vendredi, 25 février 2005 00:00

La réverbération par convolution

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La convolution, kézako

convolutionLa convolution, kézako ?

C'est une opération mathématique qui consiste à appliquer une fonction de transfert à une autre fonction. En audio cela veut dire qu'il s'agit de filtrer un signal par un autre signal.

En gros dans le cas d'une reverb, on a notre signal de départ qui passe dans notre réverb à convolution et ainsi chaque sample du signal original se voit adjoindre la réponse impulsionnelle de la reverbe. En fait on peut appliquer l'empreinte sonore d'un élément (genre une cathédral) à un autre (genre à un violon), au final on a vraiment l'impression que ce violon a été enregistré dans cette cathédral. Le contrepoint de cette technologie c'est que cela demande de gros calculs et que cela pompe énormément de puissance sur votre CPU.

Mais bon pour appliquer cette « empreinte » appelée réponse impulsionnelle ou IR (Impulse Response) encore faut il la capturer. Pour cela il suffit de diffuser dans le lieu (ou la machine) dont on veut capturer l'IR un signal qui couvre toutes les fréquences à niveau constant. Les logiciels de capture d'IR proposent 2 méthodes :soit un coup de feu de pistolet de starter, soit un signal « sweep » qui n'est autre qu'un signal sinusoidal balayant toutes les fréquences dans le temps. On enregistre le signal ainsi obtenu puis ensuite on utilise un logiciel de déconvolution qui lui, connaissant le signal qui a été envoyé (coup de feu ou sweep), permet de soustraire le signal original et ainsi d'obtenir la fameuse IR.

Et voilà le tour est joué, vous pouvez maintenant appliquer cette IR à n'importe quel signal grace à votre logiciel de convolution préféré. Notez bien que j'ai précisé que l'on pouvait capturer l'IR d'un lieu, mais aussi d'une machine, on peut donc aussi sampler les presets de réverbes hardware (genre une petite lexicon 480 ou autre). Le seul hic c'est que (quelques rares soft mis à part) on ne pourra changer aucun paramètre du preset ainsi samplé, à part la durée, mais bon c'est quand même quelque chose de très intéressant.

Petit tour d'horizon des différents outils utilisants la convolution traditionnelle.

La première machine utilisant la convolution fut sans doute la reverb hardware stéréo de Sony la DRE-S777, mais son prix prohibitif la réservait uniquement aux grosses structures et le temps de chargement des IR (jusqu'à 3 MINUTES) la rendait peu pratique à l'utilisation. Mais bon à l'époque les processeurs d'ordinateur n'étaient pas assez puissants et surtout la voie était ouverte pour les autres.

En hardware aussi Yamaha avait suivi le pas avec sa reverb la Srev 1

Passons maintenant aux logiciels. Depuis l'apparition des premiers soft de convolution l'offre a explosée, je vais donc essayer de faire un petit tour d'horizon de ce qui existe avec les différentes caractéristiques :

- SIR : plug-in VST

PC uniquement

Stéréo

Gratuit

Latence de 8960 samples (203 millisecondes)

Cool car gratuit (mais que sur PC), mais latence énorme

- Pristine Space : plug-in VST

PC uniquement

8 canaux

64 samples de latence minimum (moins de 2 ms)

sur le papier intéressant mais jamais testé, en plus Voxengo propose 2 outils pour pouvoir créer ses IR

- Space Designer : plug-in pour Logic audio

stéréo

pratique car intégrée à Logic mais à mon avis elle sonne moins bien que d'autres genre altiverb, même si elle possède plus de paramètres de réglage

- Room simulator : inclus dans samplitude

Surround

128 samples de latence minimum

intègre un créateur d'IR

Jamais testé

- Acoustic mirror : inclus avec SoundForge

ne travaille pas en temps réel

intègre un créateur d'IR

- ImpulseVerb : inclus dans Peak 4

Ne travaille pas en temps réel

Aucun réglage possible (pas d'eq ou autre)

Hyper basique mais rend de bons services

- GigaPulse : VST (incluse dans certaines versions de Gigastudio je crois)

PC uniquement

Surround

- Rayverb : VST

Stéréo

9417 samples de delai minimum (214 ms)

utilise une approche différentepuisqu'elle utilise des IR de murs fabriqué en différents matériaux et elle permet de simuler la réponse d'une salle que l'on « construit » virtuellement avec ces différents matériaux et en plaçant sa source virtuelle à la distance que l'on veut par rapport à ces murs. Une approche intéressante sur le papier (je ne l'ai pas testé), par contre une latence très élevé et surtout on ne peut donc pas utiliser des IR « classiques », comme par exemple ceux fournis par une autre réverbe à convolution.

- IR1 : RTAS/HTDM/Audiosuite/VST/DirectX/MAS/Audio Unit

Mac et PC

Existe en 3 modèles : un stéréo, un surround et un stéréo allégé (utilisant moins de puissance, mais offrant moins de fonctions)

Gros avantage ce plug est compatible avec TOUT. Autre avantage le nombre de réglages possibles (en fait on retrouve tous les réglages que l'on a sur une réverb hardware classique), mais je trouve que quand on utilise ces réglages la réverb se trouve un peu dénaturé (contrairement à TL Space). Autre plus désormais elle intègre un utilitaire pour créer ses IR.

