles sur écran des micro-ordinateurs pour les amateurs, sauf à avoir de nombreux micros auquel cas où elle se justifie pleinement par ses facilités de réglages et sa puissance, mais avec des coûts élevés.

L'égaliseur
Il a pour fonction d'augmenter ou diminuer certaines fréquences pour embellir ou corriger certains défauts des systèmes d'enregistrement voire des instruments. On peut procéder à l’égalisation avant l’enregistrement, ou après, c’est un outil intéressant dans la mesure ou il permet de corriger certains pics ou creux de fréquences de la prise de son.

Filtres
Pour mémoire, il existe des filtres pour corriger certains défauts ou ajuster le rendu sonore.

II.1.E – L’enregistreur
Quelle que soit leur technologie, ils disposent de niveaux d'enregistrement. Il faut régler le niveau pour qu'il soit le plus élevé possible sans jamais saturer. Le rôle des éléments de la chaîne de traitement du signal est justement de faciliter son réglage, avec la compression en particulier. On peut enregistrer notamment sur les supports suivants :

  • Le MiniDisc Très utilisé il y a peu par les professionnels du théâtre et par les amateurs d'enregistrement sur le terrain, il est supplanté par le Hi-MD qui double sa capacité et améliore la qualité audio, et tend à disparaître maintenant,

  • Le Hi-MD introduit par Sony en Janvier 2004. Il offre une capacité de 1Go/disque. Le Disque de 1Go permet d'atteindre 22Go sur un disque de 12cm,

  • La cassette DAT, un standard pour les professionnels du son depuis bien longtemps. Il offre une qualité supérieure à celle du CD audio (fréquence d’échantillonnage de 48 kHz au lieu de 44,1 kHz). Les modèles incluant ce média sont des modèles hauts de gammes hi-fi et professionnels. Même si les lecteurs deviennent plus rares et sont maintenant de plus en plus souvent remplacés par des enregistreurs sur disque dur, le DAT reste encore aujourd'hui le support pour la prise de son stéréo professionnelle… mais pour combien de temps encore ?

  • Le CDR-RW enregistrable. Le CD enregistrable 1 fois (CD-R) ou plusieurs fois (CD-RW) peut stocker des données, du son au format CD-Audio (70 minutes) ou au format MP3, pour un coût faible. Les lecteurs de CD ont tendance à disparaître au profit des enregistreurs de DVD,

  • les supports amovibles multimédia actuels telles les cartes CF ou SD (utilisés en photographie numérique également) dont les capacités actuelles sont suffisantes pour des prises de son de durées significatives (8 Go, l’équivalent de 12 CD audio),

  • et bien sûr sur disque dur (support non amovible ou amovible).

II.1.F – Le monitoring
Pour faire un bon enregistrement, il faut vérifier en temps réel ce qui est enregistré. Dans certains cas on peut procéder a posteriori (si l’artiste enregistré est prêt à faire des bouts d’essais), mais en fait il faut dans tous les cas disposer de moyens d’écoute de ce qui est en court ou qui vient d’être enregistré. Des enceintes spécifiques peuvent être utilisées, branchées sur les sorties ad hoc (sorties son des cartes son, …) ou encore un casque (en particulier si l’enregistrement est à proximité du piano).
Il n’est pas détaillé ici les matériels existants ou les réglages à effectuer (méthodes de calibration des enceintes de monitoring pour avoir une image fidèle de l’enregistrement, etc…).

{mospagebreak title=Chaîne d’enregistrement (suite)} II.2 – Chaîne d’enregistrement acoustique intégrée
Quelques solutions intégrées pour s’enregistrer et récupérer les données peuvent être données à titre d’exemples. Elles sont classées par ordre de prix plutôt que par type (Studio/Home studio, c'est-à-dire matériels pour installations fixes, et portable/poche sont mélangés).
Il semble difficile de disposer d’un enregistreur autonome donnant un son exploitable (comprenant les micros, les préamplis, les convertisseurs, et le stockage de masse) pour moins de 200 à 300 euros (prix neuf, 2006), et à ce prix la qualité ne sera que moyenne (par comparaison avec un son de CD-Audio). Les solutions les plus sophistiquées présentées ici permettent par contre de dépasser la qualité d’un CD-Audio.

ARCHOS Jukebox Recorder 20 - 300 €
Lecteur numérique/enregistreur/radio portable à base de disque dur
Caractéristiques principales
Dimensions 11.3 x 7.9 x 3 cm, poids 290 g
Normes audio numériques : MP3
Support de stockage numérique : lecteur de disque dur intégré Capacité 20 Go
Casque - binaural - stéréo
Microphone intégré condensateur électret mono

KORG D4 - 300 €
Enregistreur numérique fixe, disposant d'entrées XLR et jack 6,35, et équipé d'un microphone interne.
Caractéristiques principales
4 pistes en lecture, 2 pistes en enregistrement, 8 pistes virtuelles par piste
Format d'enregistrement MPEG-1 Layer2 sur carte CompactFlash

EDIROL R-09 (ROLAND) (disponible mi 2006) - 390 €
Enregistreur portatif (de poche) sur cartes SD
Caractéristiques principales
Microphone à condensateur stéréo incorporé
2 pistes
Traitement des signaux Conversion A/N & N/A: 24 bits, 44.1/48 kHz
Type de données
Format: MPEG 1, Audio Layer 3 (MP3) : fréquence d’échantillonnage: 44.1/48 kHz, Débit : 64/96/128/160/192/256/320 kbps,
Format: WAV : fréquence d’échantillonnage: 44.1/48kHz, Résolution: 16/24 bits
Carte de mémoire Carte SD (d’une capacité de 32Mo~2Go)

M-AUDIO Micro Track 24/96 - 420 €
Enregistreur numérique bicanal mobile permettant d’enregistrer des fichiers WAV et MP3 sur de la mémoire CompactFlash ou des microdrives, micro électret stéréo inclus.
Caractéristiques principales
Double préampli micro avec alimentation fantôme pour les micros de studio
Entrée mini jack TRS 3,2 mm avec alimentation 5 V pour utilisation avec micro électret stéréo (micro inclus)
Entrée coaxiale S/PDIF pour transferts numériques
Enregistrement MP3 : 96 à 320 kbps à 32, 44.1 ou 48kHz
Enregistrement WAV : 16 ou 24 bits à 32, 44.1, 48, 88.2 ou 96kHz
Dimensions : 61 x 109,5 x 28,5mm. poids : 138.9 grammes sans carte CF

