Édition au 20-oct.-16 ATTENTION CETTE VERSION EST EN TRAVAUX!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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1 Son Édition au 20-oct.-16 ATTENTION CETTE VERSION EST EN TRAVAUX!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Le son concerne la musique (son seul) et la vidéo (son + image). N'oublions pas que le son est constitué de vibrations (des ondes) de l'air (plus généralement d'un fluide comme l'eau ) : le vide ne permet pas la transmission du son. Par contre les solides le peuvent. Ces ondes sont caractérisées par leur fréquence : la note La moyen a pour fréquence 440 Hz (Hs soit s -1 ou vibrations par seconde). La note La, à une octave de plus est à 880 Hz. Une octave est divisée en 12 demi-tons. La valeur en fréquence du demi-ton est la racine douzième de la note de base (La par exemple). On obtient les notes en ajoutant la valeur de la fréquence du demi-ton multipliée par le nombre correspondant à la position de la note (nombre de demi-tons supplémentaires), ajoutée à la fréquence de base. Exemple : pour Do correspondant au La 440 Hz, la position est 3 : la fréquence est donc de 440 Hz + 3 x (400)^1/12. Écoutez de la musique a utilisé : Des disques vinyle Dans ce système, le son est inscrit dans des sillons dont les déformations codent le son de façon analogique. Le système de lecture (le diamant) retranscrit les déformations en courant électrique, représentant le son, et envoyé vers l'amplificateur puis les haut-parleurs. Des bandes magnétiques Le codage est ici magnétique (mais analogique). La tête de lecture envoie de la même façon le courant électrique, représentant le son, et envoyé vers l'amplificateur puis les haut-parleurs. Qu'est ce qu'un son, une note? Le son est donc constitué d'une onde mécanique dans l'air (ou un fluide). Cette onde est décomposable en fréquences : on peut donc voir le son comme la superposition d'un ensemble d'ondes de fréquences et puissance différentes. Voici par exemple un son à 440 Hz (en fait 439,7 Hz) généré par un logiciel (sur Ipad) puis enregistré et analysé par un logiciel : 1

2 En ordonnée la puissance (en décibels). En abscisse la fréquence. Un pic vers 440 Hz et de multiples petits pics qui l'accompagne. Ce sont des harmoniques qui vont donner le couleur du son et permettre de le reconnaître : la même note pour des instruments différents n'aura pas le même spectre. Habituellement, ces harmoniques sont des multiples entiers de la fréquence de base. En version log En ordonnée la puissance (en décibels). En abscisse le log de la fréquence. Prise de son Capter le son : le microphone Le son est capté par le microphone. En fait, le microphone enregistre les variations de pression qui font vibrer une membrane de l'outil. Il transforme ensuite ces variations de pression en courant électrique variable qui peut être enregistré, traité Numériser le son Le son est échantillonné c'est-à-dire mesuré, avec une certaine fréquence. La valeur obtenue est numérisée c'est-à-dire traduite en un mot informatique sur n bits. Pour le CD-audio, la fréquence d'échantillonnage est de 44,1 KHz, le codage sur un mot de 16 bits soit 2 octets en monophonie et donc le double en stéréophonie. En téléphonie, on se contente d'une fréquence d'échantillonnage de 8 KHz. Le débit nécessaire pour le CD-Audio est de 44, = octets par seconde = 172 Ko.s -1 sans compression. Une heure d'enregistrement occupera donc 605 Mo. Compresser le son La normalisation du codage du son comme de l'image fixe ou animée, est le fruit d'un organisme de l'iso, MPEG. Cet organisme établit les algorithmes correspondants qui sont ensuite utilisées par les informaticiens pour créer les programmes nécessaires au codage et décodage. Le format mp3 est le plus connu. Mp3 2

