Qu’est ce que le 32 bits virgule flottante ?

La technologie de l’enregistrement numérique a beaucoup évolué et, à l’avant-garde de la technologie de l’enregistrement, on trouve aujourd’hui les enregistreurs travaillant en 32 bits virgule flottante. Au niveau de la production, le passage d’une résolution numérique de 16 bits à 24 bits se traduit par une grande différence en termes de fidélité et de qualité audio globale. Mais pourquoi enregistrer en 32 bits virgule flottante ? Qu’est-ce que c’est, en fait, et la différence est-elle vraiment importante par rapport à un enregistrement en 24 bits ? Cet article explique le principe de l’enregistrement en 32 bits, comment il fonctionne en pratique et en quoi il améliorera vos productions audio.

La résolution numérique et son importance

En enregistrement audio, la façon la plus simple de définir le terme de « résolution numérique » est de l’associer à la dynamique du signal qu’on peut enregistrer sans distorsion. Autrement dit, cette valeur de résolution détermine le niveau d’un son que vous pouvez enregistrer sans écrêtage numérique. Elle détermine également le niveau au-dessus duquel votre enregistrement se trouve par rapport au bruit de fond, phénomène toujours présent. Autrement dit, enregistrer à des résolutions numériques élevées permet non seulement d’enregistrer des sons plus forts sans risque de distorsion, mais aussi de faire reculer le bruit de fond audible dans vos enregistrements. Comparons les valeurs de dynamique associées aux résolutions numériques les plus fréquentes :

• 16 bits : environ 96 dB de dynamique
• 24 bits : environ 144 dB de dynamique
• 32 bits : environ 1680 dB de dynamique

Il existe de nombreux cas de figure où, en enregistrement, on se retrouve confronté à des niveaux supérieurs à 96 dB (par exemple, la prise de son d’une caisse claire en proximité). Mais la dynamique de 144 dB autorisée par une résolution de 24 bits peut sembler largement suffisante, quel que soit le son. Alors pourquoi une résolution de 32 bits virgule flottante ? Qu’est-ce qui peut être fort au point de nécessiter une telle dynamique ? Le véritable avantage de travailler en 32 bits virgule flottante réside au niveau du bruit de fond plus bas, qui peut constituer un grand avantage dans vos enregistrements en tant qu’ingénieur du son, vidéaste ou autre application audio professionnelle.

La dynamique de la voix humaine

Pour mieux comprendre l’avantage d’enregistrer en 32 bits virgule flottante, prenons l’exemple d’une des sources sonores possédant une gamme dynamique parmi les plus étendues : la voix humaine. Un chuchotement atteint à peine 20-30 dB SPL à 1 mètre ; un cri peut dépasser 120 dB SPL à certaines fréquences. La dynamique correspondante est donc importante, ce qui fait de l’enregistrement des voix un des aspects les plus exigeants en production musicale. Et même lors de l’enregistrement de voix parlée pour des vidéos, la dynamique naturelle est étendue. On peut se dire que cette limite de 120 dB SPL « tient » dans les 144 dB de gamme dynamique d’un enregistreur 24 bits, mais ce n’est pas le seul aspect à prendre en compte.

En fait, qu’on travaille en 16 ou en 24 bits, il faut optimiser le niveau d’entrée sur l’enregistreur pour obtenir une fidélité maximale. Si vous réglez ce niveau d’entrée trop bas, vous éviterez la distorsion sur les cris, mais les chuchotements émergeront à peine du bruit de fond. Et si, à l’inverse, vous réglez le niveau d’entrée trop haut, les chuchotements seront clairement intelligibles et bien au-dessus du bruit de fond, mais vous risquez en permanence la distorsion si la voix devient plus forte.

Mais supposons que vous avez enregistré sans problème un acteur impliqué dans son jeu, sans écrêtage numérique, et que vous passez en postproduction. Dans votre logiciel de station de travail audio (DAW) ou de montage vidéo non linéaire (NLE), vous serez probablement amené à effectuer quelques ajustements de gain sur certaines parties de dialogue de faible niveau. Même sur un fichier audio de résolution 24 bits, augmenter le niveau d’une section calme peut faire ressortir un bruit de fond indésirable, car le signal a été enregistré à un niveau trop faible, et a du mal à émerger du bruit de fond. Vous pouvez également remarquer que la qualité audio globale de la section de faible niveau est inférieure, sous l’aspect de la fidélité, qu’un signal audio enregistré à un niveau approprié, même en alignant les volumes sonores. Si vous aviez enregistré à un niveau d’entrée plus élevé, vous auriez risqué l’apparition de distorsion sur les passages de fort volume sonore, mais maintenant, il est impossible de monter le niveau des passages faibles sans faire ressortir le bruit de fond. C’est là que la résolution de 32 bits virgule flottante est intéressante.

Pourquoi travailler en 32 bits virgule flottante ?

Avec un enregistreur travaillant en 32 bits virgule flottante, par exemple un Tascam Portacapture X6 ou Portacapture X8, vous pouvez lancer l’enregistrement sans vous préoccuper d’un éventuel écrêtage numérique. En fait, il n’est même plus nécessaire de régler le niveau d’entrée sur un enregistreur en 32 bits virgule flottante. La dynamique disponible est tellement élevée que votre signal audio est toujours capturé bien au-delà du bruit de fond, et elle rend complètement impossible l’apparition de distorsion suite à des niveaux trop élevés.