ROLAND CD2 - 625 €
Enregistreur numérique bicanal mobile
Caractéristiques principales
Conversion AN/NA: 24 bits, Fréquence d’échantillonnage: 44.1kHz
Support de sauvegarde amovible CompactFlash, jusqu’à 2Go (option), CD-R, CD-RW
Prises micro XLR avec alimentation fantôme.
Haut parleurs 4 cm x 2,5 cm x 2 puissance de sortie 2W + 2W (stéréo)
Microphones électret omnidirectionnels x 2
Dimensions 304 x 246 x 74 mm

MARANTZ PMD670 – 770 €
Enregistreur mobile permettant le stockage sur CompactFlash ou Microdrive.
Caractéristiques principales
Stockage sur carte CF ou MicroDrive jusqu’à 10 GO permettant jusqu’à 12 heures d’enregistrement non compressé (WAV)
Enregistre en WAV, Broadcast Wave, MP2 or MP3
Bitrate (16 – 384 kbps) et fréquence d’échantillonnage réglables (48, 44.1, 32, 24, 22.05, 16khz)
Entrées et sorties symétriques et asymétriques
Alimentation fantôme 48 V
Microphones et HP intégrés
Dimensions 264 x 185 x 55 mm, poids 1.3 Kg

YAMAHA AW1600 - 1250 €
Enregistreur fixe
Caractéristiques principales
8 entrées, 16 pistes en lecture, 8 échantillons (4 stéréo) et 2 effets stéréo
8 entrées Combo (XLR/Jack) avec alimentation fantôme
Format linéaire 16 bits et 24 bits
Egaliseur paramétrique 4 bandes + Compresseur sur chaque canal
Entrée/Sortie coaxiale (S/PDIF)
Enregistreur numérique 16 pistes (+8 pistes virtuelles pour chaque piste)
Disque dur de 40 Go, graveur CD-R/W pré-installé
Fréquence d’échantillonnage 44.1kHz (-6% ~ +6%)
Alimentation fantôme 48V
Convertisseur AD 24 Bit Linéaire / suréchantillonnage 64 fois
Convertisseur DA 24 Bit Linéaire / suréchantillonnage 128 fois
Dimensions 455 x 349 x 107 mm, poids 6.2kg

NAGRA ARES BB+ - 2500 euros
NAGRA est un top mondial de l’enregistrement de terrain, ses produits sont des plus coûteux comme l’excellent NAGRA V (à près de 7000 euros) ou l’exceptionnel DII à bande, on peut néanmoins citer le petit enregistreur ARES BB+ portable, de haut vol (qualité professionnelle).
Ultra portable piloté par menus, mono/Stéréo, mémoire de masse cartes PCMCIA Compact Flash.
Caractéristiques principales
Haut-parleurs intégrés
Enregistrement Digital (PCM) or compression
Conversion A/D & D/A 20 Bit Sigma-Delta
Taux d’échantillonnage 16, 22.05, 24, 32, 44.1, 48 kHz
Fréquences 64, 128, 192, 256, 384 kb/s
Capacité d’enregistrement standard 21 minutes sur carte 256 MB en Stéréo 48 kHz, PCM
Entrées micro/ligne par 2 connecteurs XLR
Alimentation Microphone 48 V fantôme
Entrée ligne Symétrique sans transformateur, sensibilité 0.44 V à 1.4 V pour 0 dB
Sortie casque, ligne symétrique
Dimensions 160 x 168 x 56 mm, poids 900 g.

II.3 – Chaîne d’enregistrement acoustique micro-informatique
Une bonne carte spéciale audio permettant des enregistrements d’une qualité déjà acceptable coûte 100 à 200 euros (carte « amateur », les véritables cartes pro sont nettement plus chères : par exemple une CREAMWARE Scope pro vaut près de 2000 €) intégrant les convertisseurs N/A de qualité (TERRATEC PHASE 28 par ex), certaines plus coûteuses disposant d’un DSP externe. Parmi ces bonnes cartes on peut citer la M-AUDIO Delta Audiophile 2496 (100 €), E-MU 1212M (200 €), M-AUDIO Delta 1010 LT (200 €), pour ces dernières on dispose d’un nombre très élevé d’E/S, 8 dont 2 avec préampli micro (prise XLR). Il faut préférer en général les cartes spécialement conçues pour l’audio par des fabricants confirmés aux cartes standard de généralistes micro-informatique, car ces derniers peuvent en effet privilégier certaines caractéristiques inutiles à la prise de son (son 5.1) mais plus demandées du grand public plutôt qu’entrées symétriques, alimentation fantôme, etc.
Des cartes de prix plus important permettent de disposer de caractéristiques plus élevées (meilleure protection contre le parasitage, le souffle,…), et incluent parfois dans leur pack une électronique d’amplification des micros (préamplis) en boîtiers déportés (externes).
On peut préférer à une carte son classique une carte interface en boîtier externe (liaison FireWire souvent) qui permet de limiter de façon simple le parasitage en éloignant le traitement du signal de l’ordinateur, carte sans préampli micro mais avec prises MIDI (M-AUDIO FireWire Audiophile, 210 €) ou carte incluant préampli micro et alimentation fantôme comme par exemple M-AUDIO Fast Track Pro (230 €), EDIROL FA101 (460 €), M-AUDIO Firewire 18/14 (500 euros), MOTU Ultralite (540 €).
Bien sûr si on veut des caractéristiques plus basiques, on peut se contenter de matériels de gammes plus faibles : cartes son à 50 euros, préampli à 100 euros, micro mono ou stéréo à 100 euros : ceci donnera malgré tout un son agréable, si ce n’est de niveau « CD », et de qualité comparable à un enregistreur autonome à 300-400 euros.

