32. Son et cartes audio pour ordinateurs.

Faire un chapitre entier sur l'audio serait un peu trop court pour une formation technique. Je vous propose de le mélanger avec tous les transferts d'images. Ce qui va nous intéresser ici c'est l'utilisation d'un ordinateur pour les enregistrer (numériser) sur le disque dur mais aussi les différentes techniques et connexions pour les renvoyer vers une télévision ou une amplification.

1. Format de vidéo et de son.

En informatique, on numérise le son et l'image sous différents formats. La majorité utilisent un codec. C'est quoi un Codec? En gros c'est un mécanisme d'encodage et de compression qui varie suivant l'équipement qui a enregistré. Forcément, pour lire le fichier multimédia, l'appareil doit utiliser le même codec. Un codec peut travailler en mode logiciel (c'est un programme qui encode et décode) ou hardware (c'est votre matériel qui va le faire). Sans le codec associé, impossible de lire le fichier, c'est là le principal problème des "copieurs de film" sur Internet: savoir le lire. Petit rappel juridique tout de même, ces copies sont le plus souvent illégales, un technicien informatique n'a normalement pas à "aider" ces pratiques.

Pour le son, on utilise différents formats.

Le premier est le WAV (c'est aussi l'extension des fichiers). C'est un mode non compressé.
Le deuxième est le format midi dédié aux musiciens qui permet de différencier les instruments de musique à l'intérieur du fichier et ainsi de modifier chaque "piste". Par contre, ce format ne reprend que les instruments de musique, pas la voie.
le troisième beaucoup plus connu par les amateurs est le MP3, popularisé par les copies de chansons. C'est un format compressé avec une vitesse de transfert à la création du fichier (128 kilo octet par seconde, souvent utilisé, est à peine utilisable pour écouter dans sa voiture au niveau qualité sonore).
D'autres sont repris pour différents logiciels.

Pour la vidéo aussi différents formats sont utilisés.

AVI est le plus ancien, c'est en fait une espèce de boîte qui reprend la partie vidéo mais aussi des pistes audio. Ce format utilise différents codec (avi n'est donc pas réellement normalisés).
MPEG-4 - DIVX (le deuxième découle du premier) sont aussi un format vidéo mais avec une forte compression qui permet de mettre un film entier sur un simple CD de 700 MB. De nouveau, différents codec sont utilisés.
WMV est un format développé par Microsoft compressé mais sans pertes de données.
MOV, développé par Apple et lu par le logiciel quicktime (aussi compressé).
Flash (Adobe) peut être vu comme un format vidéo mais intègre des fonctionnalités de navigation utilisées par les sites Internet par exemple.

Les citer tous (en reprenant en plus chaque codec) prendrait un site entier. Ce qui va nous intéresser, ce sont les acquisitions et les renvois vers des appareils domestiques.

2. La carte audio.

Les deux formats lus nativement par une carte son son le WAV et le midi. C'est donc là que nous allons voire le fonctionnement.

Le format WAV correspond à la première norme audio en informatique, c'est en gros celle utilisée par les CD audio standard. La plage de fréquence utilisée par les deux est de 44 kilo Hertz, supérieure à la reconnaissance de l'oreille humaine. Toutes les cartes son sont capables de lire un CD audio sans pertes, y compris les toutes premières.

Le format midi a évolué. Les premiers appareils utilisaient une table d'onde pour restituer ces sons, une entrée numérique redonnait simplement le signal sonore. Par la suite, on a augmenté le nombre de canaux simultanés en ajoutant de la mémoire ROM mais aussi de la mémoire RAM pour intégrer des instruments supplémentaires ou modifier la sonorité de ceux existants.

Mais en enregistrement ... Pour le son WAV, on utilise l'échantillonnage, en gros on va découper le signal sonore analogique en niveau suivant une fréquence donnée. Plus la fréquence est élevée, meilleur est la qualité du son numérisé comme on le voit dans le petit schémas. Comme les convertisseurs ne sont pas non plus parfaits, on va parler de taux de distorsion (qui diminue lorsque la fréquence de l'échantillonnage augmente) et de rapport signal bruit (qui varie en fonction des connecteurs mais surtout de la qualité de fabrication de la carte son. Les derniers utilisent des DSP (des processeurs dédiés).

Le format midi étant numérique, il n'y a pas d'acquisition. Pour le MP3, ça passe par un échantillonnage suivi d'une conversion.

Les connecteurs (mini-jack) sont le plus souvent interchangeables. En général, le vert est pour le premier haut-parleur (en stéréo donc deux canaux) et le rouge sert comme entrée micro. Quasiment toutes les cartes actuelles un peu de haut de gamme demandent ce que vous venez de connecter (une entrée ou une sortie, mais aussi le type).

Le 3D, ajouté dans les cartes graphiques pour les jeux vidéos est aussi utiliser en audio avec des normes spécifiques. Il ne reste plus qu'un seul réel fabricant de cartes audio (Creative Labs) qui développe des DSP spécifiques (la série EAX) qui permettent une spatialisation des sons, des modifications en fonction de l'environnement du jeu, ... Ces cartes sont réservées à des spécialistes.

Les formats haut parleurs sont notés 3.1, 5.1, 7.1, ... C'est le nombre de canaux de sortie de la carte audio. Celles actuelles sont quasiment toutes 5.1 minimum (soit 5 canaux).
Les transferts audio sur CD. C'est le logiciel de gravure qui va faire tout le travail lorsque vous créez un CD audio, en reprenant les chansons d'autres CD mais aussi les fichiers WAV et MP3 (avec le bon codec).
Enregistrer ses vynils en 45 et 33 tours sur CD passe par différentes méthodes plus ou moins efficaces. La première va passer par une chaîne stéréo - table de mixage et entrer dans la carte son via le connecteur d'enregistrement. Pourquoi pas directement de la platine vers la carte audio, tout simplement parce que les platines vynils (les micros aussi d'ailleurs) utilisent des tensions et impédances spécifiques par rapport aux "Lines" utilisées par les autres appareils audio. La chaîne stéréo (ou la table de mixage) sert donc de convertisseur pour l'enregistrement. On vend également des platines USB, peu efficaces à mon goût.

3. L'acquisition vidéo

On a longtemps utiliser des cartes PCI spécifiques qui enregistraient au format AVI (donc peu compressé). Actuellement, ce sont plutôt des boîtiers externes connectés en USB sur l'ordinateur qui compresse matériellement au format mpeg-4 (Pinacle est un des principal fabricant de ces équipements mais il en existe beaucoup d'autres).

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