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jeudi 22 décembre 2016

Vinyle meilleur que MP3 ?

Dossier pioché sur http://indeflagration.fr/indetermine/vinyle-meilleur-que-mp3-bullshit/

Ah, les vinyles. Le symbole stylé d’une époque où chacun pouvait enfin avoir facilement accès à la musique chez soi, sans avoir à attendre que la radio passe le bon morceau ou que le groupe du moment passe en ville. Un symbole qui a quand même pris cher quand la technologie du CD est née, au grand dam de Papa, qui s’est retrouvé sans savoir quoi faire de ses nombreuses galettes d’AC/DC ou de Rick Astley.
Heureusement que, depuis peu, la Ligue des Justiciers du Vinyle (aka LJV) mélangeant aussi bien faux hipsters que véritables mélomanes est apparue. Afin de préserver le monde de sa destruction, afin de rallier tous les musiciens et producteurs à leur nation, ceux-ci se sont mis à écraser le MP3 et le CD et à étendre leur pouvoir au nom de la qualité.
La qualité ? Oui, il paraît qu’en fait, le vinyle est bien au-dessus du CD, niveau qualité. Le site tomsguide.fr affirme
carrément que « on obtient une qualité d’écoute plus pointue qu’avec un CD », par exemple du fait qu’« un CD dispose d’une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz alors que le son d’une trompette grimpe au-delà de cette limite » (dixit Christophe-Emmanuel Lucy, journaliste). Je ne connais pas bien M. Lucy, mais je vais assumer qu’il n’a jamais reçu de cours d’acoustique, de numérisation, de traitement du signal et de trompette (j’attends de le voir me jouer une note aussi aigue).
Il ne faut pas chercher longtemps sur Google ( « avantages vinyles ») pour entendre le fameux « nan mais tu comprends pas, le vinyle, ça retransmet fidèlement le son en analogique, alors que ton MP3 de merde c’est de la numérisation à deux balles ». Bien vu, fanduvinyle666, mais encore faut-il savoir ce que c’est que la numérisation.

Un signal ? Qu’est-ce donc ?

La première chose qu’il faut comprendre, c’est qu’un son n’est rien de plus qu’une onde qui peut être matérialisée par un signal temporel. Tout ça se voit facilement sur Audacity, un séquenceur gratuit. Quand on regarde une piste, ça ressemble à ça :
Sans titre
Ou encore, si on zoome un peu, on se retrouvera avec ça :
Onde2
Le son n’est rien de plus qu’une onde qui fait vibrer la membrane de l’oreille interne à une fréquence relativement haute (c’est-à-dire très rapidement). La fréquence définit la hauteur de la note, plus elle est élevée, plus la note sera aigue. A l’inverse, les fréquences basses seront graves (et c’est pour ça qu’on appelle une basse une basse, LOL). Le but de n’importe quel appareil musical (platines vinyle, lecteur CD, baladeur MP3) est d’arriver à retransmettre ces signaux.
On va laisser de côté la phase enregistrement (fonctionnement du microphone) et lecteur (fonctionnement d’une enceinte) qui sont plus complexes (ça fait appel au phénomène d’induction). On va plutôt s’intéresser ici à : mais qu’est-ce que le CD fait à mon signal, bordel ? Est-ce que fanduvinyle666 a raison ?

