Cours pour techniciens en informatique X41 Le cours technique X41-tech
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32. Son et cartes audio pour ordinateurs.

Faire un chapitre entier sur l'audio serait un peu trop court pour une formation technique. Je vous propose de le mélanger avec tous les transferts d'images. Ce qui va nous intéresser ici c'est l'utilisation d'un ordinateur pour les enregistrer (numériser) sur le disque dur mais aussi les différentes techniques et connexions pour les renvoyer vers une télévision ou une amplification.

1. Format de vidéo et de son.

En informatique, on numérise le son et l'image sous différents formats. La majorité utilisent un codec. C'est quoi un Codec? En gros c'est un mécanisme d'encodage et de compression qui varie suivant l'équipement qui a enregistré. Forcément, pour lire le fichier multimédia, l'appareil doit utiliser le même codec. Un codec peut travailler en mode logiciel (c'est un programme qui encode et décode) ou hardware (c'est votre matériel qui va le faire). Sans le codec associé, impossible de lire le fichier, c'est là le principal problème des "copieurs de film" sur Internet: savoir le lire. Petit rappel juridique tout de même, ces copies sont le plus souvent illégales, un technicien informatique n'a normalement pas à "aider" ces pratiques.

Pour le son, on utilise différents formats.

Pour la vidéo aussi différents formats sont utilisés.

Les citer tous (en reprenant en plus chaque codec) prendrait un site entier. Ce qui va nous intéresser, ce sont les acquisitions et les renvois vers des appareils domestiques.

2. La carte audio.

Les deux formats lus nativement par une carte son son le WAV et le midi. C'est donc là que nous allons voire le fonctionnement.

Le format WAV correspond  à la première norme audio en informatique, c'est en gros celle utilisée par les CD audio standard. La plage de fréquence utilisée par les deux est de 44 kilo Hertz, supérieure à la reconnaissance de l'oreille humaine. Toutes les cartes son sont capables de lire un CD audio sans pertes, y compris les toutes premières.

Le format midi a évolué. Les premiers appareils utilisaient une table d'onde pour restituer ces sons, une entrée numérique redonnait simplement le signal sonore. Par la suite, on a augmenté le nombre de canaux simultanés en ajoutant de la mémoire ROM mais aussi de la mémoire RAM pour intégrer des instruments supplémentaires ou modifier la sonorité de ceux existants.

Mais en enregistrement ...  Pour le son WAV, on utilise l'échantillonnage, en gros on va découper le signal sonore analogique en niveau suivant une fréquence donnée. Plus la fréquence est élevée, meilleur est la qualité du son numérisé comme on le voit dans le petit schémas. Comme les convertisseurs ne sont pas non plus parfaits, on va parler de taux de distorsion (qui diminue lorsque la fréquence de l'échantillonnage augmente) et de rapport signal bruit (qui varie en fonction des connecteurs mais surtout de la qualité de fabrication de la carte son. Les derniers utilisent des DSP (des processeurs dédiés).

Le format midi étant numérique, il n'y a pas d'acquisition. Pour le MP3, ça passe par un échantillonnage suivi d'une conversion.

Les connecteurs (mini-jack) sont le plus souvent interchangeables. En général, le vert est pour le premier haut-parleur (en stéréo donc deux canaux) et le rouge sert comme entrée micro. Quasiment toutes les cartes actuelles un peu de haut de gamme demandent ce que vous venez de connecter (une entrée ou une sortie, mais aussi le type).

Le 3D, ajouté dans les cartes graphiques pour les jeux vidéos est aussi utiliser en audio avec des normes spécifiques. Il ne reste plus qu'un seul réel fabricant de cartes audio (Creative Labs) qui développe des DSP spécifiques (la série EAX) qui permettent une spatialisation des sons, des modifications en fonction de l'environnement du jeu, ... Ces cartes sont réservées à des spécialistes.

3. L'acquisition vidéo

On a longtemps utiliser des cartes PCI spécifiques qui enregistraient au format AVI (donc peu compressé). Actuellement, ce sont plutôt des boîtiers externes connectés en USB sur l'ordinateur qui compresse matériellement au format mpeg-4 (Pinacle est un des principal fabricant de ces équipements mais il en existe beaucoup d'autres).

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