samedi 28 décembre 2013

La musique Haute définition


Musique HD
Après avoir abordé le sujet des caractéristiques du son, des formats audio allant du MP3 au Flac en passant par l’explication des compressions avec ou sans pertes ( Lossy et Lossless ) il apparaît intéressant de développer le sujet de la musique HD; sujet qui ce veut être dans l’ère du temps puisque le format Blu-Ray Pure Audio est le dernier fleuron de la musique Haute Définition. Bien qu’il soit le dernier à être sortie commercialement il n’en demeure pas moins un format audio aux caractéristiques qui remontent maintenant à plusieurs années, là ou auparavant les projets du Super Audio CD et du DVD Audio n’ont pas rencontrés le succès espérés pour divers raisons expliquées dans l’article : La musique Haute Définition dans l’ère du déclin du CD, malgré ces échecs commerciaux les réussites techniques de ces projets sont bien réels et ne manquent pas de satisfaire ceux qui peuvent s’équiper d’une écoute à la hauteur du potentiel de ces musiques HD, car la haute définition se révèle pertinente qu’avec un matériel adapté, normal finalement car si le support physique du CD peut être écouté dans différents lieux tout comme le Flac ou le MP3, cette musique haut de gamme ne peut se satisfaire qu’avec une chaîne d’écoute.....haute définition.

Les formats audio

Pour ce démarquer du format audio CD et de son 16 Bits 44,1 kHz en PCM, les divers concepteurs ont tentés de définir des projets avec un nouveau concept inspiré du monde du cinéma et du son Surround et autre Dolby Digital tout en permettant d’augmenter la qualité audio avec l’arrivée du DSD ( Direct Stream Digital ) tour à tour les formats sont développés commercialement tel que le SA-CD, le DVD Audio puis le Blu-Ray Pure Audio, d’autres formats ont également vus le jour comme le SHN SA-CD le SHN CD, le Blu Spec CD et son laser bleu du Blu-ray, HQ-CD et le DSD CD, tous ont la renommés et le désirent de posséder une meilleure définition numérique que le format CD et cette pléthore de galette aux diverses qualités impose sa différence à la norme de la qualité classique du CD et de par ces projets créatifs ont assistent à la naissance des formats de moyens et hauts de gamme dans la diffusion du son. Dès à présent voici la présentation des différents formats et autres supports audio HD.

SACD
 
super audio CD
Ce support audio Physique fait partie du haut de gamme de l’audio et reste supérieur à la qualité du CD 16 Bits 44,1 kHz il est disponible en stéréo ( 2.0 ) ou en Multicanal ( 5.1 ) et possède un niveau de stockage équivalent à celui du DVD, ce disque optique peut être également lu comme un CD classique. Il fut développé par Sony et Philips en 1994 se répartissant le rôle des compétences et visant l’objectif de dépasser la qualité CD avec son LPCM ( Linear Pulse Code Modulation ) ou PCM et proposer le multicanal à l’écoute, le son Surround, le Dolby Digital que le public dispose dans les salles de cinémas ( 16 Bits 48 kHz ) ont permis de penser cette approche dans son développement.

Le Super Audio CD ou SA-CD impose aussi un nouveau format de traitement numérique, le DSD ( Direct Stream Digital ) qui traître le signal d’information 1 bit à 64 fois la fréquence d’échantillonnage soit 2,8224 Mhz le double du CD ( 1,441200 ) et possède une bande passante de 100 kHz, un rapport signal S/B de plus de 120 dB, la qualité sonore est obtenue à travers l’algorithme Super Bit Mapping ( technologie Sony Noise Shapping ) le SACD en vente est dit Hybride car proposant deux formats, les consommateurs disposent à l’achat d’un Disque Haut de gamme sur support SACD compatible et d’un CD classique compatible sur les lecteurs CD.

SACD Hybride disque
Il a fallut attendre 1999 pour le lancement de ce format sur le marché et 2001 pour le support du multicanal, la fabrication en série du Super Audio CD s’effectue principalement au Japon en Autriche ainsi qu’en Californie ( USA - Crest National ) A noter que les disques SA-CD disposent d’une protection anti copie, le PSP ( Pit Signal Processing ) qui est loin d’être une petite console mais se révèle efficace puisque le capteur optique des supports compatibles SACD peuvent reconnaître les formats estampillés PSP alors que les lecteurs Dvd, Dvd Audio, Dvd-Rom, n’en sont pas équipés d’où cette incompatibilité. La lecture audio du SA-CD s’effectue a une vitesse de 600 Rpm ( 500 CD ) et comme cités plus haut le DSD ( Direct Stream Digital ) qui traître le flux d’information 1 bit à 64 fois la fréquence d’échantillonnage soit 2,8224 Mhz possède une bande passante de 100 kHz et un rapport signal S/B de plus de 120 dB soit donc supérieure au théorème de Nyquist-Sharonn.

