Sources numériques: le mystère des bits, variabilité

La retranscription musicale et sonore, technique, acoustique, prise de son, installations, évènements, ...
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Xavier - E&M
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Message non lu 04 sept. 2014, 23:08

Bonjour

J'aborde "juste" un problème, un aspect technique auquel nous sommes constamment confrontés lorsque nous tentons de sélectionner ou d'optimiser nos sources numériques, un questionnement qui n'a pas forcément de réponses.
Juste histoire de vous faire partager ma perplexité.

Voyons:
(first, ne pas me planter dans la formulation du problème):

Nous donnons à jouer, à retranscrire acoustiquement, des musiques qui sont stockées sur des supports numériques, et transitent par des voies électroniques dites numériques.
Numérique étant pris selon le terme de fichiers ou d'informations codées en binaire, suites complexes de 0 et de 1, par différenciation d'analogique, qui lui transmet des ondes électriques modulées;
On a donc nos suites de 0 et de 1, constituant des fichiers, stockés dans des mémoires, sur des supports de toutes natures.
Pour "jouer" ces fichiers, il faut leur faire subir plusieurs opérations: lecture (ou extraction), transport, codage d'horloge qui va cadencer ces suites de codes, retransport, jusqu'à un module convertisseur chargé de transformer ce numérique (suite de 0 et 1) en onde électrique, elle même ensuite amplifiée, puis transformée en pression de l'air, en onde acoustique par les enceintes: ces bêtasses d'enceintes ne savent pas exploiter directement de signaux binaires, pas plus que nos oreilles, ceci expliquant cela: les enceintes font des ondes de pressions acoustiques, que nos oreilles reconnaissent comme des sons à sens. les Enceintes (les haut-parleurs d'icelles) ne fonctionnent qu'en analogique, produisant des ondes sonores que nos oreilles reconstruisent comme des sons intelligibles, avec même des notions spatiales artificiellement reconstruites (par les systèmes à plusieurs sources sonores): magique ! (en fait non: juste très technique, mais la magie bien faite n'est toujours qu'une affaire de technique).

Le problème: ces suites de 0 et de 1 sont supposées "indéformables", inaltérables. On les contrôle d'ailleurs régulièrement (nos machines font ça).
La préservation garantie de ces suites est appelée bitperfect.
Mais il se trouve qu'on a plein de signes de transformation de ces informations binaires, à plusieurs stades, de plusieurs types.
Le plus flagrant, c'est quand ces informations sont constituées en fichiers musicaux, lorsque le clockage est à l'oeuvre (en sortie de source numérique, couramment en cable USB, en SPdif RCA ou optique, en AES-EBU. Déjà, rien que ces protocoles présentent des différences entre eux, mais les types de cables présentent eux aussi des résultats de rendus variables.
Mais il y a plus étonnant encore: avant ce clockage, même dans des systèmes bitperfect garantis (vérifiables et vérifiés), on a des différences de rendu, jusqu'à des possibilités de réglage de son final en "jouant" sur des réglages électroniques qui ne "cassent" pas le caractère bitperfect des fichiers numériques.
Par exemple dans les softs de lecture (type Audirvana, Amara, Bitperfect, jRiver, ...), on vient d'en faire l'expérience avec les réglages du système de lecture réseau Daphile.
De même, l'environnement de lecture du fichier numérique avant clockage semble sensible à la présence "polluante" de certaines alimentations, présence de circuits voisins non dédiés au circuit audio, .... Tout en restant en bitperfect garanti, tout un tas de choses semblent malmener le fichier numérique, lui faire perdre de sa superbe, de son état originel.

Il y a là un paradoxe étonnant. Et une source de perplexité, de doutes même pour beaucoup de personnes.
A l'écoute, ces changements sont importants.
A la mesure, pas forcément mesurables (du moins, on ne sait pas forcément quelles mesures appliquer).
On a bien sûr ceux qui choisissent de considérer le caractère inaltérable des fichiers, sur toute la ligne numérique, parce que rien d'autre ne trouve explication. Et de nier toute réalité de ces modifications.
Nous préférons ne pas conditionner nos résultats d'expériences à des non savoirs: ne pas connaitre les mécanismes d'un phénomène n'autorise pas à le considérer scientifiquement comme non réel: cette erreur ("on n'a pas de modèle théorique, donc ça n'existe pas") a malheureusement pas mal cours dans certains lieux d'échange Hi-Fi, et dans beaucoup d'autres domaines techniques et scientifiques. C'est précisément une attitude qui tourne le dos aux principes scientifiques, mais je ne m'étendrais pas sur ce point, c'est un autre débat (quoi que non, le débat est scientifiquement réglé).

