16 bits vs. 24 bits

Discussion des mystères derrière la profondeur de bit, les taux d’échantillonnage et la qualité du son

par Tweak

Cet article va rester aussi simple que possible. Il est juste conçu pour mettre la nouvelle personne au courant des questions et fournir un sens fort de la perspective sur ce qui importe vraiment. Nous allons parler de la profondeur de bits et des taux d’échantillonnage, de la manière dont ils se traduisent en exigences de stockage, puis des différences subjectives entre les deux méthodes d’enregistrement de votre musique. En bref, quelle est la relation entre les enregistrements 24 bits et la « qualité sonore » que nous souhaitons tous.

Lorsque je me suis aventuré pour la première fois dans l’audio numérique, le monde était beaucoup plus simple. Les produits qui enregistraient et généraient de l’audio numérique étaient tous en 16 bits. Les disques compacts, la principale méthode de distribution de la musique, ont un audio numérique qui a une profondeur de bits de 16 bits et une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz.

Graduellement, des produits ont commencé à apparaître avec une profondeur de bit plus élevée – une boîte à rythmes de 18 bits, des processeurs d’effets de 20, puis 24 bits. Puis les enregistreurs ont fait le saut vers le 24 bits. Aujourd’hui, votre interface audio est probablement en 24 bits et vous permet de sélectionner la fréquence d’échantillonnage de votre choix, 44.1, 48, 88.2, 96 et même 192khz. Les enregistreurs multipistes varient entre 16/44.1 et 24/96. Lorsque vous en achetez un, vous devez décider de la voie à suivre et faire les choses correctement dès la première fois.

Alors, que signifient tous ces chiffres et quelle est leur importance ? C’est là que nous allons aller. Tout d’abord, vous devez avoir ces définitions sous contrôle.

Tout d’abord, sachez que nous parlons de données. Des uns et des zéros. C’est ce que nous créons, les amis ! C’est un jeu de chiffres. Ce que nous faisons, c’est mettre les chiffres dans un format qui sonne bien.

La profondeur de bits fait référence au nombre de bits dont vous disposez pour capturer l’audio. La façon la plus simple d’envisager cela est comme une série de niveaux, que l’énergie audio peut être tranchée à tout moment donné dans le temps. Avec un signal audio de 16 bits, il y a 65 536 niveaux possibles. Avec chaque bit de résolution supplémentaire, le nombre de niveaux double. Lorsque nous arrivons à 24 bits, nous avons en fait 16 777 216 niveaux. Rappelez-vous que nous parlons d’une tranche d’audio figée dans un seul moment de temps.

Maintenant, ajoutons notre ami le temps dans l’image. C’est là que nous entrons dans le taux d’échantillonnage.

Le taux d’échantillonnage est le nombre de fois que votre audio est mesuré (échantillonné) par seconde. Ainsi, à la norme du livre rouge pour les CD, le taux d’échantillonnage est de 44,1 kHz ou 44 100 tranches par seconde. Qu’est-ce que la fréquence d’échantillonnage de 96 kHz ? Vous l’avez deviné. C’est 96 000 tranches d’audio échantillonnées chaque seconde.

Alors, mettons tout ça ensemble maintenant. Cela nous amène au débit binaire, ou combien de données par seconde sont nécessaires pour transmettre le fichier, ce qui peut ensuite être traduit en taille du fichier. Votre CD est en 16 bits, 44.1, ce qui représente 44 100 tranches, chacune ayant 65 536 niveaux. Une nouvelle interface audio peut enregistrer 96 000 tranches par seconde, avec près de 17 millions de niveaux pour chaque tranche. Si vous pensez que cela représente beaucoup de données, vous avez raison, c’est certainement le cas. Le débit binaire est généralement exprimé en Mbit/sec. Mais vous n’avez pas besoin de faire tous ces calculs. Je vais le faire pour vous. Il ne s’agit pas d’un domaine important du processus d’enregistrement sur lequel il faut s’attarder. Ce qui est important pour vous, c’est comment cela se traduit pour le stockage de votre disque dur.