DSD

 SHN SA-CD

Tout comme pour le CD ( SHN-CD : voir sujet plus bas ) le Super Audio CD possède ce type de format SHN ( Super High Matériel ) transposé en juin 2010 sur le SACD, le SHN-CD fut mise au point en 2008 par JVC et Universal Japon pour concurrencer le DSD-CD, HDCD et autres Blu Spec CD.

Le SHN-SACD est compatible avec les platines de lecture de ce format et l’intérêt vendu de ce type de disque réside dans le gravage de la matrice mère avec une fréquence d’horloge à la précision supérieure et du potentiel de son gain pouvant atteindre 30 % en volume sur tout l’ensemble du spectre sonore, de plus la qualité du support est vendu avec une transparence qui permettrait une plus grande résistance aux divers dégradations, rayures, etc.... la restitution sonore de ce type de disque peut permettre aux audiophiles, mélomanes et autres ingès sons de bénéficier d’une meilleure définition sonore, cependant quelques ombres sont à portées : son prix, le fait qu’il soit simple couche et non hybride et seulement en Stéréo 2.0, et c’est au Japon ou l’on peut trouver la totalité des SHN-SACD car édités par Universal Japon et fabriqué dans l’usine de Shizuoka.

Caractéristiques SACD et CD

 DVD Audio

Projet élaboré en 1999 puis développé en 2000 le DVD-A ( PCM ) est un format en concurrence avec le Super Audio CD ( DSD ) ce DVD n’est pas à confondre avec le DVD vidéo ou la partie audio de ce support, en effet le Dvd Audio n’est pas réalisé pour de la vidéo mais pour du son avec une qualité supérieure à celle du Compact Disque. Le DVD audio se veut être une bonne alternative au SA-CD car il présente des caractéristiques intéressantes: Stéréo HD jusqu’a 192Khz/24 Bits et en multicanal 5.1 96Khz/24 Bits il se trouve plus compatible que son concurrent et se révèle potentiellement extractible ( http://dvd-audio.sourceforge.net/ ) et convertible dans un format audio numérique, de préférence en Flac ( Lossless ) il est même possible de télécharger le contenu d’un DVD-A via certains sites le proposant, ceci dit la protection anti-copie est bien entendu de rigueur sur certaines productions avec la technologie CPPM.

Les techniques de compressions audio du DVD Audio : MLP et PCM

MLP
Le MLP ( Meridian Lossless Packing  ) ou PPCM est une technique de compression sans pertes ( Lossless ) des données audio réalisé et développé par Meridian Audio, cette technique est utilisée lors des débits dépassant 9,6 Mbits/s pour des flux en 2.0 à 192 Khz/24Bits et en multicanal 5.1 jusqu’en 96Khz/24Bits, le MLP étant une version du Dolby TrueHD ( Lossless ) il est géré comme ce dernier, tous les lecteurs DVD-Audio sont équipés du décodage MLP. Pour les flux inférieur à 192Khz/24Bits en Stéréo 2.0 et multicanal 5.1 à 88.8Khz/20Bits la compression est réalisée en LPCM ( Lossless ) 

Caractéristiques DVD A et CD

Le son haut de gamme du DVD Audio présente des avantages et certains inconvénients, la chaîne audio et son niveau d’équipement ( lecteur, ampli, connectique, enceintes ) se révèlent indispensable pour pouvoir profiter de la haute qualité sonore, les puristes audiophiles fortunés préféreront peut-être le SA-CD ou le Blu-ray Pure Audio, en revanche de nombreux avantages séduiront les autres consommateurs.

Blu-ray Pure Audio

disque Blu-ray pure audio

est le «dernier né» des supports physique audio HD succédant ainsi aux diverses formats de la musique Haute définition ou l’ont retrouvent les SA-CD et DVD Audio, le format Blu-ray Pure Audio présente cette même précision que le DVD; à savoir que ce format n’est pas à confondre avec les Blu-Ray Vidéo et l’audio des bandes sons ou d’ailleurs la plupart des productions proposent tout comme pour le DVD Vidéo du 24Bits 48Khz alors que dans les salles de cinéma c’est du 16 Bits 48Khz....