Les professionnels de l’audio sont habitués à optimiser les niveaux d’entrée à chaque maillon de la chaîne du signal : ne plus devoir régler avec soin les niveaux d’entrée en enregistrement 32 bits virgule flottante peut sembler trop beau pour être vrai. C’est pourtant la réalité : en enregistrant en 32 bits virgule flottante, vous pouvez allumer votre enregistreur, appuyer sur « Record » et être sûr à 100 % de capter un son haute fidélité et à faible bruit, sans jamais régler votre niveau d’entrée.

Une fois que vous avez enregistré votre signal audio au format 32 bits virgule flottante, toutes les sections calmes de votre enregistrement peuvent voir leur volume augmenté dans votre station de travail audio ou de montage vidéo non linéaire, sans faire ressortir de bruit de fond. De même, les sections de volume sonore élevé, qui auraient fait écrêter un enregistreur 24 bits ou 16 bits peuvent voir leur niveau atténué, sans distorsion numérique ni écrêtage. Grâce à l’enregistrement en 32 bits virgule flottante, vous enregistrez sans jamais vous soucier des niveaux de signal, et vous n’avez plus besoin de jeter des fichiers à cause de bruit de fond ou d’écrêtage.

Comment fonctionne l’enregistrement en 32 bits virgule flottante ?

La raison pour laquelle les enregistreurs en 32 bits virgule flottante, comme les Tascam Portacapture, sont capables de capturer une gamme dynamique aussi large est liée à l’étage de conversion analogique-numérique (A/N, ADC en anglais). Sur les enregistreurs 16 bits et 24 bits, un seul convertisseur A/N gère l’ensemble de la plage dynamique – vous devez donc régler votre niveau d’entrée de façon à ce que le signal audio « tienne » dans cette plage. Un signal audio trop fort verra sa forme d’onde écrêtée au cours de l’enregistrement, ce qui provoquera une distorsion numérique et une dureté sonore telle qu’elle vous obligera probablement à jeter l’enregistrement. Les signaux audio trop faibles ne peuvent pas voir leur volume augmenté sans faire ressortir un bruit de fond excessif, et de toute façon, leur fidélité audio n’est pas optimale.

Dans un enregistreur travaillant en 32 bits virgule flottante, deux convertisseurs A/N travaillent en tandem pour créer un même fichier audio. Un convertisseur à « faible gain » est optimisé pour convertir l’audio de haut niveau, et l’autre convertisseur, à « gain élevé », est optimisé pour l’audio de bas niveau Si le convertisseur à gain élevé écrête sur des sons de trop fort volume, ce n’est pas le cas du convertisseur à faible gain. Et si le volume sonore est trop faible pour que le convertisseur à faible gain le gère sans bruit de fond, le convertisseur à gain élevé dispose, lui, d’une grande réserve dynamique au-dessus de ce bruit de fond. Autrement dit, le convertisseur à gain élevé s’occupe des sections faibles, le convertisseur à gain faible, des sections fortes.

Ainsi, le fichier audio en 32 bits virgule flottante ainsi obtenu ne contiendra pas d’écrêtage numérique sur les sons forts, et les sections faibles seront bien au-dessus du bruit de fond. Dans votre logiciel de station de travail audio ou de montage non linéaire, les sections fortes du fichier audio en 32 bits virgule flottante peuvent apparaître visuellement écrêtées, mais il suffit de baisser le gain pour l’insérer dans votre production, et vous entendrez qu’il n’y a en fait aucune distorsion ; la forme d’onde audio est tout à fait propre, pas rabotée au sommet. De même , vous pouvez isoler les sections de faible niveau et monter leur gain afin d’accroître leur volume, sans pour autant faire ressortir de bruit de fond excessif ; vous vous apercevrez que le son est naturel et clair, comme si vous les aviez enregistrées au niveau sonore « idéal » Si vous avez déjà passé de longues heures à affiner vos niveaux d’enregistrement, à essayer de récupérer des fichiers audio écrêtés ou de supprimer du bruit de fond de fichiers de niveau trop bas, travailler en 32 bits virgule flottante peut s’apparenter à de la magie.

Enregistrer en 32 bits virgule flottante peut sauver vos productions

En tant que vidéaste ou ingénieur du son, vous savez à quel point il est important de capter un signal audio propre dès le départ. Si vous tourner lors d’un événement de grande envergure, par exemple un mariage ou une remise de diplômes, il est tout simplement impossible de demander une deuxième prise si le son n’était pas bon. Et même dans un environnement contrôlé tel qu’un studio d’enregistrement, il est inconcevable de perdre une prise parfaite à cause d’un écrêtage ou d’un bruit de fond excessif. Enregistrer en 32 bits virgule élimine supprime ces obstacles et vous permet de vous concentrer sur d’autres aspects de votre production, avec l’assurance que vous captez toujours un signal audio de qualité. Avec un enregistreur en 32 bits virgule flottante tel que le Tascam Portacapture X6 ou X8, vous pouvez lancer l’enregistrement directement, capter un meilleur signal audio, et créer des productions bénéficiant d’un son d’excellente qualité, sans devoir pratiquer de la chirurgie sonore par la suite dans votre logiciel de station de travail audio ou de montage non linéaire.