La modélisation acoustique pourrait nous donner le son d’un équipement haut de gamme sans le coût élevé

Je suis un musicien. Ou du moins je l’étais. Je n’ai pas beaucoup joué au cours des 20 dernières années, mais j’ai toujours ma fidèle guitare acoustique à six cordes Martin D-18, que j’ai achetée neuve au Ann Arbor Folklore Center en 1971 pour 371 $ (un prix que je peux confirmer car je ayez toujours le reçu d’origine !). Dans les années qui ont suivi, j’ai acquis quelques autres guitares, dont une Fender Stratocaster fabriquée aux États-Unis. Lorsque j’ai acheté ma Strat, j’avais aussi besoin d’un amplificateur. J’en voulais un qui me permettrait d’explorer de nombreux sons différents, qui serait suffisamment compact pour être rangé dans un coin de mon studio et qui ne coûterait pas cher.

En tant qu’ingénieur du son et producteur de disques, je sais avec quel soin les guitaristes professionnels choisissent l’équipement qu’ils utilisent pour produire leurs sons individuels. Albert Lee ne jouera sa guitare électrique signature Music Man qu’avec une ligne à retard numérique Lexicon PCM 42 – les autres lignes à retard ne suffiront pas. Il possède plusieurs de ces appareils vintage. Et le guitariste de studio et de Supertramp, Carl Verheyen, ne plaisantait pas lorsqu’il m’a dit lors de l’interview pour son DVD Collector’s Edition que son son dépendait de l’utilisation de la réverbération et du délai: "Je ne peux tout simplement pas jouer sans eux." Des instruments aux câbles et des processeurs aux amplificateurs, les musiciens de ce calibre se définissent par leur son. Et ils n’épargnent aucune dépense pour y parvenir. Cela vous semble familier, non ?

Il y a des années, j’ai vu le virtuose de la guitare Eric Johnson tester un ampli Fender Twin Reverb original du milieu des années 1960 lors d’un salon de la guitare à Dallas. Eric a joué sur mon album malheureux de Jennifer Warnes il y a de nombreuses années et est l’un des musiciens les plus soucieux du détail que j’ai jamais eu le plaisir d’enregistrer. Ces musiciens ont les oreilles et les ressources nécessaires pour rechercher et acheter tout équipement qui leur tient à cœur. Carl a un Marshall Stack pour son énorme son rock et d’autres guitares et amplificateurs quand il veut un son plus jazzé. Il possède probablement quelques dizaines de guitares et autant d’amplis.

Mais qu’est-ce que nous autres sommes censés faire? Je ne veux pas ou n’ai pas besoin d’un amplificateur différent pour chaque style de musique que j’aime jouer. Je veux un seul amplificateur capable de reproduire le son de la pile Marshall de Carl ou du Fender Twin vintage d’Eric dans une seule unité. Que faire?

Modélisation acoustique

La réponse est la modélisation acoustique. Il s’avère qu’à l’ère numérique, des ingénieurs électriciens intelligents et des programmeurs innovants ont créé des systèmes capables de reproduire le son de n’importe quel équipement analogique, y compris les amplificateurs de guitare, les processeurs de signal vintage, les magnétophones à bobine et les appareils haut de gamme. Matériel HiFi. En utilisant des processeurs de signaux numériques extrêmement puissants et peu coûteux, il est possible de concevoir du matériel et des logiciels capables de mesurer et de reproduire l’énergie acoustique qui atteint nos oreilles à partir de n’importe quel composant, câble ou haut-parleur analogique.

Cette idée simple est souvent négligée alors que nous nous efforçons de trouver un son de mieux en mieux – le soi-disant son absolu. Nous avons tendance à nous concentrer sur l’équipement, les câbles, les formats, les fréquences d’échantillonnage, la longueur des mots et d’autres facteurs. En fin de compte, seules comptent les ondes acoustiques qui atteignent nos tympans. La fidélité que nous éprouvons est entièrement contenue dans les zones de compactage et de raréfaction des molécules d’air atteignant nos oreilles. Tout!