an 2000  : année d'annonce d'un nouveau format

La technologie du DVD a permis le développement du format Blu-ray et c'est en Octobre 2000 que le projet fut communiqué puis en Avril 2003 c'est le japon qui sorti la première galette Blu-Ray, le premier blu-ray pure audio fut commercialisé en 2008 par le label Norvégien Linberg Lyd et c’est Universal Music France qui en 2013 lance l’espérance d’une mode pour la musique HD avec ce format qui sous l’impulsion d’un regain d’intérêt pour le vinyle et du marcher du DVD Vidéo, y compris du taux d’équipement des foyers Français. Le format Blu-Ray Disc est développé par une association «Blu-Ray Disc Association» ( BDA) regroupant 180 membres de société issue de diverses horizons on peut citer :

Apple Computer, Inc. Dell Inc. Hewlett Packard Company Hitachi, Ltd. LG Electronics Inc. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mitsubishi Electric Corporation Pioneer Corporation Royal Philips Electronics Samsung Electronics Co., Ltd. Sharp Corporation Sony Corporation Sun Microsystems, Inc. Twentieth Century Fox Walt Disney Pictures Warner Bros. Entertainment

Universal Music tente ainsi de replacer le monde du HD audio dans un marcher de la musique du support physique en décroissance constante; le CD poursuivant son déclin mais également le DVD Audio et SA-CD qui n’ont pas rencontrés un gros succès depuis leurs sorties datant d’une douzaine d’année et le marcher de la musique dématérialisée ( Flac, AAC, MP3, etc.... ) et ces plateformes de ventes ( Itunes, Qobuzz, Amazon, Spotify, Deezer, Google, et dans la série HD, HD Tracks, Highreaudio, Linn Records, Itrax, etc...... ) qui ne cessent de progresser, cet aspect de vente n'a pas échappé à l'offre commercial puisqu'il est prévu lors de l'achat d'un Blu Ray Pure Audio d'acquérir deux fois par téléchargement gratuit un fichier MP3 ou Flac avec un code à saisir sur le site hifipureaudio.com ceci mérite d'être précisé et permettra au besoin de disposer d'un fichier d'écoute compatible sur de nombreux supports.

Flac

Pour les puristes de la copie il faudra en effet passer par cette étape car le format Blu-Ray audio ne permet pas d'effectuer une copie du fichier, le format Blu-Ray dispose d'une protection nommée AACS  procédé mise en place pour la prevention copy et la gestion des droits numériques octroyant des licences et c'est sous l'impulsion de plusieurs sociétés ( Disney, Intel, Microsoft, Panasonic, Warner Bros, IBM, Toshiba et Sony ) que ce dispositif fut imposé, l'AACS est une technologie reprenant le principe des DRM ( Digital Rights Management ) certaines clefs étant disponible sur la toile, les clefs de chiffrement se trouvent ainsi régulièrement renouvelées.

Les caractéristiques du nouveau format audio

DTS HD Master Audio

Le Blu-Ray Pure Audio est compatible avec les lecteurs ( freebox, PS3 de sony, Xbox One de Microsoft compris ) et peu donc être lu et écouté via ce support ( 32 % des foyers Français en sont équipés - voir GFK ou SEVN ) le format du fichier ce démarque nettement par rapport à la qualité CD ( 16 Bits 44,1 KHZ ) puisque celui-ci se défini en 24 Bits 96 Khz, ce que certain nomme la qualité du son «studio» pour son approche due en rapport avec l'augmentation de la dynamique, il peut être en format non compressé comme le PCM ou compressé sans perte ( Lossless ) en Dolby TrueHD ou DTS-HD Master Audio ( le meilleur format possible ) suivant l’enregistrement en studio il sera possible d’écouter le son en stéréo classique ( 2.0 ) ou le cas échéant en multi-canal comme le 5.1, ce qui devrait être une version peu commune pour la plupart des productions audio :

Comparaison Blu-ray pure audio et CD

Blu-ray pure audio est un format disponible jusqu’à 7.1 en 192 Khz et 24 bits lossless - 27 Mbit / s en débit binaire maximum ( DVD Audio 9,6 Mbit / s )

Du CD en veux-tu..... ben y en a !

CD
Bien qu’ils ne puissent rentrer dans la catégorie du HD le CD n’est pas en reste en terme de type de projet de développement tentant d’ajouter à la norme du CD conventionnel une addition de haute qualité issue des techniques spécifiques des musiques HD; retrouvant ainsi le mode de gravure, des techniques de Mastering ou du support matériel du disque, un procédé commercial permettant au master des productions audio d’être présent dans les différents catalogues des labels spécialisés dans tel ou tel formats; ceci afin de satisfaire les fans de musique lassés du CD classique.

