Le son multicanal (mise à jour le 21 janvier 2012)

A vrai dire, l'histoire du son multicanal n'est pas aussi récente qu'on pourrait le penser.

Ainsi, en 1941, le dessin animé Fantasia de Walt Disney utilisait un procédé appelé Fantasound comprenant trois pistes audio optiques.

Plus près de nous, la quadriphonie des années 70 fut représentées par les systèmes SQ et QS qui utilisaient le procédé technique dit de "matriçage" où les canaux arrières droit et gauche sont mixés avec les canaux stéréophoniques avant et "décodés" de manière analogique (le Dolby Surround s'inspire de ce procédé).

Néanmoins, les enregistrements originaux étaient réalisés sur quatre canaux, mais ne pouvaient donc être transférés tels quels sur les supports à destination du grand public qui étaient uniquement stéréo.

Il faudra attendre l'arrivée des supports numériques multicanal, et surtout celle du SACD, pour que ces enregistrements puissent être ré-édités avec leur nombre de voies original (le label Pentatone propose des enregistrements en quatre canaux d'origine dont le Requiem de Berlioz par Sir Colin Davis, un enregistrement de 1969).

La Collection Mercury Living Presence édite également des SACD trois canaux réalisés à partir d'enregistrements datant d'il y a une cinquantaine d'années et faits avec des magnétophones spéciaux à trois pistes et dont il a fallu restaurer l'un d'eux pour pouvoir lire les bandes et les numériser.

Le numérique a donc simplifié les choses, si l'on peut dire, et il est devenu aujourd'hui courant, grâce au Blu ray et à ses capacités de stockage très importantes, de proposer les bandes son des films ou des concerts en 5.1 ou 7.1 canaux, et en audio Haute Définition.

- Les avantages du multicanal

Bien que nous ne possédions que deux oreilles, celles-ci sont capables de capter les sons venant de n'importe quelle direction dans l'espace nous environnant, alors que les deux enceintes utilisée en stéréophonie ne peuvent rayonner (au mieux) que sur le quart d'espace devant elles, espace délimité "en gros" par le sol de la pièce et le plan des deux enceintes.

En disposant cinq enceintes dans la pièce autour de l'auditeur (plus un caisson de grave pour reproduire les basses fréquences), la restitution en multicanal 5.1 parvient donc à recréer une sensation d'espace "enveloppant" l'auditeur (surround : cerner, envelopper en anglais), tout en améliorant aussi la localisation grâce à la voie avant centrale qui dispense les enceintes droite et gauche de recréer une image sonore centrale.

Les systèmes 7.1, par l'ajout de deux enceintes sur les côtés arrières ajoutent des effets latéraux, tandis que certaines évolutions du système Dolby, en ajoutant des voies avant en hauteur, visent à améliorer l'impression d'espace dans le sens de la hauteur.

Cependant, ces derniers effets ne sont généralement pas reproduits à partir de canaux existant mais créés artificiellement par le processeur numérique de son (DSP) des amplificateurs Home Cinéma.

- Le canal de grave

Comme pour le Home Cinéma où il s'appelle LFE (Low Frequency Effect, effet basse fréquence), et pour pouvoir alimenter un caisson de basse avec les sons graves, la plupart des SACD possèdent un canal où ne sont enregistrés que les basses fréquences, les autres canaux étant dédiés aux voies avant droite et gauche, à la voie centrale, et aux voies arrière gauche et droite.

Il arrive que certains SACD soient 5.0, donc que la voie pour les basses fréquences soit absente, celles-ci étant alors normalement contenues dans les voies avant gauche et droite.

Suivant le système acoustique que l'on possède, petites enceintes avant et caisson de grave, ou enceintes avant capables de reproduire toute l'étendue du spectre sonore, on règle son amplificateur multicanal en conséquence.

- Autres formes et méformes du multicanal appliqué à la musique seule

Diverses tentatives ont été faites parallèlement à l'implantation du DVD Vidéo (nativement multicanal) dans les foyers pour appliquer les recettes du son Home Cinéma à la musique en utilisant surtout la compression DTS qui est de meilleure qualité que le Dolby Digital (encore appelé AC3), ce qui permettait aux amateurs d'utiliser leur lecteur de DVD comme source musicale multicanal. La marque japonaise Denon a proposé quelques enregistrements de ce type sur DVD et il en a même existé sur CD.