Espace requis pour de l’audio numérique stéréo

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Degré de bits	Taux d’échantillonnage	Bit Rate	Format de fichier d’une minute stéréo	Format de fichier d’une chanson de trois minutes
16	44,100	1.35 Mbit/sec	10,1 mégaoctets	30,3 mégaoctets
16	48 000	1.46 Mbit/sec	11,0 mégaoctets	33 mégaoctets
24	96 000	4.39 Mbit/sec	33,0 mégaoctets	99 mégaoctets
fichier mp3	128 k/bit taux	0.13 Mbit/Sec	0,94 mégaoctets	2,82 mégaoctets

Vous voyez donc comment l’enregistrement à 24/96 fait plus que tripler la taille de votre fichier. Prenons une chanson multipiste de 3 minutes et additionnons les chiffres. Pour donner plus de relief à ce qui précède, j’ai inclus les spécifications du fichier MP3 standard.

Exigences en matière de disque dur pour une chanson multipistes de 3 minutes

Profondeur de bits/fréquence d’échantillonnage	nombre de pistes mono	taille par piste mono	taille par chanson	ongues par disque dur de 20 gigabytes	ongues par disque dur de 200 gigabytes
16/44.1	8	15,1 megs	121 megs	164	1640
16/48	8	16.5megs	132 megs	150	1500
24/96	8	49.5 megs	396 megs	50	500
16/44,1	16	15.1 megs	242megs	82	820
16/48	16	16.5 megs	264 megs	74	740
24/96	16	49.5 megs	792 megs	24	240

Notez que ces tailles ne comptent pas les out takes que vous avez peut-être enregistrés mais que vous n’avez pas supprimés et qu’elles supposent une méthode d’enregistrement linéaire du début à la fin de la chanson pour chaque piste. Elles ne tiennent pas compte non plus de la taille des secteurs du disque dur, ce qui laisse beaucoup d’espace vide sur le disque. Le kilométrage du monde réel peut varier.

Donc vous devriez noter deux choses maintenant :

1. L’enregistrement à 24/96 donne une résolution audio considérablement accrue – plus de 250 fois celle du 16/44.1

2. L’enregistrement à 24/96 prend environ 3 1/4 fois plus d’espace que l’enregistrement à 16/44.1

Fin de la discussion technique. Vous êtes toujours avec moi ? Entrons dans le vif du sujet.

Devriez-vous enregistrer à une profondeur de bit et un taux d’échantillonnage élevés ?

Maintenant, abordons le côté subjectif de la façon dont la musique sonne à ces différentes profondeurs de bit et taux d’échantillonnage. Personne ne peut vraiment quantifier à quel point une chanson va sonner mieux enregistrée à 24/96. Ce n’est pas parce qu’un fichier 24/96 a une résolution audio 250 fois supérieure qu’il sonnera 250 fois mieux ; sa qualité ne sera même pas deux fois supérieure. En fait, vos amis non-musiciens ne remarqueront peut-être même pas la différence. Vous le ferez probablement, mais ne vous attendez pas à quelque chose de spectaculaire. Pouvez-vous entendre la différence entre un fichier MP3 et un fichier wave ? Si oui, vous entendrez probablement la différence entre les différentes fréquences d’échantillonnage. Par exemple, la différence entre 22,05 kHz et 44,1 kHz est très claire pour la plupart des mélomanes. Une oreille exercée peut faire la différence entre 32khz et 44.1. Mais lorsque l’on compare 44,1 et 96 kHz, cela devient vraiment subjectif. Mais essayons d’être un peu objectifs ici.

