Fichier PDF reprenant en partie les fiches Signal - sonart

GRIM - EDIF : résumés et illustrations du cours SON NUMERIQUE
Ce document reprend le contenu des fiches projetées durant le cours pour permettre leur impression.
Il ne s'agit pas de cours mais d'éléments permettant d'aider les étudiants dans leurs révisions.
Ce document est réservé à un usage interne exclusivement pour les étudiants des formations
concernées et ne peut convenir qu'à un usage pédagogique.
La plupart des illustrations sont issues de sites Internet (pas de liens, désolé) et de Wikipedia.
La numérotation des pages correspond à celle des fiches qui sont à télécharger sur le site
http://sonart.free.fr/GRIM.ht. Certaines pages contenant principalement des illustrations ne sont pas
représentées.
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SIGNAL
(1. révisions rapide d'éléments d'acoustique et de signal analogique)
2a. Spécificités de l’audio-numérique
ANALOGIQUE :
- sensibilité aux perturbations électromagnétiques et à l'usure du support
+ pas d'effets secondaires si le matériel est de qualité
+ simplicité d'utilisation
- coût élevé pour une bonne qualité
- détérioration à la copie
+ perte de qualité progressive et (relativement) prévisible
NUMÉRIQUE :
+ possibilité de copie à l'identique (sans perte)
+ relative immunité aux parasites électromagnétiques
+ relative résistance à l'usure
+ algorithmes de compression efficaces pour les bas débits (internet)
+ indexation des supports
+ miniaturisation des supports (archivages) et des machines
+ manipulation des données faciles
+ faible coût
- apprentissage des interfaces
- perte de données brutale et irrémédiable
Historique :
- PCM : Modulation par Impulsions Codées, théorie vers 1920 (par Shannon et Nyquist)
- premières applications en 1962
- début années 70 : synthèse numérique sur mini ordinateurs
- 1982 : établissement du 44,1 kHz / 16 bits comme standard (CD Audio)
- fin années 80 : algorithmes psychoacoustiques de réduction de données (MPEG…)
- fin années 90 : numérisation Direct Stream Digital
- années 2000 : systématisation des calculs en 32 bits minimum
2c. Numérisation PCM : principe
Echantillonner = analyser et coder les valeurs d'intensité d'un signal (quantification) à intervalles réguliers
(fréquence d'échantillonnage) => signal PCM (Modulation par Impulsions Codées).
fréquence d'échantillonnage (Hertz) = détermine les fréquences enregistrables
quantification (bits) = détermine la plage dynamique
Théorème de Shannon / Nyquist : la fréquence d’échantillonnage doit être supérieure ou égale au
double de la fréquence à échantillonner
1
2d. Numérisation PCM : problèmes liés à la fréquence
d’échantillonnage
Aliasing : repliement du spectre lorsque la fréquence d'échantillonnage est inférieure au double de la
fréquence échantillonnée (théorème de Shannon / Nyquist)
=>souvent perceptible comme une distorsion inharmonique dans les hautes fréquences
Solutions :
- filtre antialiasing (LP) : suppression des fréquences supérieures à la demi fréquence d'échantillonnage
- suréchantillonnage (convertisseurs delta-sigma) : subdivision de la fréquence d'échantillonnage =>
meilleure résolution (A/N) et lissage (N/A)
- échantillonnage à une fréquence plus élevée => 96 kHz, 192 kHz…
Pourquoi filtrer au dessus de 20 kHz ?
Courbe de réponse d'un microphone
Bruel & Kjaer
2
2e. L’Aliasing (1)
Cas concernés :
- conversion A/N
- conversion de la fréquence d’échantillonnage (par exemple 48 kHz <> 44,1 kHz)
- transposition (échantillonneurs), “pitch-shifting”
- traitements spectraux
Phénomène similaire : battement acoustique
interférence entre deux fréquences => apparition d’une nouvelle fréquence égale à la différence des
deux
2f. L’Aliasing (2)
transpositions d'un signal de 15 khz (± 1 octave)
Seuls le spectre original et celui de l'EXSP-24 sont représentés ici.
2h. Numérisation PCM : problèmes liés à la quantification
Erreurs d'arrondi > bruit de quantification
équivalence : 1 bit = 6 db (1 bit = 2.log10 bels ou 20.log10 decibels)
8 bits = 48 db (1/256 = 0,39 %)
12 bits = 72 db (1/4096 = 0,024 %)
16 bits = 96 db (1/65536 = 0,0015 %)
24 bits = 144 db
32 bits = 192 db (!)