Cependant, l'arrivée du DVD-Audio, utilisant le procédé de compression sans perte MLP (Meridian Lossless Packing, racheté depuis par Dolby et utilisé dans le système Dolby TrueHD), et permettant d'enregistrer plus d'une heure de musique codée sur 24 bit à 96 kHz, et en multicanal, a mis fin aux tentatives citées précédemment. Celles-ci ne sont toutefois pas demeurées vaines, puisque, le DVD-Audio (nécessitant un lecteur spécial) devait être également compatible avec les lecteurs de DVD Vidéo et la musique était alors codée en DTS ou en Dolby Digital.

Mais le DVD-Audio n'a pas du tout conquis le grand public, et n'a connu qu'un succès d'estime chez les mélomanes et amateurs à l'affut des nouvelles technologies.

Le SACD a mieux tiré son épingle du jeu bien qu'il n'ait pas touché autant d'amateurs que l'auraient souhaité ses promoteurs, Philips et Sony, mais il reste un média pour les passionnés (et nombre d'entre eux l'écoutent uniquement en stéréo).

D'autre part, pour pouvoir écouter un SACD, il faut disposer d'un lecteur spécial, souvent plus cher, voire beaucoup plus cher qu'un simple lecteur de CD.

Actuellement, la tendance est de proposer des lecteurs de SACD stéréo disposant d'une liaison HDMI transmettant les données numériques multicanal propres au SACD (appelé flux DSD) à un amplificateur Home Cinéma décodant ce flux et restituant les diverses voies analogiques.

Certains lecteurs de Blu ray, comme le Oppo BDP-93NE, sont capables de digérer tous les formats de disques connus à l'heure actuelle, y compris les SACD dont ils restituent les 5.1 canaux en analogique, tout en disposant également d'une liaison HDMI compatible, et en proposant une liaison réseau Ethernet et des entrées USB pour support amovible.

Reste à savoir si ces appareils sont capables de lire des fichiers audio multicanal en streaming ou stockés sur clef USB, et d'après nos premiers essais il semblerait que non...

Aux dernières nouvelles (le 19 janvier 2012), Next Audio, distributeur de NuForce et des lecteurs de Blu ray Oppo modifiés NuForce, nous a communiqué le message suivant :

"Pour le fichier nous l'avons lu sur l'Usb frontal de l'Oppo... Sortie en HDMI sans soucis avec reconnaissance de l'échantillonnage. Puis sortie sur la carte audio de l'Oppo sur un Rotel qui reconnaît le 48 et 88. Nous avons déposer le fichier sur le réseau chez KLS...tout fonctionne. Et franchement le morceau avec l'orgue est une tuerie..."

Nos propos précédant cette information sont donc caducs... (et c'est tant mieux !)

- Les fichiers audio multicanal 5.1 téléchargeables

Qobuz s'apprêtant à vous proposer des fichiers multicanal 5.1 ou 5.0 en téléchargement, il nous importait de vous informer sur les moyens de lire ces fichiers sur un ordinateur, et dès que nous le pourrons, et si cela est possible, de vous donner la marche à suivre pour graver ces fichiers sur DVD afin de les lire sur un lecteur de salon, et partant de les écouter directement sur son ensemble Home Cinéma.

Nos recherches n'ont en effet pas été très concluantes quant aux logiciels qui permettraient de graver les fichiers multicanal téléchargés afin de créer un DVD compatible avec les lecteurs de salon.

Renseignements pris auprès de l'un des éditeurs des fichiers que Qobuz va commercialiser, la lecture de ces fichiers sur un ordinateur peut se faire avec un lecteur logiciel compatible 5.1 et dans la mesure où la carte son est également 5.1 (le choix pour ce type de carte est assez vaste).

Voici les liens pour des logiciels permettant la lecture de fichiers multicanal :

Foobar2000 (version de base gratuite)
Plugin multicanal Foobar2000 (licence payante)

Mediamonkey (multicanal gratuit à paramétrer sous Windows)

Il existe également un plugin atsurround payant pour le lecteur logiciel Winamp pour lire les fichiers multicanal.