3 Un "format" est devenu, avec les baladeurs, le format "standard" : c'est le mp3, codec permettant de coder et compresser le son et bien entendu d'effectuer l'opération inverse pour l'écoute. Il date de 1992 et permet une compression avec pertes de 3 à 12 fois. C'est en éliminant des parties de son censées ne pas être perçues par l'auditeur que la compression est rendue possible. Ce format convient bien pour des appareils simples mais est très critiqué aujourd'hui car la qualité du son est limitée pour les mélomanes et qu'il ne permet pas de dépasser la stéréophonie. Il ne peut en effet transporter que deux "voies" de son. MPEG-H En 2015, un format plus performant devrait apparaître, gérant plusieurs voies et de meilleure qualité. Diffusion du son Le son, comme l'image, n'est plus stocké que sous forme de fichiers informatiques. Tous les supports intégrant ce type de fichier sont des supports de son Il s'agit : Des cédéroms Des mémoires flash L'arrivée du ipod a introduit les mémoires flash dans les baladeurs et conduit à la disparition des lecteurs de cédéroms. Ces lecteurs flash sont eux-mêmes en voie de phagocytose par les téléphones modernes, les "smarts phone". Des disques durs Bien entendu, les disques durs peuvent stocker les fichiers sons et les lire. Les échanges de fichiers sons passent le plus souvent, pour les échanges légaux, par des serveurs de fichiers comme ITunes store : Notons que les logiciels suivent la même voie avec des "magasins" assurant une vente par téléchargement. Le modèle des smartphones, avec leurs applications, se généralise. Le son peut aussi être diffusé en "streaming", diffusion en direct : le fichier n'est pas envoyé mais lu au fur et à mesure au niveau du serveur et envoyé de même vers l'ordinateur demandeur. C'est le cas pour de la musique mais aussi pour la radio. 3

4 Coder le son : des partitions Pour pouvoir reproduire une musique, avant l'invention des moyens d'enregistrement, une seule solution, la partition! Aujourd'hui des logiciels permettent d'écrire les partitions sur ordinateur (ici un logiciel libre et gratuit). Le montage du son sur ordinateur L'intérêt de la numérisation est de pouvoir réaliser les montages à l'aide de l'ordinateur. Les sons enregistrés peuvent être manipulés : suppression de sons accessoires, modification des fréquences Voici un exemple du son "BONJOUR" acquis et manipulé dans le logiciel dédié : On reconnaît clairement dans le graphe (puissance en fonction du temps) le BON puis le JOUR. Les deux graphes correspondent aux deux sons de la stéréophonie (ici identiques car acquis par un microphone monophonique ) Se reporter à la documentation des logiciels pour pratiquer les manipulations. Trouver des sons Trouver des sons c'est trouver des fichiers Légalement, comme précisé ci-dessous, des fournisseurs vendent le droit d'utilisation, comme ITunes store. Illégalement, les échanges de fichiers sont aussi simples pour le son que pour tous les fichiers. Annexe : Différents formats MP3 (=Mpeg-1 Layer 3) Il permet de réduire d un facteur 10 la taille des fichiers issus de Wav, à la fréquence d encodage de 128 Kbits par seconde). Cette fréquence est au maximum de 320 et à 192, la qualité obtenue est celle du CD-Audio. 1 minute de musique occupe alors 1,5 Mo. WMA C est le MP3 de «Microsoft» offrant une réduction de mémoire importante (moitié environ) et intégrant des fonctions de protection des droits d auteur. La fréquence conseillé est de 128 Kbits par seconde pour une qualité cd et la minute occupe alors 1 Mo. Ogg Vorbis C est la version libre du WMA. Les caractéristiques en sont, pour le commun des mortels, les mêmes. 4

5 AAC Dérivé du MPEG 4, il est équivalent à WMA et utilisé dans le ipod d Apple. La fréquence, pour une qualité cd, est de 96 Kbits par seconde et la minute occupe 0,75 Mo. Les principaux standards audio sont rassemblés ci-dessous : Nom du format sur PC sur Mac commentaire AU (Audio Unix).AU Format audio très répandu. AIFF (Audio Interchange File Format) MIDI (Music Instrument Digital Interface).AIFF ou.aif Format audio très répandu.mid Format audio permettant la transmission des informations musicales entre instruments numériques et ordinateur.. RA (Real Audio).RA Format propriétaire de diffusion en direct de séquences sonores et vidéo par Internet. WAV (Waveform AUdio File Format).WAV Format Windows de stockage de séquences sonores. Corrélats : 5