3
Pour des raisons de composants et de thermodynamique, la dynamique des convertisseurs est limitée
à 120 / 130 dB.
Erreurs de quantification : saut vers la valeur d'intensité la plus proche en fonction du codage de bits
=> distorsion aux faibles niveaux d'intensité
quantification sur 8 bits = 256 valeurs
quantification sur 4 bits = 16 valeurs
quantification sur 2 bits = 4 valeurs
2i. Codage binaire (rappel)
puissances de 2 :
20 = 1
21 = 2
22 = 4
23 = 8
24 = 16
25 = 32
26 = 64
27 = 128
128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255 (0 à 255 = 256 valeurs)
bit = Binary Digit
octet ou Byte = 8 bits
mot ou word = n bits
Multiples d’octets tels que définis par IEC 60027-2
Nom
Symbole
Valeur
Nom
Symbole
3
kilooctet
ko
10
kibioctet
Kio
6
mégaoctet
Mo
10
mébioctet
Mio
gigaoctet
Go
téraoctet
To
pétaoctet
Po
exaoctet
Eo
zettaoctet
Zo
yottaoctet
Yo
109
1012
gibioctet
Gio
tébioctet
Tio
Valeur
210
220
230
240
250
1015
1018
pébioctet
Pio
exbioctet
Eio
1021
1024
zébioctet
Zio
260
270
yobioctet
Yio
280
2k. La merge de sécurité ou “headroom”
Afin de calibrer l’intensité du signal numérique avec les appareils analogique, ou de permettre
l’addition des signaux (mixage), les constructeurs et programmeurs définissent des niveaux
optimums (”0 dB”) à un niveau inférieur au 0 dBFS (- 18 dB en 16 bits, - 24 en 24…).
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2l. Le Dithering
Ajout de bruit lors de la réduction de bits.
Cas concernés :
- mastering en 24 ou 32 bits > réduction en 16
bits pour gravure CD-Audio
- traitements en 32 ou 64 bits sur un signal 24
ou 16 bits
Amélioration du procédé : Noise Shaping
- déplacement (filtrage) du bruit dans une zone
où l’oreille est moins sensible
- par exemple l’algorithme POW-R déplace le
bruit situé entre 1 et 4 kHz vers 20 à 60 Hz et
supérieur à 12 kHz
2m. Numérisation PCM : types de convertisseurs
Numérisation classique par approximations successives bit par bit :
Convertisseurs delta-sigma, "1 bit" (1989)
5
3a. NUMERISATION DU SIGNAL AUDIO DSD (1)
La numérisation DSD (Direct Stream Digital) n’est utilisée QUE pour le SACD. Tous les autres systèmes
audio-numériques sont basés sur la technique PCM.
- conversion 1 bit par modulation delta-sigma (idem convertisseurs 1 bit PCM)
- codage et transmission directe SANS décimation
- fréquence binaire : 2,8224 MHz (64 x 44,1 = DSD64)
- restitution des aigus jusqu’à 100 kHz sans aliasing
- dynamique équivalente à 20 bits (120 db) jusqu’à 20 kHz, moins bonne au-delà
- utilisation importante de Noise Shaping (1 bit = 6 dB !)
> augmentation du bruit au dessus de 22 kHz / filtrage à partir de 30 kHz
3b. NUMERISATION DU SIGNAL AUDIO DSD (3)
Améliorations du procédé : DSD128 à 5,6448 Mbits/s
Compatibilité PCM pour l’édition :
- format DXD (Digital eXtreme Definition) : PCM 24 bits / 352,8 ou 384 kHz (8 x 44,1 / 48)
- créé pour le logiciel Pyramix, agréé par Philips et Sony
Enregistreurs compatibles :
- Tascam DS-D98, DV-RA1000 (avec Sony), Korg MR-1000
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Systèmes de production :
- Pyramix (PC), logiciel et cartes audio
Conversion PCM/DSD :
- plugins pour Protools et autres DAW
- convertisseurs matériels
Authoring :
- non public, nécessite une chaîne de production spéciale (cryptage matériel des données audio sur 80
bits)
Les spécifications ASIO 2.5 (driver cartes son) sont compatibles avec le signal DSD, mais il n’existe
actuellement pas de carte audio compatible.