J’ai pensé à la magie de la modélisation acoustique et à son application potentielle à l’audio haut de gamme après avoir lu une autre critique ridicule d’une ligne "économique" d’interconnexions RCA, de câbles d’enceintes et de cordons d’alimentation sur un autre site Web audiophile à partir d’un câble bien connu fabricant. Le budget dans ce cas signifie environ 600 $ pour un câble RCA d’un mètre! Chaque fois que vous lisez des critiques avec des descriptions élogieuses telles que "un son cohérent et précis", "présence sur scène et précision microdynamique" ou "rend les systèmes cohérents et divertissants", trouvez une autre source d’informations sur les systèmes audio haut de gamme. Je reconnais que les goûts personnels et les choix esthétiques sont des facteurs majeurs dans notre passe-temps, mais ils doivent passer au second plan par rapport à la science, l’ingénierie et la technologie – ou du moins ils le devraient. Quelle spécification technique sommes-nous censés utiliser pour mesurer la "précision microdynamique" ? Allez. Nous méritons mieux.

Un puissant amplificateur de guitare Morphing

Pour en revenir à ma recherche d’un amplificateur de guitare adapté, j’ai été présenté à la société d’instruments de musique Line 6 lors d’une visite dans mon magasin de musique local. Le propriétaire du magasin m’a orienté vers Line 6, une entreprise très innovante fondée en 1996 par Marcus Ryle, un ancien étudiant de CSU Dominguez Hills (l’université où j’enseigne actuellement l’ingénierie audio). La société opère à Calabasas, en Californie, et a connu un tel succès que Yamaha l’a achetée.

Marcus a eu la brillante idée d’analyser soigneusement les amplificateurs de guitare "emblématiques", puis de concevoir des algorithmes numériques capables de reproduire le chemin du signal analogique, les circuits et le son de l’amplificateur en question. En fait, j’ai eu la chance de visiter leurs installations et Marcus m’a fait visiter il y a de nombreuses années. Il m’a emmené dans le studio "amplificateur" où ils avaient toutes les marques et tous les modèles des meilleurs amplificateurs de guitare jamais produits – des designs vintage et modernes. L’équipe d’ingénieurs de Line 6 a disséqué chaque circuit et recréé le chemin du signal analogique à l’aide de processeurs numériques et de logiciels. Et ça a marché! Mon petit amplificateur Spider a un bouton rotatif qui peut changer le son d’une pile Marshall à un Fender Twin avec la torsion d’un bouton. D’autres boutons et commutateurs permettent à l’utilisateur d’affiner ou d’ajuster les paramètres individuels d’un son de base.

Mon fils guitariste invétéré n’était pas convaincu qu’autre chose qu’un ampli analogique pouvait produire son son, alors il a acheté un amplificateur et une enceinte Mesa Boogie très chers et volumineux. Il n’a pas fallu trop de temps avant qu’il ne se rende compte que tirer ce mastodonte dans les escaliers et le faire entrer et sortir de sa voiture n’allait pas le couper. Il a finalement opté pour un amplificateur Line 6 et n’a jamais regardé en arrière.

Et ce ne sont pas seulement les amplificateurs de guitare analogiques qui ont été remplacés par la modélisation numérique. La plupart des enregistrements commerciaux sont enregistrés et mixés à l’aide de stations de travail audio numériques (DAW) telles que Pro Tools, Logic ou Nuendo. Et pratiquement tout le traitement – égalisation, réverbération, traitement dynamique comme la compression et la limitation, etc. – qui était effectué avec un équipement externe analogique a été remplacé par des plug-ins numériques qui modélisent leurs prédécesseurs analogiques. Par exemple, le compresseur/limiteur UREI 1176 légendaire et "incontournable" existe maintenant dans le code avec à peu près tous les autres équipements de traitement de signal vintage. J’ai vendu mon 1176 il y a quelques années. Il existe également des plug-ins numériques qui font des choses qui ne peuvent se produire que dans le domaine numérique.

Les instruments virtuels ont reçu le même traitement. Les DAW et autres générateurs de musique numérique peuvent recréer très précisément le son de n’importe quel ensemble de batterie acoustique, clavier ou autre instrument de musique. Ce ne sont pas vraiment des exemples de modélisation acoustique, mais plutôt l’utilisation d’instruments virtuels – ce que nous appelions autrefois des échantillonneurs – domine une grande partie de la musique commerciale publiée ces jours-ci. Les microphones à lampes classiques ont subi le même traitement de modélisation.