II.4 – Exemples d'enregistrement
Une bonne carte spéciale audio permettant des enregistrements d’une qualité déjà A titre d'exemple, voici ce qu'un des membres du forum a enregistré via une configuration moyenne que nous avons défini ensemble en fonction de ses attentes (carte M-Audio audiophile 192, préampli M-Audio buddy, micro statique unique Audio Technica AT 2020, cablâge symétrique), et qui lui donne satisfaction. je vous conseille pour apprécier les nuances de l'enregistrement de graver le fichier sur un CD-RW format audio (il est volontairement dans le format le plus précis, PCM WAV), et de l'écouter avec votre chaîne HIFI (le casque est souhaitable) ; vous entendrez les finesses de restitution des notes et des nuances, la clarté des sons, et même le léger choc des marteaux sur les cordes dans les aigus, ainsi que les appuis de pédale : on n'est dans la même catégorie de qualité de son qu'un CD.

Exemple d'enregistrement sur chaîne micro-ordinateur

adresse : http://www.pianomajeur.net/files/testpiano3.wav

Voici egalement un enregistrement réalisé, toujours par un membre du forum, sur EDIROL R09, appareil décrit un peu plus haut. La qualité est plus faible, mais l'usage peut être différent, notamment il est tout à fait adapté à des enregistrments nomades (portabilité de l'appareil):

Exemple d'enregistrement sur Edirol R09

adresse : http://www.pianomajeur.net/files/impro1.mp3

{mospagebreak title=Enregistrement des instruments à sorties numériques} III – ENREGISTREMENT DES INSTRUMENTS A SORTIES NUMERIQUES (PIANOS SILENT, PIANOS ELECTRONIQUES)
III.1 – Sortie son
L’enregistrement depuis la sortie son d’un piano SILENT ou d’un piano électronique permet d’éviter le point faible qu’est le microphone, en récupérant directement le signal électrique image du son émis. Ce signal est très semblable à celui qui serait récupéré en sortie d’un préampli attaqué par un micro qui enregistrerait le son émis par le piano, à la nuance de la qualité plus élevée dudit signal (enregistrer via les HP du piano puis un micro cumulerait les défauts des maillons).
Le son récupéré est exactement celui généré par l’instrument et dépend donc de la qualité du son dont est capable l’instrument (échantillonnage et traitement de l’échantillonnage pour reconstituer un son de véritable piano) sans possibilité de beaucoup d’améliorations (contrairement au son MIDI, voir ci-dessous).
Le signal est récupéré au niveau de l’instrument de musique par les prises son (prises mini JACK). Une méthode pour enregistrer est alors de connecter ces prises à la prise LIGNE (haut niveau, donc faiblement parasitable) d’une carte son d’un ordinateur (câble mini JACK côté piano, prise mini CINCH côté ordinateur, câble peu coûteux et aisé à trouver) et d’utiliser un logiciel d’enregistrement (CF plus loin le chapitre sur les logiciels).

III.2 – Sortie MIDI
La norme MIDI (Musical Instrument Digital Interface) est née au début des années 80 à l’initiative de plusieurs constructeurs de synthétiseurs, afin de permettre la connexion de plusieurs instruments de marques différentes : auparavant chaque marque utilisait un protocole propriétaire. A l'époque, elle avait pour but de permettre le dialogue des instruments entre eux, le PC n’est apparu (en tant que maillon des chaînes de traitement du son) que plus tard.
Dans les protocoles MIDI tout est codifié (hauteurs et durées des notes, changements de programmes, effets, etc.), avec une marge laissée à travers un message particulier : le SYSEX, ou message système exclusif, dont le format est fixé mais pas le contenu, qui peut donc être librement interprété par un instrument particulier.
Les codes ne génèrent pas de son, ce sont des informations transmises d’un appareil vers un autre. Si vous appuyez sur une touche et que vous la relâchez, cette action créé une suite d’informations : numéro de la touche enfoncée, vitesse d'enfoncement, début de l’événement, durée, port MIDI de 1 à 16, canal MIDI de 1 à 16, etc.
L'audionumérique peut être stocké et relu sans matériel additionnel et trouve son emploi dans l'enregistrement de sons comme celui d’un piano à queue, alors qu’un enregistreur MIDI est inexploitable sans générateur de sons.
Quelques avantages du MIDI sont la compacité des informations MIDI (une minute de musique peut tout à fait ne pas excéder 5 kO), la charge de travail imposée à un ordinateur beaucoup plus faible avec du MIDI qu'avec de l'audio, et la flexibilité de l'édition, tout paramètre (la hauteur d'une seule note dans un pièce complète, par exemple) pouvant être commodément modifié.

Le standard MIDI a imposé une interface matérielle que l'on retrouve sur tous les matériels MIDI, le port MIDI DIN 5 broches, qui se présente sous formes :

  • MIDI IN (port d'entrée - réception de messages MIDI en provenance d'autres instruments),

  • MIDI OUT (port de sortie - émission de messages MIDI vers d'autres instruments),

  • MIDI THRU (port "répéteur" - tous les messages reçus sur le MIDI IN sont réémis sur ce port de sortie).

Afin d'éviter des risques de pertes de signal, il est recommandé de ne pas utiliser un câble d'une longueur supérieure à 15 mètres.
Les matériels MIDI disposent d’un ou plusieurs de ces types de ports selon leur spécificité.
Il y a quelques années ce standard matériel a évolué avec la création d’un port supplémentaire "TO HOST" bidirectionnel (IN et OUT) qui se présente sous forme mini DIN 9 broches, parfaitement adapté à la connexion au PC, qui vient toujours (quand il existe) en addition des ports classiques.

Les connexions instrument-ordinateur se font via des entrées/sorties et interfaces (câbles, câbles spéciaux) suivants :

Port TO HOST
Un port série côté ordinateur (existe sur presque tous les PC) est utilisé ! Il faut alors un câble spécifique doté d'une prise mini DIN 9 côté instrument, et d’un prise DB9 ou DB25 côté PC. Cette solution est intéressante pour les possesseurs de PC portables, qui disposent tous d'un port série. Ce type de câble est en vente dans le commerce entre 15 et 25 € (un mètre de câble et deux prises simples, on trouve facilement le schéma de câblage pour en faire une pour 3-4 euros).

