Les enregistrements à virgule flottante 32 bits ont une marge illimitée et ne peuvent pas être déformés involontairement une fois le signal audio passé par la conversion A/D. En appliquant des valeurs mathématiques décimales et exponentielles pour créer une incroyable plage dynamique de 1 528 dB, la question est : si les mathématiques en virgule flottante éliminent pratiquement la distorsion de crête, l’un des principaux fléaux de l’enregistrement, pourquoi ne l’utilisons-nous pas tous ?
Avantages de l’enregistrement audio en virgule flottante :
- Marge illimitée délivrant des signaux audio de crête 100 dB au-dessus de la pleine échelle traditionnelle, ou 0 dBFS. Avec cette capacité, quelqu’un peut enregistrer une éruption volcanique de l’intérieur et revenir avec des fichiers utilisables, à condition que son équipement ne fonde pas (ce qui sera probablement le cas).
- Longueur de mot supérieure à 16 ou 24 bits, donc encore moins de bruit que les formats de fichiers audio traditionnels et les supports d’enregistrement traditionnels tels que Blu-ray, CD, laserdisc, RDAT, etc.
- Élimine le besoin de limiteurs de crête dans les enregistreurs de terrain qui utilisent une sorte de schéma de codage « à virgule flottante 32 bits » (notez les guillemets ici. Nous en parlerons plus loin dans l’article).
- Rend le traitement du signal dans un DAW ou un autre logiciel « indolore », car l’écrêtage n’est plus un problème.
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Problèmes liés à la virgule flottante 32 bits :
- Les fichiers d’une longueur de mot de 32 bits nécessitent beaucoup plus d’espace de stockage que les fichiers de 24 ou 16 bits.
- L’enregistrement en virgule flottante 32 bits signifie que tous les producteurs, monteurs et mixeurs utilisant les fichiers doivent rester en mode virgule flottante 32 bits, sinon il y a un risque de distorsion du son.
- Il existe plusieurs exigences pour la livraison de fichiers ou physiques où l’audio à virgule flottante 32 bits est accepté.
- Bien qu’il soit possible d’imprimer un son beaucoup plus fort que 0 dBFS, nous pourrions très bien subir un écrêtage au niveau de l’étage de sortie matériel D/A (ou d’autres étapes du chemin de sortie matériel de nos interfaces audio) et même provoquer une distorsion, un écrêtage des haut-parleurs et des écouteurs. ou se déformer au point qu’ils soient physiquement endommagés lors de la lecture du contenu le plus fort.
Qu’est-ce que la virgule flottante ?
La plupart des stations de travail audio numériques (DAW) modernes utilisent une sorte de calcul à virgule flottante dans leur architecture de mixage pour atténuer une limitation interne. Pro Tools, par exemple, dispose d’un mélangeur interne à virgule flottante de 64 bits, ce qui signifie que l’utilisateur peut pousser les niveaux au-dessus de 0 dBFS tout en travaillant tout en étant sûr d’avoir un fichier audio final propre (en supposant qu’une sorte de limitation de crête soit activée sur le fader principal avant impression/exportation). Donc vraiment, si vous utilisez une DAW publiée au cours des 10 dernières années, il est probable que vous utilisiez déjà les mathématiques à virgule flottante puisque les stations de travail modernes utilisent cette stratégie de mixage.
Pour ceux d’entre nous qui utilisent le logiciel iZotope RX, l’écosystème RX est entièrement en virgule flottante 32 bits. Ainsi, que vous envoyiez de l’audio depuis votre DAW vers et depuis le RX ou que vous traitiez des fichiers sur votre bureau, vous profitez certainement des mathématiques à virgule flottante 32 bits de leur logiciel.
À notre avis, le plus grand avantage de l’audio à virgule flottante 32 bits se situe lors de l’enregistrement, en particulier dans le domaine où il existe de nombreux problèmes potentiels pour capturer un signal clair et une seule chance d’enregistrer ce qui se passe en temps réel.