Voilà donc le problème: quelle notion se joue, au delà de cette matière composée de suite de 0 et de 1 pas encore soumis à clockage, pour que la suite préservée intégralement (bitperfect) soit malgré tout sensible à des environnements, des perturbations ?

Ne soyez pas inquiets, je ne sais pas encore quand je relève les copies.
Thierry.G
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Message non lu 04 sept. 2014, 23:18

Le taux de chablis ! Amha, t'en a abusé !
Tu ne veux pas plutôt mettre en ligne l'épisode 2 de la visite JMR là au lieux de me fracasser le cerveau ?
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Xavier - E&M
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Message non lu 04 sept. 2014, 23:19

C'était juste l'heure de ma récré.
Thierry.G
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Message non lu 04 sept. 2014, 23:25

récréatif ça ?! On n'est pas sur hcfr alors évite les sujets qui nous rappellent qu'on a pas tous bac +12 ;)
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MICHEL
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Message non lu 05 sept. 2014, 10:38

C'est l'histoire de la courbe de gauss mise au carré... l'échantillon est reconnu signifiant jusqu'à un delta de combien ???
Hifi: Drive CEC sur plots CRIOS/ EmmLabs NS1 sur plots NSE > Toslink Lifatec, DAC MA1 sur plots CRIOS, Ampli Godlmund 390, enceintes Apertura Variation SE, caisson Velodyne DD18, Meuble CENTAURE, tous câbles Stendahl Cables.
HC: Oppo 93 plots CRIOS, ampli HC Marantz SR5007, voie centrale et Ar milieu: Apertura, voies AR JMR. voies LFE: 2 caissons Cabasse Thor.
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 10:46

C'est une piste. Qui bouleverse la conception théorique traditionnelle: les 0 et les 1 étant habituellement compris comme des oui/non, ou ouvert/fermé indéformables, alors qu'ils le sont peut-être (déformables), sous la forme que tu images.
Olivier Revelin
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Message non lu 05 sept. 2014, 11:28

Xavier - E&M a écrit :C'est une piste. Qui bouleverse la conception théorique traditionnelle: les 0 et les 1 étant habituellement compris comme des oui/non, ou ouvert/fermé indéformables, alors qu'ils le sont peut-être (déformables), sous la forme que tu images.

On ne boulverse aucune conception théorique :)
On s'abstient de plonger dedans ! ce qui est bien plus protecteur de notre santé mentale.

Tu as bien raison ci-dessus de dire qu'on se contente d'observer des impacts sur le rendus sonore de modification "qui ne devraient rien changer théoriquement" et du coup votre recherche est purement empirique. Un 0 et un 1 restent un 0 et un 1, mais l'influence de plusieurs facteurs (génération d'horloge, paramètres du noyaux de la machine qui lit) sont décelables par vos oreilles aguerries.

(et non, la musique numérique n'est pas qu'une succession de 0 et de 1, l'horloge est un facteur déterminant de l'ensemble. A mon humble avis, le gros de la réponse est là. Dans l'horloge et la façon de la gérer.
a.k.a. Aquarius
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 11:59

Oui, mais: comme je l'explique, il y a des modifications de rendu selon les configurations ou réglages avant ou hors intervention de l'horloge. C'est là que je trouve qu'il y a un paradoxe apparent entre la présentation proposée (des 0 et des 1) et leur altérabilité constatée, même en phase bitperfect.
En fait, il n'y a pas physiquement, matériellement des 0 et des 1, mais des impulsions électriques. Qui elles, peuvent prendre des formes indiquées par Michel.
Le 0 ou le 1 ne sont en réalité pas les formes structurelles véhiculées. On voit bien en analogique les modifications et altérations des signaux carrés. Hypothèse de phénomènes similaires en numérique, mais à échelle plus réduite ?