ou 32 bits flottants si disponibles

Parlons de la fréquence d’échantillonnage et de la théorie de Nyquist. Cette théorie veut que le seuil supérieur réel d’un morceau d’audio numérique plafonne à la moitié de la fréquence d’échantillonnage. Donc si vous enregistrez à 44.1, les plus hautes fréquences générées seront autour de 22kHz. C’est-à-dire 2 kHz de plus que ce que l’être humain typique doté d’une excellente ouïe peut entendre. Maintenant, nous entrons dans le vif du sujet. Les audiophiles affirment depuis les débuts de l’audio numérique que les disques vinyles sur un système analogique sonnent mieux que l’audio numérique. En effet, vous pouvez trouver des preuves que les équipements d’enregistrement et de lecture analogiques peuvent être mesurés jusqu’à 50khz, soit plus de deux fois notre seuil d’audition. Voici le grand mystère. La théorie est que l’énergie audio, même si nous ne l’entendons pas, existe et a un effet sur les basses fréquences que nous entendons. Pour en revenir à la théorie de Nyquist, une fréquence d’échantillonnage de 96 kHz se traduira par une sortie audio potentielle de 48 kHz, ce qui n’est pas très éloigné de la meilleure reproduction sonore analogique. On peut donc supposer que le même principe est à l’œuvre. L’audio est amélioré dans un seuil que nous ne pouvons pas percevoir et cela rend ce que nous pouvons entendre « meilleur ». Comme je l’ai dit, c’est du vaudou.

Classe avancée : Qu’est-ce que le traitement en virgule flottante 32 bits ? La plupart des principaux séquenceurs et beaucoup des meilleurs enregistreurs multipistes rendront temporairement l’audio dans un format 32 bits à virgule flottante. Ceci ne doit pas être confondu avec l’enregistrement 32 bits. En fait, les bits supplémentaires sont ajoutés au fichier après l’enregistrement afin de laisser une marge généreuse pour les mathématiques audio dans le domaine numérique. Avant de sortir le fichier, il passe par les convertisseurs 24 bits de votre interface. Je considère la « virgule flottante » comme un point décimal évolutif dans un calcul. Le fait d’avoir 32 registres plutôt que 24 pour les calculs va donner un résultat plus précis. Cela permet également de réaliser des calculs qui seraient théoriquement impossibles avec des chaînes de 24 chiffres.

Pensez à un mélangeur audio à 16 canaux additionnant c’est-à-dire « ajoutant » et matricant 16 ensembles de 32 nombres 44 100 fois par seconde. C’est beaucoup de mathématiques ! Maintenant, ajoutez tous ces plugins astucieux qui font leurs calculs au sommet de chaque canal et ce limiteur de mur de briques super dur à la fin de votre chaîne. Yo ! On va déchirer les chiffres, mec !

Pourtant, lorsque les données atteignent le convertisseur 24 bits, 8 bits sont « tronqués » ou coupés. Mais malgré tout, le résultat mathématique est plus précis. Tout cela se passe derrière votre dos et vous n’avez pas besoin d’y penser.

Mais faut-il enregistrer à une fréquence d’échantillonnage élevée ? Très bien ! Rappelez-vous maintenant que le taux d’échantillonnage est extrêmement différent de la profondeur de bits. Cela va dépendre de qui vous demandez. Certaines personnes vous diront que « de toute façon, tout va finir en 44.1 » lorsque le CD sera gravé. D’autres vous diront que lorsqu’une interface audio traite et mixe des sons à 96 kHz, le résultat est meilleur et reste meilleur même après la conversion finale en 44.1. Et à peu près toutes les autres positions sont également prises. Certains disent que le 16/44.1 est suffisant pour les CD, il l’est pour moi. D’autres disent qu’il faut faire du 24/44.1 parce que cela ne prend pas beaucoup plus de place et que cela augmente le rapport signal/bruit. Il y a un argument qui dit que le 24/88.2 est supérieur au 24/96 parce que c’est une conversion en nombre pair qui revient au 44.1.