Nous avons acheté un Sound Devices MixPre-6 II il y a quelques mois pour enregistrer des interviews, car nous souhaitions également utiliser son générateur de timecode interne pour créer une référence d’heure. Nous n’avions jamais enregistré en virgule flottante 32 bits et avons été plus que ravis lorsque nous avons réalisé que les limiteurs de crête du MixPre-6 II ne pouvaient pas être activés à cette résolution. Sound Devices affirme qu’il n’y a aucune raison d’utiliser un limiteur à cette résolution. En fait, ils cassent assez bien les fichiers à virgule flottante 32 bits dans cet article, ce qui aide subtilement à argumenter contre la limite de temps d’écriture.
Nous avons enregistré notre première interview avec le MixPre-6 II et l’avons ramené à la maison, nous avons transféré tout l’audio enregistré en 32 bits vers une session Pro Tools à virgule flottante et l’avons aligné à l’aide du code temporel intégré pour l’heure de la journée utilisée par les clients. pour prendre des notes (grâce à l’application Wingman de Sound Devices). En visionnant les cassettes, nous avons remarqué que notre intervieweur n’avait jamais de pic supérieur à 0 dBFS, mais le sujet a soudainement ri plusieurs fois et est monté jusqu’à +11 ! Nous avons pu simplement éteindre ces rires et ils étaient aussi clairs que n’importe quel autre son. Après avoir égalisé quelques pics, nous avons exporté les fichiers .wav à 48 kHz, 24 bits, en nous assurant que tout resterait propre car tout était maintenant en dessous de 0 dB à pleine échelle.
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Cette étape d’alignement de Pro Tools constitue en quelque sorte une étape supplémentaire pour la plupart des professionnels de l’audio et pourrait bien avoir pour conséquence involontaire la suppression de certaines métadonnées audio intégrées. En exportant des fichiers entiers fixes et même des mp3, nos clients ont pu travailler avec des fichiers .wav 48 kHz et 24 bits très propres pendant qu’ils éditaient leur travail. C’est parfait!
Après plusieurs visites réussies sur le terrain, nous avons décidé d’enregistrer les interviews en studio dont nous avions besoin au format 32 bits à virgule flottante. Nous avons enregistré directement dans Pro Tools via notre ancienne interface HD OMNI 24 bits au lieu d’utiliser le MixPre-6 II car nous avions besoin de plus de chemins de sortie que cet appareil. Pour créer plus de marge d’enregistrement ici, nous avons entré notre DAW environ 6 à 8 dB plus bas que ce que nous pouvions et avons utilisé le plug-in AVID Channel Strip sur les pistes auxiliaires acheminées vers les entrées de la piste audio pour augmenter le gain à 6 dB. Nous nous sommes retrouvés avec quelques pics forts (+4, +5 au-dessus de 0 dBFS), mais lorsque nous les avons baissés, ils étaient aussi propres qu’autre chose. En effet, le mixeur était en virgule flottante 64 bits, donc une fois que notre audio est passé par les préamplis micro matériels à nombres entiers fixes 24 bits et les convertisseurs A/D et dans le logiciel Pro Tools, nous avons pu obtenir la scène et la faire correspondre en toute impunité. Le champ enregistre la longueur du mot, stockant tout ce qui se trouve dans ce projet en virgule flottante 32 bits.
Comment fonctionnent les convertisseurs au format 32 bits ?
C’était comme si le calcul à virgule flottante de 32 bits se produisait probablement quelque part pendant ou après la conversion A/D entre le pré-micro et l’enregistrement final. Après avoir lu cet article sur leur site Web, nous avons contacté Sound Devices au sujet de leur équipement et plus particulièrement du processus de conversion A/D ; dans ce cas, le son analogique entrant dans le préamplificateur de microphone analogique est converti d’un signal analogique en un signal numérique. Voici ce qu’ils ont dit :
« Nous avons breveté une méthode de combinaison de plusieurs convertisseurs A/N 32 bits à virgule fixe pour augmenter la plage dynamique nécessaire à tout microphone que vous souhaiteriez utiliser pour enregistrer avec la série MixPre II. (Nous l’appelons un convertisseur à plusieurs étages car nous ne comptons pas sur un seul convertisseur). »
Plusieurs convertisseurs utilisés pour interpréter le signal analogique d’entrée, à toutes fins utiles, se retrouvent avec une virgule flottante de 32 bits dans les fichiers imprimés. Cool, donc plusieurs ADC distincts sont nécessaires pour analyser suffisamment d’informations pour former un ensemble de données à virgule flottante. Dans tous les cas, le son reproduit par leur produit est limpide.