Utilisations :
- publication de masters analogiques : numérisation DSD > authoring SACD
- enregistrements acoustiques stéréo ou 5.1 : numérisation DSD64, PCM (à 192 ou 176,4 kHz) ou DXD
> édition PCM ou DXD (Pyramix) > conversion DSD > authoring SACD
FORMATS
4a. TRANSMISSION DU SIGNAL NUMÉRIQUE
- transmission électrique (coaxial) ou optique (fibre optique)
- transmission série synchrone
- le signal d'horloge (fréquence d'échantillonnage) est inclu dans le signal audio (SP/DIF, T/DIF, ADAT
Link) ou séparé (WordClock AES/EBU & MADI)
- connexion des horloges de type maître / esclave
- des fluctuations des horloges des convertisseurs ou une déformation du signal due au câble peuvent
introduire du Jitter
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4b. DÉBITS (PCM)
calcul :
nombre d'échantillons par seconde
X
nombre de bits de quantification
X
nombre de canaux
=
débit (bits/sec. ou bauds ou HERTZ)
5a. CONNECTIONS (1) : normes appareils audio
AES/EBU ou AES3 (IEC 60958-4 et ANSI S4.40) :
- 2 canaux, 16 à 24 bits, 44,1 à 192 kHz
- XLR, 110 Ohms, 2 à 7 V, 64 mA, symétrique, 100 m
- Word Clock = signal d’horloge séparé (BNC)
AES 3id-1995 :
- BNC, 75 Ohms, 1 V, 1,6 mA, asymétrique, 1000m
S/PDIF (IEC 60958-3 et EIAJ CP-340) :
- 2 canaux, 16 à 24 bits, 44,1 à 192 kHz
- RCA, 0,5 V, 8 mA, asymétrique (10 m) ou optique
- possibilité de transfert AC3 et DTS 6 canaux
ADAT Link :
- 8 canaux, 16 à 24 bits, 48 kHz
- ou 4 canaux à 96 kHz ou 2 à 192 kHz (SMUX)
TDIF (Tascam) : prise Dsub 25
- 8 canaux bidirectionnel, 16 à 24 bits, 48 kHz
MADI (Multichannel Audio Digital Interface) :
- 64 canaux 24 bits / 48 kHz ou 32 canaux à 96 kHz
- coaxial (BNC) ou optique
- Word Clock séparée
IEEE1394 (Firewire) :
- MLan : 64 canaux + MIDI (Yamaha)
- SACD : 2,8224 MHz / 1 bit
5b. CONNECTIONS (2) : informatique
USB 1 : 12 Mbits/s (1,5 Mo/s)
USB 2 : 480 Mbits/s (60 Mo/s)
USB 3 : 5 Gbits/s
IEEE 1394 ou Firewire (Mac) ou DV (vidéo) ou iLink (Sony) ou MLan (Yamaha) : 400 Mbits/s (50 Mo/s)
Firewire 800 : 800 Mbits/s
Firewire S3200 : 3,2 Gbits/s (2010 ?)
8
Ethernet : 10/100/1000 Mbits/s
(100 Gbits/s prévus pour 2010)
=> Ethersound
WiFi :
- IEEE 802.11b : 11 Mbits/s
- IEEE 802.11g : 54 à 125 Mbits/s
- IEEE 802.11n : 270 Mbits/s à 300 Mbits/s
WiMax : 70 Mbits/s sur 50 km
HDMI et DisplayPort (10,8 Gbits) : vidéo HD et son, compatible 8 canaux en 24 bits / 192 kHz sans
compression.
Light Peak (Intel, Sony, Apple…) : 10 Gbits, transfert de toutes les infos (USB, HDMI etc.) sur une
unique fibre optique (2011 ?)
5c. CONNECTEURS (3) : nouveaux standards ?