Du signal analogique au signal numérique

Effectivement, la principale différence entre le vinyle et le CD/MP3, c’est que c’est du signal analogique contre du signal numérique. Quelle est la différence ? Le signal analogique est le signal retransmis sans aucune altération, alors que le signal numérique est le signal qui a subi une numérisation (jusque-là, c’est logique). Mais alors, qu’est-ce que la numérisation ? Regardons un signal analogique (donc le signal lui-même, quoi) :
Onde3
L’amateur de mathématiques remarquera qu’il s’agit d’une fonction qui à chaque variable réelle entre 0 et 10 attribue une unique valeur. Mais entre 0 et 10, il y a une infinité de valeurs. Ça fait beaucoup de valeurs. Pas facile d’enregistrer tout ça quand on a un iPhone qui n’a que 32 Go d’espace (et encore, il y a toujours moins, Apple nous ment). Mais l’ingénieur est un mec un peu yolo. Il a quand même envie d’avoir le signal (sonore ou non) sur son PC. Et une chose qu’on ne vous dit pas, c’est que l’ingénieur est tellement yolo qu’il travaille généralement jamais avec des modèles exacts. On va toujours faire des approximations, c’est tellement plus simple (glandeur).
Alors approximons et discrétisons l’espace pour n’avoir plus qu’un nombre fini de valeurs. On va se dire une valeur toutes les 0,5 ms, ça s’appelle l’échantillonnage.
Onde4
C’est cool, on a un nombre fini de variables, maintenant, on n’en a plus que vingt. Ah, mais problème : elles peuvent encore prendre n’importe quelle valeur entre 0 et 5 ici, donc on a toujours un problème d’infini. Bon, bah on va aussi discrétiser l’axe des ordonnées et attribuer à chaque variable la valeur la plus proche de l’originale, c’est la numérisation.
Onde5
En zoomant à fond sur une piste de son sur Audacity, on peut d’ailleurs voir cette numérisation :
Onde6
Les points à intervalles réguliers indiquent la numérisation réalisée, avec une interpolation linéaire entre chaque (on relie les points).
Voilà, on a maintenant un signal numérique qui est une fonction en escaliers qu’on peut tranquillement stocker sur un PC ou sur un iPod. Bon, après c’est pas tout à fait le signal original, mais il faut bien faire des sacrifices au nom de la science, non ? Surtout que ça prend méga pas beaucoup de place sur le disque dur, honnêtement, ça les vaut bien te dira le directeur de l’iTunes Store. Non, te dira le hipster chauve barbu au jean skinny et à la chemise de bucheron. Il n’est pas un mouton et sait que ça les vaut pas.

De l’importance de la fréquence d’échantillonnage

En même temps, c’est difficile de lui donner tort. Le constat est évident : plus l’approximation du signal numérisé sera forte et moins la place du fichier sera importante. Si je me dis qu’au lieu de prendre une valeur toutes les 0,5 ms, j’en prends une toutes les 1 ms, je diminue la taille de mon fichier par deux grâce à l’échantillonnage. Et si je décide de retenir encore moins de valeurs sur l’ordonnée, bam, encore des économies. C’est la compression. Mais voilà, à force, ça commence à devenir moyen, pour ne pas dire moche, voyons ça avec un exemple. Voici un signal original :
OndeA

On va l’échantillonner à 64 KHz :
OndeB
Eh, c’est pas mal ! C’est la même chose que l’original (qui est en réalité modélisé informatiquement et qui possède des limites). Et si j’essaye plus bas pour économiser ? Genre 8 KHz ?
OndeC
Ah ouais. Nan. Et si je tente vraiment bas, comme 2,1 KHz ?
OndeD
Ok, on ne reconnaît même plus le signal.
Bref, vous avez là la base de l’argument « la numérisation, c’est mal ». On cherche à nous spolier à coups d’économies de bits, si c’est pas lamentable. Le vinyle, lui, ne nous ferait jamais ça. Lui, il est fidèle. Mais alors pourquoi je suis en train de vous dire ça ? Parce que finalement, ça ne change rien à la perception de l’auditeur si on fait attention à ce qu’on écoute sur CD ou en MP3. On a beau se croire plus doué que les machines, ça n’empêche pas que notre oreille ne peut pas distinguer un son correctement numérisé d’un son analogique.

Nyquist-Shannon, I choose you!