Port MIDI DIN
On raccorde l’ordinateur directement sur le port MIDI DIN de l'instrument. Quatre possibilités pour ce faire:

  • Port MIDI / Joystick de la carte son
    Ce port, présent sur la majorité des cartes son standard, permet via un câble spécial de connecter un port MIDI IN et un port MIDI OUT. Ce câble est souvent fourni avec la carte son, sinon on peut s’en procurer dans les magasins de musique ou d'informatique, à un prix avoisinant les 20 €, prix justifié par le fait qu'il y a un peu d'électronique dans le connecteur (en particulier pour éviter les boucles de courants, il y a un optocoupleur).

  • Cartes additionnelles
    Il existe des cartes qui offrent 1 à 4 ports MIDI IN/OUT en DIN 5 broches. L'avantage de cette solution est d'offrir des entrées/sorties indépendantes permettant de piloter de 1 à 4 instruments MIDI. Le prix de ce genre de cartes s'échelonne de 100 € (1 E/S) à plus de 300 € (4 E/S).

  • Adaptateurs sur le port parallèle ou série
    Ils se connectent au port parallèle ou série de l’ordinateur et procurent 1 ou 2 entrées/sorties DIN 5 broches (prix entre 75 et 150 €).

  • Adaptateurs USB
    Ces adaptateurs, récents, se connectent au port USB de l’ordinateur et procurent de 2 à 8 ports MIDI IN/OUT (prix environ 150 € pour 4 ports). Il s’agit probablement de solutions d’avenir vu le développement de l’USB et de ses déclinaisons.

Un piano numérique ou un piano silent envoie les messages MIDI à un séquenceur à l'intérieur d'un ordinateur. Le piano numérique ou piano silent et un expandeur sont utilisés pour rejouer ce qui a été enregistré sur le séquenceur.

Branchement : le MIDI Out du piano numérique ou piano silent est connecté au MIDI In de l'ordinateur pour transmettre les données vers l’ordinateur, lesquelles sont enregistrées. Pour rejouer ce qui a été enregistré, le MIDI Out de l'ordinateur est relié au MIDI In du piano numérique ou piano SILENT. Celui-ci joue les messages qu'il reçoit. Le Thru du piano numérique ou piano SILENT est branché sur le MIDI In de l'expandeur et toutes les informations que reçoit le piano numérique ou un piano silent par le MIDI In sont ré-acheminés par le MIDI Thru. Celui-ci peut à présent faire entendre la partie enregistrée qui le concerne.
Pour que tout fonctionne, il est nécessaire que les canaux de transmission et de réception de part et d'autre (ordinateur, piano numérique ou un piano SILENT et expandeur) soient correctement indiqués. Par exemple : canal 1 pour le piano numérique ou un piano SILENT, canal 2 pour l'expandeur et faire de même sur le séquenceur de l'ordinateur en assignant les pistes enregistrées aux canaux voulus. Un séquenceur tel que CUBASE permet de gérer les dialogues et les fonctions entre piano numérique ou un piano SILENT et ordinateur et autres appareils éventuellement (incluant la possibilité également d’enregistrement via microphones).

La restitution du son enregistré en MIDI peut s’effectuer par l’instrument (s’il dispose d’un port MIDI IN) ou par un générateur de son tel qu’un ordinateur disposant de hauts-parleurs de qualité et d’un programme adopté (WINDOWS MEDIA PLAYER par exemple lit les fichiers MIDI), disposant des synthèses de sons : de ce point de vue il est agréable de disposer de bibliothèques de sons échantillonnés enregistrés sur les plus beaux pianos de concerts, et de faire rejouer le morceau comme s’ils avaient été interprété sur un STEINWAY D, un BOSENDORFER…
Le principe de la synthèse à table d'onde est d’utiliser de petites portions de sons échantillonnés. A la relecture, les échantillons sont extraits de la mémoire et on fait appel à une lecture à taux variables ou à des traitements numériques tel le filtrage numérique pour transformer la hauteur et le timbre.
Par une technique de bouclage, on peut rallonger ou faire durer indéfiniment de courts segments stockés. Des générateurs d'enveloppe permettent de modifier les caractéristiques de la sortie sur toute la durée de chaque note. La qualité de la restitution dépend de la qualité et de la richesse des échantillonnage, plus cette dernière est importante et plus l’impression d’avoir joué sur un véritable instrument sera respectée.
A noter en passant que le MIDI ne dispense pas de disposer d’un clavier de qualité : à la fois le jeu de piano en dépend, mais également la capacité de numérisation des informations en dépend (toucher : il faut que si on joue ppp, fff ou tout niveau intermédiaire la numérisation -0 à 127- reflète parfaitement le jeu).

Le principe du MIDI permet à la fois un stockage de l’information, mais également un traitement en temps réel du signal, c’est-à-dire la possibilité de jouer et de s’entendre jouer en même temps, avec traitement du signal pour un résultat recherché (modification du type de piano sur lequel on s’écouter jouer, ajout d’effet de réverbération pour simuler une salle de concert, ….)
Dans ce cas il est toujours important de vérifier les capacités de traitement de la chaîne, en particulier en terme de rapidité de traitement des informations : il est nécessaire d’avoir un temps suffisamment faible entre l’appui sur la touche et l’émission du son (latence) afin de ne pas fausser le jeu (20 ms sont la limite supérieure de l’acceptabilité en général, mais certains seront incommodés à 10 voire 5 ms), donc des processeurs puissants (notamment au niveau de la carte son qui peut être un facteur limitatif plus que le processeur central de l’ordinateur), des buffers (zones de stockage tampons du signal arrivant sur la carte) permettant de ne pas avoir de « blancs » et donc de son haché, mais néanmoins suffisamment faibles pour ne pas occasionner de retard. Egalement la mémoire de l’ordinateur peut influer, une taille de mémoire vive importante permettant que le traitement (appel des échantillons des touches jouées) ne fasse pas appel trop souvent à des accès à des données stockées sur disques lesquels sont générateurs de retards (risque de ruptures ou de latence). Ces différents paramètres peuvent nécessiter :

  • un réglage de paramètres au niveau du logiciel, pour réglage de la taille du buffer (ni trop petit pour éviter les ruptures, ni trop grand pour éviter la latence),

  • un changement de la carte son (vitesse de traitement embarquée en hardware),

  • une augmentation de la taille mémoire (RAM) ou une augmentation de la vitesse du processeur du l’unité centrale.