Nous avons procédé à des essais concluant avec le logiciel Foobar2000, et vous donnons les indications pour le paramétrer en multicanal après avoir installé le plugin ATsurround :

- cliquer sur l'onglet "Library"

- choisir "Configure"

- cliquer sur le + qui se trouve devant "Playback" dans la gauche de la fenêtre qui s'est ouverte

- sélectionner "DSP manager" puis, dans "Available DSPs", sélectionner "AndrewLabs ATsurround" et cliquer sur la flèche blanche pointant à gauche ou double cliquer sur "AndrewLabs ATsurround"

- "AndrewLabs ATsurround" s'affiche alors dans la fenêtre "Active DSPs"

- cliquer sur "Apply" puis sur "OK" dans le bas de la fenêtre

Nous avons aussi trouvé sur le site HDFever cet article très intéressant sur le codage LPCM (Linear Pulse Coded Modulation, le codage numérique "brut" si l'on veut), dont nous ne saurions que trop recommander la lecture.

A priori, d'après cet article, il est possible de sortir un signal audionumérique 5.1 sur la prise S/PDIF d'un ordinateur (s'il en possède une) et de la relier à un amplificateur multicanal qui décoderait le signal.

- Téléchargement de fichiers audio multicanal compressés

Charles Boccato, ingénieur au Service Informatique de Qobuz nous a aimablement fait un résumé des divers formats compressés qui vont être proposés en téléchargement pour les fichiers audio multicanal (en gras dans le texte).

Nous ne reviendrons pas sur le WAV et l'AIFF qui permettent de stocker les données "brutes" de plusieurs canaux dans un même fichier.

En guise d'intro, dixit Wikipédia :

"Un système est dit 5.1 quand il utilise cinq canaux sonores principaux non limités en bande passante (restitution entre 20 Hz et 20 kHz) et un canal optionnel (restitution entre 2 Hz et 120 Hz)"

Parmi les formats lossless, on retrouve le FLAC et le WMA Lossless.

Les 6 canaux sont stockés sans perte dans le fichier, tout comme dans les fichiers WAV. En ce qui concerne le FLAC, les similarités entre canaux sont exploitées afin d'améliorer la compression, c'est le "channel coupling". Le seul format Lossless aux abonnés absents est l'ALAC, dont l'implémentation du multicanal est très expérimentale.

Du côté de la compression avec perte, la plupart des formats prévoient une spécification particulière pour la gestion du multicanal.

L'institut Fraunhofer, à l'origine des spécifications du MP3, a développé une extension de ce format appelée "MP3 Surround". L'idée derrière le MP3 Surround est celle du Binaural Cue Coding : au lieu de stocker séparément les 6 canaux, on stocke d'une part un downmix en stéréo et d'autre part des informations sur le positionnement spatial du son. Ces informations sont utilisées par le décodeur pour convertir le downmix stéréo en enregistrement multicanal.

L'un des avantages de procéder de cette façon est que cela rend le MP3 Surround rétro-compatible avec le MP3, car tout lecteur non compatible avec la version Surround se contentera de lire la version stéréo du MP3. De plus les informations supplémentaires liées au multicanal représentent moins de 10% de la taille totale du fichier.

L'inconvénient est que le MP3 Surround n'est pas à proprement parler du 5.1, dans la mesure où seuls deux canaux sont parfaitement restitués. On parlera plutôt de multicanal.

Concernant le OGG Vorbis, la solution historique est d'utiliser l'implémentation "aoTuV" du codec (aoTuV pour "Aoyumi Tuned Vorbis"). Cette version améliore la qualité des fichiers compressés et permet notamment l'encodage en 5.1, via plusieurs techniques de channel coupling. C'est le format lossy réputé le plus efficace, c'est-à-dire ayant le meilleur rapport qualité/compression.

Quant au format AAC, il supporte nativement le multicanal 5.1, quel que soit le profil de compression utilisé (LC ou HE, c'est-à-dire Low Complexity ou High-Efficiency).

Citons également le WMA pro qui supporte le 5.1 et qui est à rapprocher des deux formats précédents.

Mentionnons à ce propos que les fichiers multicanal non compressés (WAV et AIFF) sont très "lourds" et qu'il est recommandé, lorsqu'ils seront disponibles à la vente, de télécharger de préférence les fichiers en format FLAC ou WMA Lossless.

www.qobuz.com/aide/guide-qobuz#surround (dérouler la page)