Image

exemple de déformations sur signal carré en analogique. Le travail du MDAT de Meitner sur la partie numérique a bien un effet sur le signal analogique, et sur le rendu sonore perçu.
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Pascal Pebret
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Message non lu 05 sept. 2014, 12:06

Olivier Revelin a écrit :mais l'influence de plusieurs facteurs (génération d'horloge, paramètres du noyaux de la machine qui lit) sont décelables par vos oreilles aguerries

Et ben, je peux te dire qu'il n'y a pas besoin d'oreilles aguerris pour faire la différence !!
La moindre modification d'un seul paramètre de gestion de la mémoire centrale te fait passer d'une écoute type "Vinyle" à une autre de type "Numérique".
Pourquoi donc ??!!...
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MICHEL
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Message non lu 05 sept. 2014, 12:12

Le jitter ou décalage temporel est comme le ghost en télévision analogique ( décalage de l'image par un écho ) ou un bouger par glissement latéral sur une photo; jusqu'à combien de % de bouger latéral, un logiciel de reconnaissance ne sera pas trompé sur l'image source ? Il en est de même pour les soucis de transferts de bits dans les câbles mais surtout au niveau des récepteurs des dits câbles, par exemple. C'est bien multi factoriel...
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Message non lu 05 sept. 2014, 12:20

oué d'abord et puis même, de toute façon c'est ça ! ... :mrgreen:
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 12:21

Ca rejoint aussi la nécessité de qualité de gravure et de pressage des CD: Un Master Glass (= première gravure) a des encoches physiques plus précises que les moulages de moulages de Xième génération qui servent à produire les CD du commerce. Les arrondis physiques des cuvettes qui signifient des 0 ou des 1, par rapport à la précision de la cuvette gravée d'origine,peuvent être assimilées à une sorte de jitter physique, qui perturbe le signal (perte de qualité du rendu final).
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 12:22

MICHEL a écrit :Le jitter ou décalage temporel est comme le ghost en télévision analogique ( décalage de l'image par un écho ) ou un bouger par glissement latéral sur une photo; jusqu'à combien de % de bouger latéral, un logiciel de reconnaissance ne sera pas trompé sur l'image source ? Il en est de même pour les soucis de transferts de bits dans les câbles mais surtout au niveau des récepteurs des dits câbles, par exemple. C'est bien multi factoriel...


Et voilà ... Ca va encore être de la faute des facteurs !
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 12:31

Olivier Revelin a écrit :... Tu as bien raison ci-dessus de dire qu'on se contente d'observer des impacts sur le rendus sonore de modification "qui ne devraient rien changer théoriquement" et du coup votre recherche est purement empirique. Un 0 et un 1 restent un 0 et un 1, mais l'influence de plusieurs facteurs (génération d'horloge, paramètres du noyaux de la machine qui lit) sont décelables par vos oreilles aguerries.

(et non, la musique numérique n'est pas qu'une succession de 0 et de 1, l'horloge est un facteur déterminant de l'ensemble. A mon humble avis, le gros de la réponse est là. Dans l'horloge et la façon de la gérer.


On décèle des modifications dans des phases de signal électrique qu'on nous présente comme inaltérables (extraction et transfert de data), avant les horloges, dans un monde "bitperfect". Il y a bien un problème, une contradiction apparente. L'aspect présenté comme inaltérable des 0 et des 1 en mode bitperfect ne suffit pas: cette présentation est simpliste, et/ou incomplète, car elle ne permet pas d'inclure les modifications pourtant réelles qui s'opèrent dans cette zone de travail. Il manque des éléments descriptifs pour dire (et visualiser, voire mesurer) la réalité de l'état du fichier numérique, et de ses constituants particulaires (apparemment plus complexes que de simples 0 et 1, qui ne sont qu'une simplification de quelque chose du réel). En numérique, on utilise un message 0 et 1, mais sa réalité n'est pas un 0 ou un 1: elle est une impulsion électrique, très possiblement plus complexe, et apparemment altérable ou modifiable, tout en restant en mode bitperfect (le message de 0 et de 1 n'est pas altéré, mais son "véhicule" est transformé, à un point tel qu'on en perçoit ces modifications dans le résultat audible).
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David
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Message non lu 05 sept. 2014, 12:45

Je suis complètement d'accord ! mais je sais pas avec qui !
Olivier Revelin
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Message non lu 05 sept. 2014, 13:00

Oui donc c'est pas bitperfect. Point.
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 13:01

David a écrit :Je suis complètement d'accord ! mais je sais pas avec qui !