Mesure et modélisation

Des techniques existent pour mesurer soigneusement l’énergie acoustique qui pénètre dans nos oreilles à l’aide de microphones très petits et très précis placés juste à l’intérieur de l’oreille externe. Comme je l’ai mentionné dans mon article sur la 3D, l’audio immersif, AIX Studios a été utilisé à de nombreuses reprises comme salle d’écoute idéale et est devenu l’un des favoris des propriétaires du «room realiser» Smyth Research A8 pour les mesures. Cet appareil recrée les propriétés acoustiques d’un environnement d’écoute et d’un ensemble spécifique d’enceintes via un boîtier de traitement et un ensemble d’écouteurs électrostatiques Stax (ou tout autre casque de bonne qualité). Les propriétaires de la boîte Smyth réserveraient quelques heures dans ma salle de mixage et de mastering pour que leurs fonctions de transfert liées à la tête (HRTF) personnelles soient mesurées et chargées dans leurs appareils Smyth. Lorsqu’il est combiné avec le suivi de tête actif, il n’y a pratiquement aucun moyen de faire la différence entre le son produit par les haut-parleurs dans l’espace d’écoute réel et la version créée numériquement produite par le Smyth Research A8 et diffusée via des écouteurs. Autrement dit,

De nombreuses grandes installations de post-production font mesurer leurs agents de contrôle de la qualité dans leurs grandes scènes de doublage, puis s’assoient dans de petites pièces de la taille d’un placard pour écouter des doublages en langues étrangères via des boîtes Smyth. Le son de la grande salle multicanal est recréé au casque. Pourquoi perdre du temps dans la grande pièce quand on peut la modéliser via un casque ?

Choix de menus déroulants pour les câbles, l’équipement vintage et d’autres réglages

Voici mon idée à un million de dollars : encourageons l’utilisation de la modélisation acoustique pour apporter les qualités sonores de systèmes audio de référence monumentalement haut de gamme et à large bande passante à ceux d’entre nous qui ont des budgets limités grâce à la magie de la modélisation acoustique. Si le son à nos oreilles peut être méticuleusement capturé et analysé, les paramètres précis de tout facteur sonore peuvent être identifiés et tabulés. L’amplitude de tous les composants musicaux, la distribution et la plage de fréquences, les relations de phase, l’annulation, la distorsion et d’autres éléments peuvent être déterminés et recréés avec précision à l’aide de techniques de modélisation acoustique. Étant donné que tant de musique est distribuée via des réseaux numériques et reproduite à l’aide de lecteurs logiciels, il ne devrait pas être difficile d’ajouter du code supplémentaire pour reproduire le son que nous voulons. Commençons par quelque chose de simple comme le "son"

Nous savons tous que la question des câbles contribuant activement au son de votre système est un sujet très débattu. Juste au cours des deux derniers jours, un commentateur m’a traité de troll pour ne pas croire en la "précision microdynamique" comme attribut des câbles. Et une critique sur un site audiophile australien a passé les premiers paragraphes à rejeter quiconque croit en la science et l’ingénierie avant de vanter les vertus des câbles coûteux. Beaucoup d’audiophiles tendent vers le côté subjectif de cet argument au lieu d’accepter la science. Mais la modélisation acoustique pourrait être la solution à ce problème épineux.