MLan (Yamaha)
- connexion IEEE 1394 à 400 MBits
- liaison standard en série
- transport audio et MIDI simultanés
- possibilité d’utiliser des boîtiers convertisseurs MIDI <> MLan et Audio <> MLan
REAC (Roland Ethernet Audio Communication)
- 40 canaux bidirectionnel en 24 bits / 96 kHz
EtherSound (Digigram - 2001)
- 64 canaux bidirectionnel en 24 bits / 48 kHz (32 à 96 kHz)
- connexion à 100 Mbits/s
- câble standard économique : connecteur Neutrik Ethercom conseillé, RJ45 déconseillé…
- peut être uni ou bi-directionnel
- réseau en cascade (daisy-chain) : simple et efficace mais nécessite deux prise Ethernet par appareil
- réseau en étoile possible avec des commutateurs (contraintes)
- longueur de câble (cuivre) maxi entre deux appareils : 80 m
- connexion en fibre optique possible (2 kms en multimode, 20 kms en monomode)
- latences très faibles
- utilisé sur des consoles MIDAS par exemple
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6a. COMPRESSION DE DONNÉES : sans perte
Réduction du débit sans perte "lossless" : taux de compression maximum 2:1, pour archivage ou
lecture directe dans certaines applications.
Archivage : zip, rar etc. doivent être décompressés avant l’utilisation.
Formats propriétaires :
- Windows Media 9 Pro Lossless (wma, codec gratuit)
- Apple Lossless Audio Codec (ALAC, codec intégré dans QuickTime)
- DTS HD Master Audio (BluRay)
- Dolby TrueHD (BluRay)
Formats freewares / Open Source
- FLAC (le plus répandu)
- WavePack (meilleures performances)
- MonkeyAudio (le plus ancien)
- Tak
Formats liés à un logiciel particulier :
- SoundForge PCA
- Wavelab
- Emagic ZAP...
6b. COMPRESSION DE DONNÉES : avec pertes
algorithmes avec perte (perceptual coding) :
- ATRAC 4.5 (Minidisc et SDDS), Adaptive Transform Acoustic Coding, taux de compression 5:1 pour le
MD (+ modes MDLP 2 & 4 et tranferts NetMD)
- PASC (Philips DCC 4:1)
- Musicam (Radio DAB)
- MPEG Motion Picture Expert Group (1988)
- REAL, OGG Vorbis, WMA, AAC... (Internet)...
- DTS (cinéma)
principes
- seuils dynamiques
- masquage fréquentiel
- codage des bits utiles
- masquage temporel (± 10 ms)
- codage non linéaire
- redondances stéréo (joint stereo)
+ optimisation du codage (algorithme de Huffman …)
6c. COMPRESSION DE DONNÉES : FORMATS (3)
MPEG 1 : algorithme Fraunhofer IIS-A (1987)
layer 1 (32 bandes) : 4:1 (384 kbps) / layer 2 (analyse plus poussée du spectre) : 6:1 à 8:1 (256 à
192 kbps)
layer 3 (largeur de bande des filtres variable, quantification non linéaire) :
10:1 à 12:1 en moyenne (128 à 112 kbps), possibilité d'aller jusqu'à 320 kbps (= 4,4:1 // MD : 292
kbps) (rappel : 1411 kbps = pas de compression)
mp3 HD : version avec compressions sans perte + avec perte pour compatibilité
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OGG VORBIS (licence libre)
- code jusqu'à 350 kbps en VBR, bon rendu des hautes fréquences
WINDOWS MEDIA AUDIO (wma)
- version 8 : 160 kbps maxi, qualité moyenne
- version 9 : jusqu'à 440 kbps, encodage 7.1, jusqu'à 96 khz / 24 bits
MPEG 2 AAC (1997) et MPEG 4 HE-AAC
- code jusqu'à 96 kHz / 24 bits / 48 canaux, améliorations :
changement de la méthode FFT (MDCT), Noise Shaping temporel, prédiction
ATRAC 3 (OMG)
- issu du ATRAC 4.5 du MD pour les baladeurs NetMD
(LP2 132 kbps, LP 4 66 kbps)
DOLBY AC3
- jusqu'à 640 kbps en 6 canaux, 480 en 2 canaux, très bon rendu des fréquences et des transitoires
VQF (Yamaha)
- codage des bandes de fréquence par rapport à une banque de filtres interne, bon respect du spectre
mais perte des transitoires
6e. Les DRM et l’interopérabilité
Les Digital Right Management
définition : systèmes de protection des données numériques visant à restreindre les possibilité
d’utilisation des fichiers et des supports
Limites possibles :
- interdiction ou limite du nombre de copies