A noter que des drivers sont devenus des standards pour les traitements du son, il s’agit des drivers ASIO (Audio Stream In Out) développés par Steinberg (éditeur du logiciel CUBASE) ; les cartes son qui embarquent de tels drivers peuvent atteindre des latences aussi faibles que 2 ms, alors qu’à l’autre extrémité des cartes standards avec drivers Microsoft (DirectX) ou Mac peuvent dans certains cas atteindre des latences allant jusqu’à 750 ms !! Ces valeurs dépendent cependant de la puissance de l’environnement.

{mospagebreak title=Enregistrement pratique du piano} IV – L’ENREGISTREMENT PRATIQUE DU PIANO
Le placement des micros est très important pour la qualité de restitution ; on a parfois des enregistrements trop « lointains » ou trop feutrés dus à de mauvais placements de micros alors que le niveau au vu de la qualité technique de la chaîne d’enregistrement aurait du donner des résultats acceptables :

  • Avec un seul micro il faut ouvrir le piano et positionnez le micro légèrement au-dessus du piano (environ 15-20 cm) au moyen d’une perche en l'inclinant vers les cordes aiguës ou graves en fonction résultat recherché et de la directivité du micro (pas de micro trop directif dans ce cas, sinon l’éloigner un peu vers l’avant ou le haut). Pour enregistrer également l’ambiance (son de l’instrument mais aussi ambiance sonore autour) il faut s’éloigner encore davantage.

  • Avec 2 micros : on place le premier comme précédemment et l'autre derrière le piano (en dessous si c’est un queue), en le dirigeant vers la table d'harmonie, ce qui permet d’enregistrer via ce dernier une sonorité avec moins de brillance et d’éviter les bruits mécaniques (touches, marteaux, étouffoirs), en mixant on obtient des résultats intéressants. On peut également placer 2 micros cardioïdes devant le piano et dirigés vers le couvercle ouvert (cas d’un piano à queue), les aigus et mediums sont captés par réflexion et les basses par rayonnement direct.

  • Plus les micros sont positionnés près des marteaux et plus le son est brillant et clair. Si c’est ce qui est recherché l’idéal est de placer un couple de micros cardioïdes appairés inclinés vers le bas à environ 15 cm au-dessus des marteaux, chaque micro positionné à environ un tiers de la distance entre premier et dernier marteau, pas trop près verticalement des marteaux pour éviter de perdre des notes non couvertes par le champ de sélectivité (distance à ajuster en fonction de la courbe de directivité du micro), et modifier la distance séparant les micros jusqu'à obtenir l'équilibre entre image stéréo et réponse uniforme pour toutes les cordes. Il faut également ajuster finement l'angle formé par les micros afin d'améliorer la séparation, et éventuellement régler l'écart avec les marteaux pour obtenir un bon équilibre entre attaque et amplitude. On peut également éloigner le micro de la zone des basses en l’éloignant des marteaux, vers la table d'harmonie, pour un son ample et plus chaud

  • Pour capturer l’ambiance d’un concert, on peut disposer deux micros à 1 m 20-2 m 50 de la partie incurvée du piano et à une hauteur de 1 m 50 à 3 m 60. Pour placer au mieux les micros, il faut prendre en compte la taille du piano et l’espace de la salle. Plus les micros sont rapprochés plus le son est intime, plus ils sont éloignés et plus le son est ample. Les micros cardioïdes favorisent le piano alors que les omnidirectionnels permettent d’inclure la salle (qui doit donc avoir une acoustique satisfaisante). Certains ajoutent un autre micro sous le piano, tourné vers la table d'harmonie,

  • Si vous disposez de suffisamment de micros, placer une paire stéréo au-dessus de l'instrument, un micro en dessous, et un couple appairé ou un omnidirectionnel pour l'ambiance de la salle. Il s’agit là d’une configuration maximale, permettant de saisir le maximum de nuances du jeu et de l’acoustique de la salle.

  • Pour enregistrer un piano en orchestre on peut utiliser des microcontacts fixés ou collés grâce à une pâte spéciale à l'intérieur du piano, sur la table d'harmonie ou sur les côtés intérieurs de la caisse (Barcus Berry fabrique de bons modèles pour piano), et fermer de préférence le piano pour l'isoler des autres instruments si le concert le permet.

  • Pour un piano en formation réduite (musique de chambre…) on peut utiliser 2 micros, un pour le piano et un pour le (ou les) autres instruments, mais on peut également augmenter le nombre pour une meilleure finesse de restitution.

Si vous souhaitez procéder à des enregistrements stéréo, il faut utiliser un ou des couples correctement placés. La tête artificielle en vogue à une époque n’est plus guère utilisée car elle ne donne le meilleur que dans le cas d’écoute au casque, on lui préfère les types de disposition suivantes :

  • couple ORTF : les capsules des micros placées dans un même plan horizontal, sont espacées de 17 cm et font entre elles un angle de 110° vers l’extérieur

  • couple X-Y : les capsules des micros sont placées l’une au-dessus de l’autre et font un angle de 90°

  • couple M-S : les micros sont superposés, l’un cardioïde est orienté vers la source du son et l’autre, bi-directionnel en « 8 » à 2 capsules, à son axe à 90° du premier

  • couple A-B : les 2 micros omnidirectionnels sont parallèles et orientés vers la source, leur espacement (en général entre 40 cm et 1 m) est à régler en fonction de leur placement (distance à la source, …)

D’autres dispositions existent, il s’agit ici des plus couramment utilisés. A noter que la disposition de certains couples impose un type de micro pour des raisons géométriques (cas des micros à large membrane impossible à placer en couple XY par exemple), ou au contraire permet l’utilisation de micros ayant de bonnes caractéristiques, comme le couple A-B qui autorise l’utilisation de grands diaphragmes ayant donc de bonnes réponses dans les graves.
Il est possible d’ajuster les valeurs « de base » pour régler l’effet stéréo ; ainsi le couple ORTF peut avoir un écartement entre 5 et 30 cm, et le couple X-Y peut avoir des angles entre 45 et 180°, mais en général la disposition de base donne de bons résultats, propres et nets.