Essais
Ces fichiers 32 bits sont beaucoup plus volumineux que les fichiers .wav 48 kHz 24 bits normaux avec lesquels nous travaillons en post-traitement audio. La différence entre 24 bits et 32 bits ajoute 33 % à la taille totale, et lorsque vous doublez la fréquence d’échantillonnage de 48 kHz à 96 kHz par exemple, cela contient également plus de données.
Comme il est difficile de calculer dans votre tête, nous avons pris l’un de nos enregistrements de microphone mono de 15 minutes et l’avons converti en diverses fréquences d’échantillonnage et profondeurs de bits typiques de fichiers audio afin que vous puissiez le constater par vous-même.
La qualité du CD est inférieure à un quart de la taille d’un fichier à virgule flottante 32 bits à 96 kHz. Même les fichiers typiques de 48 kHz et 24 bits que nous envoyons aux clients semblent environ 60 % plus petits. Il est facile de voir que la capacité de la mémoire physique s’évapore rapidement à 96 kHz avec une virgule flottante de 32 bits. Lors d’un travail récent, nous avons rencontré des problèmes de volume sur Google Drive et cela s’est produit après avoir converti les fichiers en 48 kHz, 24 bits ! Nous avons fini par tout héberger dans notre propre Dropbox et avons créé des fichiers de mixage mp3 de surveillance pour atténuer ces limitations. Nous avons conservé les fichiers originaux à virgule flottante 96 kHz et 32 bits pour l’édition et le mixage.
La taille du fichier est donc un problème.
Un autre problème est lié au flux de travail interne. Des programmes comme Adobe Audition utilisent par défaut des nombres à virgule flottante de 32 bits lors de la création d’une nouvelle session. Ainsi, en tant que flux de travail allant de l’enregistreur à l’éditeur, Audition fonctionne assez facilement avec mon MixPre-6 II. C’est un programme audio, et nous savons comment résoudre les problèmes audio lorsque nous les entendons, il n’est donc pas nécessaire que notre système utilise par défaut la virgule flottante 32 bits. Cependant, ce n’est pas toujours le cas pour les monteurs vidéo.
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Tout éditeur 24 bits ou 16 bits peut introduire une distorsion lorsque l’audio à virgule flottante d’un enregistreur est importé à une fréquence d’échantillonnage entière fixe. Cela arrive très souvent, comme nous l’a expliqué un ami. Nous, les utilisateurs d’audio, pouvons avoir toutes les notes audio, les conversations par courrier électronique et les appels téléphoniques utiles, et pourtant, si un opérateur ne peut pas utiliser la virgule flottante 32 bits dans son flux de travail, des « problèmes » surgiront.
Nous pouvons donner un exemple de la façon dont cela se produit uniquement entre Pro Tools et RX. Nous avons laissé la boîte de dialogue aux éditeurs et elle est revenue écrêtée car trop de gain de clip a été appliqué dans Pro Tools (pics supérieurs à 0 dBFS), l’audio a été envoyé vers un RX à virgule flottante 32 bits pour la réduction du bruit là où les pics ont été supprimés. aucune valeur puis renvoyé à la session Pro Tools avec un entier fixe de 24 bits. La distorsion d’écrêtage a été intégrée lors du rendu de l’audio de RX vers la timeline Pro Tools 24 bits. Ledit éditeur a supprimé le bruit mais a ajouté une distorsion qui a rendu l’ensemble de son travail inutilisable. Encore une fois, nous entendons souvent cela se produire, même dans les programmes de streaming. iZotope devrait vraiment envisager d’utiliser un limiteur de crête à côté du bouton de renvoi au-dessus du spectrogramme. Waves l’a intelligemment fait avec ses plugins Clarity Vx Pro et Clarity De-Reverb Pro.