- limite de durée d’utilisation (abonnements)
- limite de zone géographique d’utilisation (les zones du DVD-Video)
- nécessité d’utiliser un matériel conforme (vidéo HD)
Exemples :
- “FairPlay” : les fichiers achetés sur iTunes ne peuvent être lus que sur l’ordinateur utilisé pour leur
téléchargement ou un baladeur Apple (iPod)
- les fichiers achetés sur ZuneMarket ne peuvent être lus que sur un baladeur Microsoft (Zune)
- “PlayForSure” : les fichiers wma incorporant un DRM ne peuvent être lus que sur l’ordinateur utilisé
pour leur téléchargement ou un baladeur compatible
- des CD peuvent comporter un code anti copie les empêchant d’être lus par certaines platines CD
- certains CD-Audio (Sony) ont comporté un programme “invisible” (rootkit) qui s’installe sur
l’ordinateur pour interdire la copie
- les vidéo HD (HD-DVD et BR-D) nécessitent que toute la chaîne (lecteur matériel ou logiciel, carte
graphique, écran) dispose du décodeur DHCP
7a. LES SYSTÈMES MULTICANAUX (1)
multicanal = 3 canaux de restitution réels minimum
- Dolby Surround Prologic : analogique, matriçage dans le signal stéréo (compatible), limite du
surround à 7 kHz
- Prologic II : jusqu'à 5.1, surround moins limité
- DTS neo 6.1
- numérique, compression psychoacoustique :
- Dolby Digital SRD (AC3 ± 12:1) : 5.1, 6.1 EX (matricé)
11
-
DTS (3:1, 4:1) : 5.1, 6.1 ES (matricé), 6.1 discreet
SDDS (Sony x 11) : 7.1
DVD-audio et SACD : 5.1 sans compression
BD et HD-DVD : 7.1 (13.1)
2K et 4K : 16 canaux
le format Wave_Extensible organise les canaux jusqu’au 17.1 et plusieurs logiciels intègrent le 10.2
7a. HISTORIQUE DES SYSTÈMES MULTICANAUX
1941
1950
1951
1956
1958
1970
1972
1975
1977
1983
1987
1990
1992
1993
1994
1995
1999
2005
Fantasound : jusqu’à 9 canaux (5 fixes + 4 automatisés)
formats Cinerama, Cinemascope et Todd-AO : jusqu’à 7 canaux et enceintes surround
concert de musique concrète avec spatialisation en direct sur 4 canaux
Karlheinz Stockhausen compose Gesang des Junglinge sur 5 canaux
Iannis Xenakis : 5 canaux sur 425 haut-parleurs
Iannis Xenakis : 12 canaux avec diffusion automatisée sur 800 haut-parleurs
procédés de matriçage et gravure microsillon sur 4 canaux
Michael Gerzon invente le procédé d’encodage spatial Ambisonic
film “A star is born” en Dolby Stereo sur 4 canaux (matriçage)
“Star Wars IV” et “Rencontre du 3ème type” popularisent le “son surround”
“Return of the Jedi” : procédé THX (norme de qualité)
commercialisation des décodeurs Dolby Prologic à usage domestique
Dolby SR : amélioration du Dolby Stereo
“Dick Tracy” : procédé CDS en 5.1 numérique (compression 4:1) sans piste analogique
“Batman Returns” : Dolby Digital en 5.1 (compression 10:1) avec piste analogique
“Jurrasic Park” : DTS en 5.1 (compression 3:1)
“The last action hero” : Sony SDDS en 7.1
l’encodage AC3 est choisi comme standard pour le DVD vidéo
“StarWars La menace fantôme” : Dolby Digital EX en 6.1
démonstration en 13.1 pour le lancement du BluRay-Disc
la NHK présente la Ultra-Haute définition vidéo en 22.2
12
7f. L’AMBISONIC
(mis au point dans les années 70 par Michael GERZON) :
- prise de son / encodage 4 canaux (microphones "Soundfield") :
W, X, Y, Z = "B format" (1 capsule omni et 3 en huit, cf. enregistrement MS)
- "C format" (UHJ) compatible stéréo
- décodage adapté au nombre de canaux de restitution (position, taille...)
- disponible sous la forme de plugins VST
La précision de la localisation dépend de la précision des “harmoniques sphériques” :
- 1er ordre : 4 canaux
- 2ème ordre : 9 canaux
- 3ème ordre : 16 canaux
7g. LES SIMULATIONS 3D ou “binaural” (1)
HRTF : procédé Head Related Transfert Function, fonction de transfert relative à la tête
Rappel : la perception stéréophonique dépend du décalage temporel, de la différence d'intensité et de
la différence de spectre (entre chaque oreille).