Tu as tout compris. :)
C'est exactement le même principe qu'avec la physique quantique: celui qui affirme qu'il comprend, c'est qu'il n'a pas compris (dixerunt les meilleurs spécialistes de la discipline)
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 13:06

Olivier Revelin a écrit :Oui donc c'est pas bitperfect. Point.


Ben justement si (donc pas de "point." péremptoire): car si tu analyses les fichiers, les 0 et les 1 sont toujours à la même place (donc bitperfect). Bien que l'on puisse, dans ce cadre, faire varier le rendu.

L'affirmation "c'est du 0 et du 1, donc c'est inaltérable si la séquence 0 et 1 est intégralement préservée" est fausse.
C'est dans ce cadre bitperfect que les fabricants et développeurs modifient et améliorent le rendu sonore. Que ce soit Audirvana, TotalDac, Meitner, Daphile, ... et même ce sur quoi on a la main en optimisant nos sources numériques (environnement non pollué, -alims, réglages de mémoire tampon, ...), les choix d'appareils drive (transports, lecteurs CD avec sortie numérique) qui n'ont pas le même rendu, .... Toutes ces modifs sont faites dans un espace bitperfect, et modifient malgré tout le rendu final. La présentation de l'inaltérabilité des fichiers de 0 et de 1 n'est pas exacte, elle c'est qu'une simplification d'un process plus complexe, sur lequel les techniciens agissent.
C'est ça qu'une partie des théoriciens et praticiens de l'informatique ont du mal à intégrer, et qui leur fait par exemple affirmer (à tort vu les résultats d'expérimentation) que les cables numériques normalement fichus ne peuvent pas avoir d'effet sur le signal et sur le rendu résultant.

Comme dit, je fais l'hypothèse (et Michel avec moi apparemment), que l'expression élémentaire des 0 et des 1 est plus complexe qu'un chiffre, c'est en fait un signal qui peut prendre de multiples formes, tout en restant extérieurement l'expression d'un 0 ou d'un 1.

Pour imager, un peu comme on peut considérer un ensemble d'hommes et de femmes, qui resteront toujours individuellement un homme ou une femme, ordonnancés de la même manière, mais peuvent prendre des aspects différents, et avoir des actions différenciées entre différents hommes, et différenciées entre différentes femmes, sans perdre leur nature générale d'homme ou de femme.
Olivier Revelin
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Message non lu 05 sept. 2014, 13:14

Xavier - E&M a écrit :
Olivier Revelin a écrit :Oui donc c'est pas bitperfect. Point.

Ben justement si: car si tu analyses les fichiers, les 0 et les 1 sont toujours à la même place (donc bitperfect). Bien que l'on puisse, dans ce cadre, faire varier le rendu.

L'affirmation "c'est du 0 et du 1, donc c'est inaltérable si la séquence 0 et 1 est intégralement préservée" est fausse.
C'est ça que les théoriciens de l'informatique ont du mal à intégrer, et qui leur fait affirmer (à tort vu les résultats d'expérimentation) que les cables numériques normalement fichus ne peuvent pas avoir d'effet sur le signal et sur le rendu résultat.

"bitperfect" c'est pas juste le fichier. C'est la chaîne de transformation. Par définition, il n'y a qu'un seul résultat "bitperfect" possible en partant d'un fichier donné. La chaîne n'est pas donc pas bitperfect. N'en déplaise aux doigts-carrés.
a.k.a. Aquarius
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Xavier - E&M
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Message non lu 05 sept. 2014, 13:20

Il n'y a qu'un seul résultat bitperfect de 0 et de 1. Mais il y a une infinité de résultats "bitperfect identiques" avec des comportements sonores différents, selon les réglages, choix et circonstances des techniques et matériaux mis en oeuvre.
Ce qui sort d'un Daphile/NUC est bitperfect (si j'ai bien tout compris): idem en sortie d'Audirvana; on pourrait reprendre le signal au cable USB de sortie et regraver un CD conforme au fichier originel. Pourtant, les réglages du Daphile ou d'Audirvana (selon les versions) peuvent faire dire des rendus sonores variés, en restant dans ce cadre bitperfect.
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