Il faut faire attention dans le placement des micros au fait qu’un micro donné ne doit capter que la source sonore qui lui est destinée, autrement le son sera « rentré ». Pour éviter cela on indique en général que si 2 micros ont des champs qui se superposent en incluant une zone d’émission de la musique à enregistrer l’un doit être au moins 3 fois plus éloigné que l’autre de la source ; ceci ne règle cependant pas tout les problèmes car, outre le fait que cela donne malgré tout un son plus flou dans le cas de l’enregistrement du piano, il peut y avoir des phénomènes de mise en phase et en opposition de phase, et donc des creux et des bosses à diverses fréquences.
Il faut dans tous les cas procéder à un ajustement de la ou des positions en fonction de ses goûts propres, et également en faisant attention aux paramètres d’environnement ou aux paramètres physiques (problèmes de phases entre micro stéréo par exemple). Il est de toute façon intéressant de se fier à sa bonne oreille de pianiste pour porter une écoute objective à l’enregistrement dans telle et telle configuration, notamment en terme de placement de micros, afin de retenir la meilleure solution.

Une fois la chaîne hardware (matériels) constituée, le software (le logiciel) installé (cas d’un enregistrement sur micro-ordinateur), et les micros mis en place, il faut encore s’attacher à régler les paramètres d’enregistrement de manière satisfaisante, lors de la prise de son et ensuite lors du montage.
La prise de son est cependant primordiale : si elle est ratée, le meilleur montage ne pourra pas faire de miracle.
En ce sens, il faut particulièrement régler les niveaux d’enregistrement de telles sorte qu’ils ne saturent pas mais occupent toute l’étendue possible, ce qui n’est pas toujours simple à faire (d’où l’utilité des compresseurs), mais est indispensable : il faut éviter de se contenter de récupérer après coup un enregistrement trop faible, on amplifie alors le son…et les défauts faibles (souffle notamment). Pour cette raison, il faut amplifier le signal au plus près de la source : placer le micro assez près, le plus près compatible avec les caractéristiques acoustiques recherchées et compatible avec le micro, puis ensuite régler le gain du préampli, et en dernier lieu si besoin augmenter l’amplification au niveau de l’enregistrement.
Attention également à l’égalisation (réglage des niveaux relatifs des fréquences) ; par exemple une tendance naturelle qui consisterait à augmenter aigus et basses pour compenser les relatives faiblesses des micros peut conduire à deux bosses aux niveau des fréquences charnières de l’égalisation, d’où un creux relatif des fréquences medium, et donc l’impression d’un son creux et étouffé, le contraire de l’effet recherché : il faut écouter et faire jouer son oreille de musicien pour ce genre de réglage !

Le fait de disposer de plusieurs voies et de pouvoir enregistrer chaque micro séparément permet de régler le niveau de chacun en relatif avec les autres, et privilégier tel ou tel aspect (ambiance, instrument), …) après d’éventuels traitements (suppression de souffle, de bruits de fond…), et éventuellement ajustement des niveaux en final au montage.
Il faut également configurer correctement son ordinateur ; par exemple l’occupation du processeur doit être réglé à « services d’arrière-plan » et non sur « programmes » (sous Win XP : Démarrer -> Panneau de configuration -> Système -> Onglet Avancé -> Performances/ Bouton paramètres / Onglet avancé -> cocher « les services d’arrière-plan »). En optimisant les réglages, on règle parfois certains problèmes. Malheureusement il est difficile de donner tous les trucs ici pour tous les systèmes d’exploitation ; voir par exemple le site : http://www.musicxp.net/tuning_tips.php si vous êtes sous Win XP. Des essais sont donc nécessaires dans la mesure où c’est possible, avec écoute immédiate pour corriger les facteurs de prise de son.

{mospagebreak title=Les formats de fichiers son} V – LES FORMATS DES FICHIERS SON
Différents formats d’enregistrement peuvent être utilisés, non compressés (PCM) ou compressés. Le principal standard de compression de son, le MP3, se base sur un signal déjà numérisé en PCM (du type de celui du CD-Audio).
Il faut par contre toujours avoir en tête le fait qu’on ne peut re-créer de l’information perdue : inutile de vouloir refaire un format WAV (format du CD Audio) à l’identique à celui initial à partir d’un MP3 « standard ». Par contre le contraire est possible, le MP3 « standard » étant d’une qualité moindre que le WAV.

V.1 – Format WAV
Le traitement du signal fait appel à un numérisation par échantillonnage, c'est-à-dire que l’on découpe le signal électrique recueilli en n tranche chaque seconde (taux d’échantillonnage) et on quantifie le niveau de chacun de ces échantillons.
mvt bois.jpg

On voit immédiatement les 2 limites de ce principe :

  • si on échantillonne de façon trop large le signal, la reconstitution pour l’écoute sera déformée de façon inacceptable (signal distordu). Il existe des méthodes mathématiques permettant de démontrer quel est l’échantillonnage minimum nécessaire pour obtenir une restitution parfaite, mais le fait que les signaux soient de durées limitées dans le temps (par exemple un trille très rapide donne une suite de signaux de l’ordre du dixième de seconde chacun) complique le traitement de restitution, qui doit de plus être en temps réel et donc les lecteurs de CD de très bons niveaux sont de prix élevés. On peut diminuer les difficultés de traitement et améliorer la restitution en procédant à un suréchantillonnage par rapport à la fréquence mathématique minimale ; ainsi la fréquence d’échantillonnage du CD Audio est de 44,1 kHz, les fréquences d’échantillonnage qui deviennent maintenant la norme pour la haute qualité sont 88,2 et 96 kHz (pour information, la fréquence d’échantillonnage du téléphone classique est de 8 kHz !)