Le spectre de l’oreille humaine s’établit d’environ 16Hz à 20,000Hz (et encore, ça fait franchement aigu, pas sûr que Papa puisse encore entendre jusque-là). Ça fait un écart de 20,000Hz environ. Un critère important dans le traitement du signal est celui de Nyquist-Shannon, qui donne un critère pour une représentation fidèle du signal.
« Le théorème d’échantillonnage de Nyquist-Shannon énonce que l’échantillonnage d’un signal, c’est-à-dire sa représentation sous une forme discrète, par une liste de valeurs prélevées régulièrement dans ce signal, exige une fréquence d’échantillonnage supérieure au double de l’écart entre les fréquences minimale et maximale qu’il contient »[2]
Je passerai sur la démonstration (mais elle est cool), pour retenir l’essentiel :
Fréquence d’échantillonnage  2 * Ecart entre fréquences maximales et minimales
Eh, mais attends, c’est combien l’écart ici ? 20,000Hz.
Et on échantillonne à combien déjà ? 44,100 Hz.
Mais les types de Philips et de Sony qui ont créé le CD étaient vraiment intelligents, alors. Ils ont parfaitement respecté le critère de Nyquist-Shannon tout en minimisant le volume de données à conserver.
Eh oui, à moins d’être une chauve-souris, une fréquence d’échantillonnage supérieure ne changera rien. Donc désolé M. Lucy, mais même si une trompette pouvait aller jusqu’à 44,1KHz (lol), ce ne serait pas possible de l’entendre, et ce serait inutile de garder un tel son. C’était vraiment le pire argument qu’on pouvait sortir, mais c’était sympa d’avoir essayé de sortir des chiffres pour impressionner les gens.
Ah mais il y a un bluff, quand même. Là on a réglé le problème de l’échantillonnage, mais sur la numérisation, il y a aussi la compression sur l’axe des ordonnées. Effectivement, et c’est là qu’il faut écouter. La plupart des lecteurs audio (iTunes notamment) importent les CDs dans un format de compression par défaut faible (de l’ordre de 128kbits/s, berk), mais fort heureusement, il est possible de changer les réglages d’importation. En réglant sur quelque chose supérieure à 256kbits/s, la différence devient quasiment inaudible. Je conseillerais de régler sur du 312kbits/s pour une qualité optimale du MP3. Faites bien attention en téléchargeant des titres sur des plateformes de téléchargement (type iTunes Store), on vous refile parfois une qualité de merde en invoquant le prétexte que les téléchargements risqueraient d’être longs.
Mais il existe aussi certains formats (dont les détails techniques sont beaucoup plus compliqués) qui permettent de ne perdre quasiment aucune qualité par rapport au signal analogique comme le FLAC (Free Lossless Audio Codec), qui rend un son d’une qualité parfaite (bon, par contre la chanson pèsera dans les 100-150 Mo, mais on n’a rien sans rien). Apple a aussi développé un format « lossless » (Apple Lossless) pour ses appareils. La comparaison avec le FLAC porte à débat, mais à ce niveau de qualité, j’ai du mal à voir comment on peut entendre la différence.
Le Pono de Neil Young, financé sur Kickstarter en 2014, baladeur pouvant lire les fichiers en qualité studio (192 kHz et 24 bits)
Le Pono de Neil Young, financé sur Kickstarter en 2014, baladeur pouvant lire les fichiers en qualité studio (192 kHz et 24 bits)
Le vinyle de meilleure qualité que le CD ? Je ne crois pas. Il y a bien un son différent du fait de la différence du procédé de lecture (la « chaleur » du son), mais le vinyle n’est pas vraiment plus fidèle dans le rendu qu’un CD correctement encodé. Ou alors, si vous voyez la différence, c’est que vous êtes un dauphin qui peut écouter jusqu’à 80KHz, auquel cas vous devriez probablement aller voir NRJ12 pour vous faire un paquet de pognon avec une émission du genre « vis ma vie de dauphin ».
En revanche, et c’est le point important, il peut y avoir une différence au niveau des périphériques d’enregistrement et de lecture. Et c’est là que les goûts de chacun peuvent varier. Certains ne jurent que par le grain d’une platine vinyle, d’autres préfèrent écouter du FLAC dans leur casque AKG ou Senheiser… Les deux opinions se valent. Tant que vous n’écoutez pas Maître Gims en 128kbits/s dans votre Beats. Mais dire que le vinyle est meilleur que le CD (ou l’inverse, d’ailleurs) n’a aucun sens.

Une pensée émue pour ces heureux consommateurs de vinyles

Dans la vie, certaines choses me rendent triste. Les gens en font partie. Plus particulièrement, les gens qui achètent ces fameuses platines qui vous permettent de numériser vos vinyles. Imaginez-vous le quinquagénaire enthousiaste passant sa journée à numériser ses vieux vinyles pour conserver le fameux son tant vanté… Pour finalement les recompresser en les exportant en MP3. Oui, vous ne vous trompez pas, il vient d’acheter une machine à 100€ pour retrouver une compression de merde, les « crin-crins » de la tête de lecture en plus. Et après, il vous dira « ah, les vinyles, c’est quand même un son meilleur ! ». Belle arnaque, hein.
Je souhaiterais en conclusion que nous ayons une pensée émue pour ce quinquagénaire, ainsi que pour fanduvinyle666, qui a fait preuve d’une admirable curiosité pour le traitement du signal.

source

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