Étant donné que nous ne restituons jamais l’audio final dans une résolution à virgule flottante de 32 bits, nous devons toujours utiliser une sorte de réduction de la profondeur de bits à 24 bits ou 16 bits. Pour passer d’une virgule flottante 32 bits à une virgule flottante 24 bits, nous appliquons toujours une limite maximale ; cela n’a pas vraiment d’importance en termes de temps ou d’efforts, mais il est absolument nécessaire de faire partie du flux de travail. Cela exclut pratiquement le simple stockage d’une session Pro Tools à virgule flottante 32 bits sous forme de copie 24 bits, à moins que la réduction de crête ne soit effectuée en premier dans la session à virgule flottante 32 bits.
Comment faire fonctionner les flotteurs 32 bits pour vous
Les mathématiques à virgule flottante sont idéales pour la capture audio et garantissent que tous les pics peuvent être maîtrisés sans se soucier de la distorsion. C’est également idéal pour la manipulation audio interne au sein d’un logiciel. Le risque survient lors de la sortie vers des moniteurs et des amplificateurs, lors de l’exportation vers des fichiers entiers fixes et lors du transfert d’enregistrements à quelqu’un qui ne travaille pas avec la virgule flottante 32 bits.
Alors à quoi ça sert ?
L’audio à virgule flottante 32 bits est le meilleur point de départ pour tout enregistrement. Il est pur et exempt de clips, comme un tout fixe ne pourra jamais l’être. Lorsque vous travaillez avec de l’audio au format à virgule flottante 32 bits, vous pouvez appliquer toutes sortes d’effets et d’amplification sans problèmes d’écrêtage.
Pour que l’audio à virgule flottante 32 bits fonctionne pour vous, enregistrez vos sons dans cette résolution incroyable, éditez-les et mixez-les avec une réduction de gain ou des limiteurs de crête appliqués à tout ce qui dépasse 0 dBFS et vous obtiendrez d’énormes avantages sonores. Si vous échangez des sessions audio ou des fichiers audio avec une personne possédant un entier de 24 ou 16 bits, prenez quelques minutes pour trouver ces pics et assurez-vous qu’ils sont sous contrôle avant de les convertir à une profondeur de bits inférieure.
Conclusion
Nous travaillons avec une résolution à virgule flottante de 32 bits car elle offre une protection contre les sons forts et soudains. L’enregistrement sur le terrain n’est pas notre domaine d’expertise, donc pour les débutants ou les maisons de disques occasionnelles, c’est un excellent moyen de commencer à collectionner de superbes enregistrements et d’apprendre ce qui fonctionne pour la structure de gain de vos microphones et écouteurs.
Ce n’est pas parce qu’un enregistreur enregistre des fichiers à virgule flottante 32 bits que vous pouvez corriger la distorsion du microphone, la distorsion causée par un mauvais câble ou une RFI, ou l’écrêtage dû à un gain trop important du préampli avant l’étape de conversion A/D. Ces choses restent les gremlins que nous devons tous combattre à chaque fois que nous écoutons un disque. Les enregistreurs à virgule flottante 32 bits éliminent simplement un ensemble potentiel de problèmes d’enregistrement et permettent une flexibilité maximale de gain en cascade au sein de la DAW.
En studio et lors de l’enregistrement d’effets sonores, la technologie à virgule flottante 32 bits vous permet d’enregistrer ce qui nécessiterait autrement plusieurs tentatives pour enregistrer correctement, ce qui signifie que nous ne manquons jamais une opportunité ou un moment spécial.
Lorsque nous avons fini d’enregistrer, d’éditer et de limiter les pics, nous aimons exporter nos fichiers au format 24 bits pour économiser de l’espace disque. Avec nos effets sonores, nous ne craignons pas de réduire les enregistrements à virgule flottante 32 bits en nombres entiers fixes de 24 bits, car ils ont été édités et nettoyés et notre disque SFX est suffisamment plein pour que nous devions gérer l’espace disque.
Selon toute vraisemblance, vous utilisez les mathématiques à virgule flottante dans vos projets depuis des années, que vous le sachiez ou non. Au fil du temps, ces calculs se retrouveront dans un plus grand nombre de nos appareils et logiciels. En fait, il s’agit de l’absence de restrictions pour nos enregistrements.