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7i. LES SIMULATIONS 3D (3)
La Wave Field Synthesis (synthèse de front d’onde) :
- Huygens (1690) a postulé qu’il était possible de reproduire un front d’ondes lumineuses ou acoustiques à le synthétisant à partir d’une ligne composée d’une infinité de points de projection
- débute en 1990 à l’Université de Delft aux Pays Bas
- relayé par une dizaine de centres de recherche (projet CARROUSO)
SUPPORTS
8. LES SUPPORTS AUDIO-NUMERIQUES
bande magnétique :
- DAT
- ADAT / DA88
- anciens S-DATS et R-DATS
- DCC
- DV…
disque dur :
- multipistes portables
- enregistreurs portables
- ordinateurs de bureau et portables
- baladeurs
- Internet…
- “magnétoscopes” HD de salon
disque optique :
- CD (-R, -RW)
- DVD (+/-R, +/-RW)
- Blu-Ray Disc
- HDV
disque magneto-optique :
- MD
- Hi-MD
- DVD-Ram
- anciens AKAI 4p
- camescopes MDVD
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mémoire Flash et SSD :
- baladeurs “mp3”
- enregistreurs portables
- appareils photo numériques
- téléphones…
8a. LES DISQUES OPTIQUES : normes
LASER DISQUE (vidéo analogique) (1978)
CD AUDIO (CD-DA) : Audio, Red Book (1982)
CD-ROM : données, Yellow Book / ISO 9660 (1984)
CD-I : images et sons, Green Book (1986)
CD-R & CD-RW : inscriptible et réeinscriptible, Orange Book
CD-X & PHOTO CD : images, White book (1991)
VIDEO CD : vidéo et son MPEG 1, White book (1993)
SVCD : vidéo MPEG 2 (1997)
HDCD : réduction de 20 bits sur 15 bits audio PCM + 1 bit de code (avec décodeur)
CD HD BURN (SANYO) : 1,4 Go sur CD standard, lecture sur certains lecteur DVD
DVD-VIDEO : vidéo MPEG 2, son PCM / AC3 / DTS (Book B)
DVD-ROM : données (Book A)
DVD-AUDIO : son non compressé, vidéo MPEG 2 (Book C)
DVD-R, DVD-RW, DVD+RW : formats inscriptibles et réinscriptibles
DVD-RAM : id. dans cartouche
SACD : audio non PCM, couche CD optionnelle
BD et HD-DVD : idem DVD-Video + vidéo HD + compressions audio sans pertes
8b. LES DISQUES OPTIQUES : le support CD
diamètre : 12 cms, épaisseur : 1,2 mm
vitesse de lecture : 1,2 m/s
vitesse de rotation : 200 à 500 t/m
longueur de la spirale : plus de 6 kms, 2000 tours
longueur d'onde du laser : 780 nanomètres
diamètre maxi du rayon : 1 µm
profondeur pits : 0,11 µm
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8c. LES DISQUES OPTIQUES : la gravure (1)
Données de la piste audio :
- audio PCM brut (codage canal : débit réduit ± / 2)
- guidage du laser et asservissement de la vitesse
- préaccentuation (entre 6666 Hz et 2O kHz)
- sous-codes pq(rstuvw) : durée, début / fin, index, titres... inscrits dans la TOC à la gravure
CIRC : codes de correction d'erreur (redondance & interpolation)
Détection d'erreurs : parité : compte le nombre de 1 dans un mot => ajoute un bit qui indique si ce
nombre est pair ou impair
- entrelacement
=> permet de détecter et de remplacer 4000 bits consécutifs (= 2,47 mm de long) avant interpolation
- interpolation : 13700 bits = 8,5 mm > modifie les données envoyées au convertisseur N/A
Gravure "disque entier" :
- TOC au début (codes p q)
- index librement définissables
- compatibilité maxi
Gravure "piste à piste" (track at once) en multisession :
- TOC à la fin (finalisation du CD)
- 2" de silence avant chaque index, pour chaque fichier
- compatibilité variable
Gravure 2X ou 4X conseillée : effet gyroscopique + puissance du laser supérieure = gravure plus nette
CD-mp3 : CD de données comportant uniquement des fichiers compressés
Etapes du pressage :
- matière première : Polycarbonate
- moulage (glass master)
- métallisation
- vernissage
- vérification : analyseurs BLER (Bloc Error Rate) => ne pas dépasser quelques dizaines par seconde
8d. LES DISQUES OPTIQUES : la gravure (2)
Technique de “gravure” CD-R :
- brûlure définitive de la couche de colorant
> la réflectivité est plus faible sur les zones brûlées
Technique de “gravure” CD-RW :
- changement de phase d’une couche d’argent, indium, antimoine et tellurium
- deux températures :
- état amorphe > diffusion / diffration
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- état cristallin > réflexion
Technique de “gravure” CD-RW :
- changement de phase d’une couche d’argent, indium, antimoine et tellurium
- deux températures :
- état amorphe > diffusion / diffration
- état cristallin > réflexion
Technique d’écriture / lecture magnéto-optique (MD) :
- écriture : le laser chauffe la couche magnétique et permet l’orientation des particules par une fine
pointe magnétique
- lecture : le laser est dévié différemment selon l’orientation des particules magnétiques (effet Kerr)
Les couleurs :
- Cyanine (vert / bleu clair) : instable, déconseillé pour archivage
- Azo (bleu foncé) : stable, dizaine d’année ?