- TL Space : RTAS/HTDM/TDM/Audiosuite

Mac et PC

surround

La seule réverbe à convolution fonctionnant en TDM, c'est à dire qu'elle n'utilise pas votre processeur et que du coup on peut n'avoir que 3 samples de délai !!! Autre avantage elle propose tous les réglages possibles et imaginables sur une réverb classique hardware et cela sans dénaturer le son (contrairement à IR1 je trouve). En plus elle intègre une automation de snapshot qui permet d'automatiser ses changements d'IR (ce qui permet en post prod de n'utiliser qu'une TL Space et de changer d'IR selon les lieux).Enfin utilisé en RTAS ou HTDM elle utilise moins de puissance CPU que l'IR1 et à peu près autant qu'Altiverb. C'est ma chouchou, le seul reproche (hormis le fait qu'elle ne marche qu'avec Protools) c'est qu'il n'y ait pas encore d'utilitaire pour créer ses IR, mais sur le forum de Trillium Lane on m'a promis que ça arrivait.

P.S. : en plus je trouve l'interface superbe et intuitive.

- Altiverb : HTDM/RTAS/Audio Unit/Mas/VST

Mac uniquement

surround

Considérée par beaucoup (et je les comprends) comme LA reverb à convolution, elle sonne de façon superbe, possède désormais un eq baxendall (c'est encore léger mais cela va changer avec la v5), la bibliothèque d'IR fournis est la plus impressionnante par la quantité et par la qualité(plus un forum web d'échange d'IR le plus actif de toutes les réverbes). Elle dispose en outre de l'automation de snapshot (comme la TL Space), d'un utilitaire pour créer ses propres IR, elle consomme moins de CPU que l'IR1, elle permet des IR allant jusqu'à 15 secondes'En plus la version 5 qui va sortir apporte pas mal d'améliorations (un vrai eq, une gestion améliorée de l'utilisation du CPU, un paramètre stage position ((')peut-être le même genre de procédé que la rayverb mais je n'en sais pas plus). C'est LA référence.

Voilà, pour obtenir des IR (qui sont le carburant qui nourrissent vos réverbes à convolutions), en plus des IR fournis avec chacune des réverbes, il y a pas mal de sites dédiés, dont le plus actif et connu est : http://www.noisevault.com/

Ce site fournis plein d'autres liens et traite de tous les plug-ins cités et de tout ce qui touche à la convolution.

Vous voulez plus puissant : la convolution dynamique.

Une autre méthode issue de la convolution classique a émergé ensuite, la convolution dynamique. En effet certaines machines ont un comportement qui dépend du niveau du signal qu'ils reçoivent (par exemple un compresseur ne réagis pas de la même façon selon le signal qu'il reçoit). Le principe de la convolution dynamique est de faire une multitude d'IR de ces machines à différents niveaux pour enregistrer leur comportement et ensuite que le processeur utilisant la convolution dynamique change automatiquement d'IR en fonction du signal qui lui est administré. Sachant que la convolution traditionnelle utilise déjà énormément de puissance vous imaginez facilement que pour la convolution dynamique (où il faut en plus analyser le signal entrant, et changer en continu d'IR en fonction du signal analysé) il faille des processeurs DSP particuliers et hyper puissants (pour pouvoir en plus conserver une latence très faible).

La première marque à avoir utilisé cette technique (ils ont même déposé un brevet d'utilisation) fut Sintefex avec des produits dédiés à la réplication de compresseur et d'eq (avec un software pour pouvoir sampler soi même ses processeurs). Leur fer de lance est le Sintefex FX8000, qui fonctionne en 8 canaux jusqu'à 96kHz et qui permet de reproduire compresseur et eq dans une seule et même machine.

Un prix très élevé mais au vu de la puissance de calcul nécessaire au fonctionnement de la bête on comprend pourquoi. En plus les machines sont livrées avec une banque de machines « samplées » qui couvre tout le must de l'histoire de l'enregistrement (fairchild, pultec, LA-2A, EQ Neve 1073, etc'), un must.

Une seconde marque a ensuite utilisé le brevet déposé par Sintefex pour sortir une machine utilisant la convolution dynamique et cette marque c'est Focusrite avec le magnifique Liquid Channel.

Dans cette machine la convolution dynamique est utilisée pour le compresseur de la même manière que chez Sintefex, alors que l'EQ lui n'est qu'une modélisation classique d'un des eq mythique de la marque. La grosse nouveauté est dans la partie préamp, en effet la convolution dynamique ne suffit pas dans le cas d'un préamp à recréer le son de celui-ci, puisqu'il y a une interaction hardware avec le micro qui est branché. Pour cette partie les gens de Focusrite ont créés un préamp hyper clean et transparent avec des éléments variables dans le chemin du signal (transformateur, impédance d'entrée,'). Cela combiné à la convolution dynamique permet de recréer le son de différents préamps avec une seule et même machine.

Une machine fabuleuse promise à un bel avenir notament grâce à un prix, certes élevé, mais bien moins que les machines Sintefex et et qui offre un très bon rapport qualité(et possibilités)/prix.

Voilà j'espère avoir fais le tour, n'hésitez pas à compléter les infos qui manqueraient et à ajouter vos impressions personnelles (notament sur tous les plug-ins que je n'ai pas eu l'occasion d'essayer).

Convoluez bien et à +.

Par Benji.


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