  • Si on quantifie le niveau du signal de façon trop limitée, on peut également avoir un signal déformé ou a minima de faible amplitude entre le plus petit signal enregistré (le triangle dans un orchestre symphonique) et le plus fort (tout l’orchestre jouant fff). La norme pour le CD Audio est de 16 bits (2 puissance 16 niveaux, soit 65535 niveaux), qui permet une dynamique de 92 dB, un standard de quantification de qualité professionnelle est 20 bits qui permet 116 dB et donc de mieux coller à la dynamique de la musique symphonique sans être obligé d’utiliser des artifices (compression du signal puis expansion lors de la restitution) de toute façon donnant en final des résultats moins bons.

Les calculs mathématiques nécessaires pour reconstituer le signal réel imposent des filtrages (en particulier les fréquences supérieures à la moitié de 44,1 kHz pour le CD Audio doivent être éliminées car ne correspondant pas à des harmoniques réelles : alliasing).

mvt bois.jpg
Dans cet exemple on prélève (trait verticaux gras noirs) moins de deux échantillons par cycle du signal original (trait fin rouge). Il est alors impossible de reconstruire une forme d'onde de fréquence plus haute à partir des échantillons (le calcul mathématique reconstitue la courbe en trait gras bleu), c'est un exemple de repliement du spectre.

V.2 – Formats non destructifs
Par cette appellation il faut comprendre que certains formats permettent des gains de place moyennant une compression qui peut dégrader le signal, alors que d’autres permettent de procéder à une décompression inverse de la compression permettant de retrouver les informations de départ sans aucune perte de signal (formats non destructifs ou lossless).
Un exemple simple de ces formats non destructif est donné en compressant au moyen d’un logiciel de compression de fichier standard (WINZIP, WINRAR…) un fichier audio de CD-AUDIO : on gagne énormément de place, et on peut décompresser le fichier sans aucune perte. Par contre le problème dans ce cas est qu’il n’existe pas de lecteurs capable de lire directement un fichier WAV compressé, contrairement aux fichiers audio spécifiques, et d’autre part comme il n’est pas spécifique à l’audio les algorithmes utilisés peuvent être moins optimisés : ainsi on obtient des meilleurs taux de compression dans le cas de musiques complexes avec des formats propriétaires qu’avec les compresseurs de fichiers standards.. Parmi les formats compressés non destructifs par rapport à un format initial WAV, on peut citer Apple Lossless (utilisé pour iTunes), TTA (The True Audio), FLAC, Monkey‘s audio.

V.3 - Formats destructifs
De nombreux formats existants sont destructifs. Afin de limiter le présent texte, il est abordé plus en détail ici le plus connu d’entre eux, le MP3. On peut citer d’autres formats moins limités mais un peu moins connus tels Ogg Vorbis et AAC.
A noter qu’il faut dans tous les cas préférer les formats non destructifs lorsque le fichier n’est pas en sa phase terminale, c’est-à-dire qui on doit encore procéder à des traitements du signal (mixages, ajouts d’effets) car alors les défauts s’ajoutent à chaque passage et dégradent de plus en plus le son.
Le MPEG-Layer 3 ou MP3, issu des laboratoires Fraunhofer en 1994, est un format de compression qui se base sur les caractéristiques psycho-acoustiques de l’homme et supprime certaines caractéristiques du son de peu d’importance dans la mesure où elles sont peu perçues.
Il est basé dans son principe sur une transformation du signal codé en PCM (donc un domaine temporel) en un domaine spectral.
La caractéristique du MP3 est de nécessiter un nombre de bits par seconde de sons enregistré plus faible que le format PCM ; un taux (bit rate)de 128 kbits/s est un standard pour lequel dans un environnement un peu perturbé la qualité de musique est jugée acceptable par un auditeur moyen (mais pas en ambiance feutrée et par un auditeur quelque peu expérimenté), à comparer au 44100 x 2 x 16 bits par seconde d’un CD Audio, donc un taux de compression de 1 :11 environ (les taux habituels de compression de ce format vont classiquement de 1 :4 à 1 :12). Il est à noter à ce sujet que la nature du son influence la qualité de restitution, par exemple un son aléatoire (applaudissements) est plus délicat à traduire en MP3 qu’une musique douce et calme.
La qualité de l’encodeur est primordiale, un mauvais encodeur donnera de mauvais résultats même à 192 kbits/s alors qu’un bon encodeur donnera des résultats acceptables même à 128 kbits/s dans certains cas. Le meilleur encodeur à l’heure actuelle est probablement LAME.
Il faut avoir en tête les ordres de grandeurs suivants pour la qualité de son en fonction du bit rate de la compression :

  • bonne : 128 à 192 kilobits/s

  • très bonne : 192 à 224 kilobits/s

  • excellente : 224 à 320 kilobits/s

VI – LOGICIELS LIES A L’ENREGISTREMENT OU AU TRAITEMENT DES FICHIERS SON
Dans ce chapitre va être survolé un panel de logiciels adaptés au traitement du son ; ainsi les logiciels spécifiques à la musique mais n’incluant pas de fonctions de ce type ne seront pas cités ici ; par exemple les logiciels spécifiques d’édition de partition sans fonctions évoluées de traitement de son sont absents du présent article tel par exemple LyliPond, puissant freeware OpenSource intégrant uniquement une fonction de création de fichier MIDI à partir de la partition saisie.

VI.1 – Logiciels d’enregistrement et de traitement du son

  • Le plus simple : le magnétophone WINDOWS. Il permet des enregistrements mais est rapidement limité. On lui préférera la plupart du temps un freeware évolué permettant d’autres fonctions intéressantes (réglages de niveaux, suppression de séquences, mixage),

  • Des freewares, tel AUDACITY, soft proposant toutes les fonctions de bases attendues d'un éditeur audio et même davantage puisqu'il permet également de s'en servir comme d'un multipiste.
    En plus des classiques fonctions de découpe, on trouve la possibilité de lire des fichiers MP3 et la possibilité d'utiliser des plug-ins VST. Il permet d’enregistrer et également de procéder à des traitements du son aisés mais puissants, qui seront suffisants pour une utilisation piano sauf à vouloir des effets sophistiqués ou une interface professionnelle. Il permet sur du multipiste des effets tels qu’amplification, modification du tempo, modification de la hauteur, élimination de bruits, de blancs, enregistrement multipistes, plus des effets audio types (égalisation, fade in/out, réverbération, écho, …) et des analyses (spectre).