- Phthalocyanine (argent, or ou vert clair) : stable, centaine d’années ?
Les fabricants peuvent bien sûr ajouter un colorant au Cyanine ;-(
9a. LES DISQUES OPTIQUES : le DVD-Audio
débit : 11,08 Mbits/s (CD : 1,5 Mbits/s)
DVD-Rom 1x = CD-Rom 8x
Structure des données du DVD audio (pas de compression) :
- stéréo : 192 kHz / 24 bits
- 5.1 : compression MLP (Meridian Lossless Packing 2:1) ou combinaisons diverses selon les canaux
- jusqu'à 8 canaux
- possibilité de lire vidéo et images fixes
- compatibilité de structure avec les DVD vidéo
Formats :
- DVD 5 : 4,7 Go (simple face, simple couche)
- DVD 9 : 8,5 Go (simple face, double couche)
- DVD 10 : 9,5 Go (double face, simple couche)
- DVD 18 : 17 Go (double face, double couche)
gravure : DVD-R, -RW, DVD+R, +RW, DVD-Ram
17
9b. LES DISQUES OPTIQUES : le SACD
SONY / Philips (2000)
caractéristiques techniques :
- conversion A/N/A 2.8224 MHz / 1 bit / 6 canaux (DSD)
- bande passante 0 à 100 kHz, dynamique 120 db
- technologie DVD standard
3 formats :
- simple couche HD
- double couche HD
- double couche HD + CD
Protection matérielle contre la copie (rappel : il n'existe pas de graveur SACD)
9c. LES DISQUES OPTIQUES : l'authoring DVD
contraintes :
débit maximum de données : 9,6 mbps (inférieur au débit 96 kHz / 24 bits / 6 canaux)
- solution 1 : compression sans perte MLP (Meridian Lossless Packing)
- solution 2 : codages différents selon les canaux (par exemple FL / C / FR à 88,2 kHz / 20 bits et SL /
SR à 44,1 kHz / 20 bits)
structures des données sur un DVD audio :
- dossier AUDIO_TS : version audio multicanale sans perte
- dossier VIDEO_TS (compatibilité avec lecteurs DVD video) : version AC3 et stéréo PCM
9d. LES DISQUES OPTIQUES : nouveaux formats
Le Blu-Ray Disc (Sony, Philips, 2003)
- laser bleu-violet (405 nm, CD = 780 nm, DVD = 650 nm)
- 25 Go par face (50 Go en double couche)
- 4 heures en HDTV
- débit : 54 Mbits/s (DVD = 12 Mbits/s) et 72 (en 2x)
- versions 4 couches (100 Go) et 8 couches (200 Go) prévues
- les lecteurs peuvent lire les DVD et CD
- codecs video : HD-MPEG 2 (25 Mbits/s), MPEG 4
(ou H.264) et VC1 (15 Mb + 3Mb)
- BD-RE : MPEG 2 uniquement (enregistreurs de salon)
- audio PCM, AC3, DTS, DTS lossless (DTS++)
- version 8 cms pour camescopes (BD 15 Go)
Le HDV (Holographic Versatile Disc) :
- future successeur du BD ?
- 2 lasers : rouge et bleu-vert
- capacité jusqu’à 3,9 To !!
- débit 1 Gbits/s
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