Dépendance binaire. Ok, c’est l’évangile selon Tweak ! Utilisez 24 bits pour chaque enregistrement si vous avez cette fonctionnalité. J’étais un croyant pour la dernière décennie que 16 bits était la voie à suivre et j’ai absolument changé d’avis. Peu importe ce que vous enregistrez, c’est vrai. Si vous avez un bon micro, un très bon préampli et un système audio propre et que vous enregistrez des instruments très dynamiques comme des guitares acoustiques, des orchestres classiques, des chants acapella, la différence sera là. Mais ce n’est pas parce que 24 bits de données améliorent le son. En fait, ce n’est pas le cas. Ce qu’il fait, c’est donner à votre audio plus d’espace pour respirer dans le royaume numérique de l’audio numérique. N’oubliez pas que nous parlons de chiffres, de calculs, et non de formes d’onde analogiques. Avec 24 bits de données pour démarquer votre support d’enregistrement, il est possible d’enregistrer une musique extrêmement dynamique, avec des passages très calmes et doux et des passages extraordinairement forts. Les passages silencieux auront moins de mal à rester au-dessus du plancher de bruit de votre système. On peut enregistrer sans compression. Vous pouvez enregistrer à des niveaux plus bas, avec plus de marge. Cela permet d’éviter que les pics occasionnels ne soient tronqués au sommet et donne aux convertisseurs un peu d’espace pour respirer. Comme vous ne repoussez pas les limites de votre bande passante, vos instruments auront un son plus clair, et les voix pourront paraître plus « propres », le morceau sera mieux mixé et il y aura moins de bruit. Les enregistrements en 24 bits ne sont donc pas meilleurs. En fait, ils peuvent être aussi mauvais, voire pires, que ceux en 16 bits. Mais le 24 bits donne à l’enregistreur un plancher de bruit et une marge de manœuvre pour créer un excellent enregistrement. C’est un outil, et dans la bonne main, il peut vous époustoufler, sur le plan audio.

Korg MR1000 1-Bit 5.6MHz Mobile Recorder

Avec la fidélité immaculée et la flexibilité ultime de la technologie 1 bit, le nouveau MR-1000, étonnamment abordable, garantit que vos mixages finaux et vos enregistrements de lieux ne seront jamais obsolètes. Tweak : Le nouveau format DSD promet de pouvoir filer des copies de nos enregistrements maîtres à n’importe quelle fréquence d’échantillonnage. Lisez cet article de Korg

En ce qui concerne la fréquence d’échantillonnage, à moins que vous ayez une bonne raison de ne pas le faire, utilisez une fréquence d’échantillonnage de 44,1. Si vous faites de l’audio pour la vidéo, vous pourriez vouloir utiliser 48 khz car de nombreux éditeurs n’utilisent que ce taux. Certains types de musique semblent bénéficier légèrement de la haute résolution de 88,2 ou 96 khz. Les instruments acoustiques, comme les guitares, les percussions et, bien sûr, les voix, c’est-à-dire les éléments dont les hautes fréquences sont délicates, semblent en bénéficier, mais de manière subtile. Disons que vous avez une interface audio à 399 $ avec des préamplis intégrés. Remplacer votre préampli et vos convertisseurs par de meilleurs vous donnera plus de différence sonore à 44,1 que l’enregistrement à 96khz.

Une fois à l’intérieur du séquenceur, les fichiers audio peuvent être convertis en 32 bits pour le traitement et reconvertis en 24 ou 16 à la sortie. Donc, mon conseil est d’enregistrer à 24 bits/44.1 au minimum et d’aller jusqu’à un taux d’échantillonnage de 88.2 ou 96 si vous pensez que votre matériel le justifie (et que vous avez l’espace disque.)

Qu’en est-il du taux de 192khz ? Ok, laissez-moi vous faire penser à la façon dont les fabricants d’interfaces audio prévoient de vous faire acheter leurs produits. Une société sort avec 192 puis ils se sentent tous obligés de le faire ou ils vont perdre des ventes. C’est du battage médiatique à mon avis. Si vous voulez remplir les disques durs plus rapidement, allez-y et utilisez-le. Nous en avons débattu longuement sur les forums. En fin de compte, personne ne peut faire la différence.

Alors, comment obtenir une qualité sonore ?