  • Les logiciels incorporant une fonction enregistrement/traitement du son en plus d’autres fonctions musicales : on peut citer dans cette catégorie CUBASE.

  • SOUNDFORGE : l'un des éditeurs audio majeurs sur PC, rapide et disposant de grosses capacités y compris en multimédia, reconnaissant la plupart des plugs-in du commerce et les pilotes ASIO.

  • WAVELAB est l'outil d'édition audio et de mastering de Steinberg, l'éditeur de Cubase. Réputé comme l'un des - sinon le - meilleur de sa catégorie, il permet de travailler jusqu'en 32 bits à 192 kHz. Parmi ses autres points forts, l'application d'effets en temps réel, le chaînage d'effets, la possibilité de graver des CD directement depuis l'interface ou encore ses capacités de synchronisation avec une vidéo.

VI.2 – Encodeurs et extraction de son de vidéo
ENCODEUR
LAME est un programme dont le seul but est d'encoder les fichiers WAV en MP3. Il ne propose pas d'interface graphique et il est donc généralement utilisé par un autre programme plutôt que directement par l'utilisateur. Utilisé conjointement avec des logiciels servant d’interface, tels Exact Audio Copy pour l'extraction de CD ou RazorLame pour encoder les fichiers WAV, il s’avère être incontournable pour le Mp3.

EXTRACTION DE SONS
Pour extraire du son d’une vidéo, on peut se servir de logiciels tels que le Freeware MICROSOFT Windows Media Encoder, qui dispose entre autres de cette fonctionnalité dans ses diverses possibilités.

VI.3 – Séquenceurs
Les séquenceurs sont des logiciels permettant de créer des morceaux, en traitant des pistes audio ou MIDI.

  • Quelques freewares existent dans cette catégorie, pour ceux qui ne désirent pas investir des sommes parfois importantes dans des logiciels professionnels : on peut citer Delta SP, SeqCon, Tuareg 2.5

  • ACID PRO 5 de SONY Pictures, réputé comme le meilleur et le plus simple d'utilisation des trackers. L'utilisation des plug-ins DirectX et VST est très simple, tout comme la création d'enveloppes de volume, de panoramique ou d'effet. Depuis la version 5, Acid est également capable de gérer des pistes MIDI, ainsi que de piloter des instruments virtuels (VSTi) et bien d’autres capacités non détaillées.

  • CUBASE est le séquenceur le plus utilisé en Europe. Il trouve ses origines dans les années 80 sur Atari ST. Au fil des versions, Cubase est devenu un logiciel très complet, le rendant même difficile d'accès mais avec de grandes possibilités, et propose en fait tout ce qu'un musicien peut espérer : support du Midi et de l'audio, plugs-in propriétaires (VST) ou DirectX, éditeur de partitions (dans une édition spéciale...).
    Le mode d'édition de CUBASE est le plus adapté à l'ordinateur qui soit : c'est ce système qui est utilisé par quasiment tous les séquenceurs actuels. CUBASE est disponible en plusieurs versions (SE3, le plus abordable, jusqu’au très professionnel SX3).

  • CAKEWALK, Sonar 4, l'un des plus anciens séquenceurs du marché, et qui comporte à peu près toutes les fonctionnalités qu'un musicien peut attendre d'un produit évolué.

  • PROTOOLS est le logiciel que l'on trouve dans de nombreux studios d'enregistrement à travers le monde.

VI.4 – Logiciels divers
LOGICIELS D’INSTRUMENTS VIRTUELS
Comment utiliser un instrument virtuel :

  • En "stand alone", c'est à dire que vous lancez le synthétiseur comme un logiciel classique (comme un traitement de texte par exemple). Dans ce cas, c'est lui qui gère les entrées / sorties MIDI et audio, il est indépendant de tout autre logiciel. On peut en citer quelques-uns parmi les plus côtés : Akoustic Piano de NATIVE INSTRUMENT (proposant un Steinway Concert Grand D, un Bechstein D 280, un Bosendorfer 290 impérial et un ancien Steingraeber 130 droit) ou The grand 2 de STEINBERG proposant 2 pianos non identifiés,

  • En " plug-in " : si vous utilisez un séquenceur du type Cubase, Logic ou Sonar pour composer, cette méthode est préférable. Il existe différents formats propriétaires d'instruments virtuels sous forme de plug-ins : vsti (VST instrument, utilisés pour CUBASE), DXi (DirectX instrument, pour SONAR notamment), MAS (pour le séquenceur MOTU Digital Performer), et RTAS (pour ProTools de DIGIDESIGN).

La plupart des instruments virtuels sont développés aujourd'hui en stand alone et en plug-in, et selon plusieurs formats, afin que ces instruments soient exploitables par la majorité des séquenceurs (exception par exemple de l'Ivory de la marque Synthogy). Des banques de sons parfois extrêmement riches en sons (banques de données de plusieurs GO) sont disponibles, parfois en freewares (jRhodes3, "Red Grand" toy piano) mais souvent alors assez limités, ou par achat, parmi ces derniers on peut citer SAMPLETEKK qui propose plusieurs échantillonnages de piano dont plusieurs sur STEINWAY D avec jusqu’à 48 échantillonnages par note, ou POSTPIANO.
Les énormes banques de donnée nécessaires à bien imiter les pianos authentiques font que les créateurs de logiciels font appel à des astuces pour diminuer la puissance de traitement, néanmoins il faut une capacité de traitement du micro-ordinateur suffisante, ce qui est maintenant assez aisé. Il faut aussi avoir en tête que la qualité finale de la simulation n’est souvent pas encore parfaite ; à titre d’exemple certains logiciels ne savent pas faire parfaitement résonner les cordes par sympathie (on maintient une touche enfoncée en on en joue d’autres, la première note tenue résonne à cause de l’excitation par les harmoniques des autres notes dans un piano réel, pas forcément dans un piano virtuel).
Il faut préférer pour le piano acoustique les banques à échantillons, qui se basent sur des enregistrements d’instruments réels, plutôt que sur les modélisations, de qualité bien moindre pour ce qui est de restituer notre instrument.
Mise à jour le Mercredi, 20 Juin 2007 23:29