Je connais Jonathan Reichbach, directeur et propriétaire de Sonic Studio et programmeur du lecteur logiciel primé Amarra. Et si je pouvais le convaincre, ainsi que d’autres créateurs, d’ajouter un menu déroulant ou une série de cases à cocher à leurs lecteurs ? La sélection d’un réglage particulier ajouterait quelques lignes de code DSP au chemin du signal et modéliserait les caractéristiques "sonores" exactes des interconnexions RCA coûteuses, des câbles d’enceintes, des cordons d’alimentation, etc. Je peux imaginer des boutons et un curseur de contrôle associé qui permettraient aux utilisateurs individuels d’ajouter ou de réduire la quantité de "précision microdynamique", de "présence sur scène", de "cohérence" ou de "détails de bas niveau" au son de leurs systèmes. Imaginez les économies! Au lieu d’avoir à auditionner des interconnexions, des câbles d’enceintes et des cordons d’alimentation coûteux, toutes les possibilités seraient disponibles sous forme de plug-ins dans les lecteurs de musique numériques. S’il existe en fait des différences mesurables dans les formes d’onde acoustiques qui atteignent vos oreilles lorsqu’un câble USB ou HDMI à 1 000 $ est remplacé par un câble standard, nous mesurons simplement ces différences et les programmons dans le plug-in. Je n’imagine pas que les fabricants de câbles haut de gamme approuveront cet effort, mais la marche de la technologie est imparable.

L’une de mes cases à cocher d’attribut de câble préférées permettrait de changer la direction du câble pour ceux qui pensent que les électrons circulent mieux dans une direction dans un câble. Si vous pouvez le mesurer, alors nous pouvons le modéliser.

Mais les "avantages" sonores des câbles ne seraient qu’un début. Les débats se poursuivront certainement pour savoir s’il existe des différences mesurables réelles entre les câbles de différents types. Il pourrait être intéressant d’examiner les données brutes de l’étape de capture de notre analyse et de voir si différents cordons d’alimentation produisent différentes formes d’onde à nos oreilles.

Cependant, il ne fait aucun doute que l’électronique est capable de produire différentes signatures sonores. L’entreprise innovante qui soutient cette idée pourrait acquérir le "meilleur des meilleurs" équipements audio, analyser les circuits, créer des équivalents logiciels et fournir des préréglages qui reproduiraient les caractéristiques des équipements fabriqués par des fabricants bien connus tels que McIntosh, Meridian, Goldmund, et d’autres. Les utilisateurs pourraient choisir leurs favoris en faisant simplement défiler une liste sur un écran tactile et en appuyant sur le bouton Sélectionner.

Les haut-parleurs de fabricants audiophiles tels que Wilson, Magico et B&W pourraient également être modélisés et reproduits acoustiquement, tout comme l’électronique. En fait, la modélisation des haut-parleurs pourrait potentiellement avoir le plus grand avantage. Les audiophiles pourraient acheter un ensemble très performant de haut-parleurs à gamme complète et les faire "régler" numériquement pour correspondre aux caractéristiques des haut-parleurs coûtant 100 fois plus.

Les possibilités sont infinies

Il serait possible d’aller plus loin et de répliquer des processus comme Master Quality Authenticated (MQA) ou Fidelizer grâce à la modélisation acoustique. Après tout, les inventeurs de MQA ont utilisé des techniques analytiques similaires pour mesurer le "son" des masters originaux afin de préserver ce son lorsqu’il est correctement reproduit à l’aide de leurs décodeurs et outils logiciels sous licence – et très coûteux. Et si quelqu’un mesurait simplement les signaux atteignant nos oreilles via un système coûteux équipé de MQA et modifiait le signal de sortie final pour qu’il corresponde à la version MQA grâce à la modélisation acoustique ? Il n’y a aucune raison pour que cela ne puisse pas être fait. Vraiment.

Conclusion

Les audiophiles méritent des informations précises sur tous les composants qui contribuent à reproduire le son absolu. Du matériel au logiciel, des cordons d’alimentation aux interconnexions numériques, nous devons maximiser la fidélité sans maximiser les coûts. La modélisation acoustique est la réponse. Ou du moins c’est une réponse. Le travail et l’impact que Marcus Ryle et Line 6 ont eu sur l’industrie des instruments de musique étaient révolutionnaires. Les plug-ins que Waves et Izotope fournissent à l’industrie du disque ont été transformationnels. Qui a encore besoin d’un équipement à lampes rare et coûteux alors qu’un équivalent est disponible dans un menu déroulant sur Pro Tools? Il est temps que l’industrie audiophile et l’industrie de l’électronique grand public adoptent également la modélisation acoustique. Fini les câbles RCA à 600 $ ! Finis les câbles Ethernet à 8 000 $ ! Tout ce qui peut être fait dans le domaine analogique peut être fait en code.