Les gens me demandent tout le temps, et je grimace à chaque fois qu’ils le font : « Quel matériel (remplissez le blanc…carte son, préampli, câble, enregistreur, séquenceur) me donnera la « meilleure » qualité sonore ? ». Je grimace parce que j’imagine la personne qui sort, achète un préampli à 500 $, l’installe dans son studio, connecte le micro et réalise avec tristesse que « le son est le même », « peut-être un peu meilleur », « difficile à dire ». Pourquoi ? La raison principale est qu’il s’agit d’un grand système et qu’il n’est pur que dans la mesure où son pot de réglage panoramique est le plus sale. Un câble qui ronronne peut anéantir les gains réalisés par un matériel dont le son est par ailleurs excellent. Un préamplificateur de micro immaculé connecté numériquement à une carte son avec des parasites sera vaincu. Toute votre chaîne doit être de qualité professionnelle, depuis les préamplis, en passant par les convertisseurs, jusqu’aux moniteurs de qualité supérieure. Mais si vous avez une excellente chaîne de signal, même vos enregistrements 16 bits sonneront mieux que 24/96 avec des préamplis moyens et des convertisseurs et moniteurs typiques.

Lynx Studio Technology Aurora 16 16-Channel Digital Audio Converter

La nouvelle ligne Aurora de convertisseurs audio numériques de Lynx Studio Technology offre une qualité audio et un contrôle sans précédent dans des modèles à huit et seize canaux en rack unique. L’Aurora 16 offre une conversion analogique-numérique et numérique-analogique de 192 kHz avec un contrôle en façade de toutes les options de routage et de fréquence d’échantillonnage. Les fonctions étendues de l’Aurora sont accessibles par ordinateur avec le Lynx AES16 ou par infrarouge avec les ordinateurs portables et les PC de poche compatibles. Le panneau arrière dispose de connecteurs Clock et MIDI In et Out et d’une baie LSlot, pour l’utilisation optionnelle d’ADAT, Firewire et d’autres interfaces audio.

Mais soyons clairs : ce n’est pas seulement du matériel. C’est une question de technique. Quelqu’un avec un Neumann U87 à 2700 $ et un préampli Great River haut de gamme aura quand même un enregistrement affreux si le Mic n’est pas bien placé, ou si la pièce fait ressortir des caractéristiques indésirables. Si vous appliquez trop de compression sur une voix pendant l’enregistrement, elle sonnera mal, quel que soit le matériel dont vous disposez. Tout cela pour dire, positivement, que lorsque vous savez comment appliquer l’égaliseur, les processeurs et les plugins, vous serez sur la voie de la réalisation d’un mixage de haute qualité sonore. Ce qui m’amène au point suivant. Une personne qui connaît vraiment son matériel et qui travaille avec lui peut fournir une meilleure qualité sonore à 16 bits avec un matériel moins performant qu’une personne qui se contente de brancher et d’utiliser des enregistreurs 24/96 haut de gamme. La technique est aussi importante que le matériel, qui est plus important que les bits et les taux. Et il n’y a qu’une seule chose plus importante que la technique et le matériel.

Le point le plus important est gardé pour la fin, et je l’ai déjà dit et je le dirai encore. Une grande musique enregistrée sur un lecteur de cassettes merdique gagnera plus de cœurs qu’un étron poli au 24/192. Votre talent est plus important que tout le reste, et cela ne s’achète pas. Donc, rappelez-vous de pratiquer, de travailler sur votre technique, quand vous pouvez vous le permettre, améliorez votre chemin de signal, et puis quand les portes nacrées de la qualité sonore s’ouvrent, alors considérez le 24/96 comme vous le feriez pour une belle finition sur une œuvre d’art bien faite.

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Citation cool:

« La musique, à son meilleur, n’a pas besoin de nouveauté ; en effet, plus elle est ancienne, plus on y est habitué, plus son effet est fort. »

Goethe (1749-1832), poète allemand, dramaturge.

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