Blu-Spec CD 
Blue Spec CD
En 2008 Sony lance un nouveau processus de fabrication avec une technique de gravure reprise du laser bleu des Blu-rays d’où l’appellation du Blu Spec CD, ce type de gravure comparé au CD et son laser rouge ( norme Red-Book ) est en effet et d’après les tests effectués et comparés aux CD : de meilleure qualité présentant l’avantage d’être écouté jusqu’en 5.1 avec une distorsion moins élevée. 

comparaison du gravage de CD et Blu Spec CD

Le format de ce CD évolue toujours en PCM avec une résolution de 16 bits et une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz, il peut être lu et écouté sur les platines CD conventionnelle en stéréo et multicanal 5.1

Blu-Spec V2
Profitant de la technologie de gravure au laser bleu du blu-ray Disque et des techniques de pressage masterings nommées Phase Transition Mastering, Sony proposa en septembre 2012 une seconde version du Blu-Spec avec la version Blu Spec CD2. 

Phase Transition Mastering Technologies

D’après les communiqués le processus de la PTM technologie appliqué à la gravure du CD permet de réduire davantage les phénomènes de distorsion grâce à la création des fosses plus précise ( X 10 fois ) qu’avec un mode de gravure utilisé pour le pressage du CD classique et une réduction du Jitter, Sony indique que les CD Blu Spec CD2 sont identiques au disque Master, la matrice et le processus de fabrication emprunte le même matériel en polymère des Blu Ray Disques polycarbonate.

Comparaison du Jitter du CD et Blu Spec CD2
Ce CD Haute qualité est toujours en 16 bits 44,1Khz et peut-être lu en stéréo ou en multicanal 5.1 sur toute platine compatible CD, cependant il faut aller du côté du Japon pour pouvoir acheter ce type de CD.

DSD-CD
DSD
Par une recherche d’une meilleure définition de la conversion du master traditionnel ( PCM ) Sony réalisa un procédé de traitement avec le processeur SBM ( Super Bit Mapping ) que l’on retrouve dans le processus de fabrication du Super Audio CD, la conversion du master est dans ce format réalisé à partir du master DSD ( la couche CD dts du SACD ) en PCM, le DSD ( Direct Stream Digital ) est le format de traitement numérique du Super Audio CD et le DSD-CD se retrouve ainsi gravé sur support DVD Pour ceux qui ne sont pas équipés et ne peuvent se payer un Super Audio CD !

SHN-CD 
SHN-CD
Comme développé plus haut pour le SHN SACD, le SHN-CD projet conjoint de 2008 entre JVC et Universal Japon et destiné à concurrencer le DSD-CD, HDCD et les Blu Spec CD propose un format CD de Haute Qualité utilisant une résine de polycarbonate, ce type de format est présenté comme possédant un meilleur équilibre de la qualité sonore ainsi qu’un son plus clair et une lecture optique améliorée. Format plébiscité au Japon, cependant peu répandu.

HQ-CD 
HQ-CD
Chaque maison de disque apporte son lôt de CD haute qualité, le HQ-CD ne fait pas exception puisque EMI propose le format HQCD ( HiQuality CD ) une galette réalisée avec une technologie de fabrication que l’on retrouve dans les HDDVD, la matière polycarbonate est en effet réputée pour une meilleure transparence permettant une lecture plus précise des données contenus sur le CD.
Comparatif qualité du son entre CD et HQCD
Comparaison de la reproduction du signal entre CD et HQCD ( Jitter )
CD compatible avec les lecteurs CD

Comme on peut le voir à travers ce dossier la technologie CD de 1982, son apogée puis sa chute progressive depuis 2002 a imposé un challenge entre les différentes maisons de disque ce qui produira le développement des différents projets aux technologies et matériels empruntés du monde de la Haute Définition tel que les Blu-ray disque et autres SA-CD, cette concurrence de format Haute Qualité est encore peu développé, peu répandu, le support musical physique du CD et des supports HD étant toujours et encore délaissés au profit du format dématérialisé ( MP3, Flac, AAC, Alac ) et malgré la qualité non négligeable de ces supports, ces moyennes et hautes gammes musicales restent pour l’instant dans un secteur de vente marginalisé et trop peu sensibilisé auprès du grand public, malgré tout les mélomanes et audiophiles fortunés ont la possibilité d’avoir le plaisir d’écouter ces différents types de CD ou musique HD.

Ce dossier n'a pas pour objet de comparer le bien fondé ou non de la vente des supports de musique HD avec le format CD, cependant les formats HD sont souvent mis en avant pour des questions de quantification et d'échantillonnage supérieur à ce que propose le classique format du CD qui reste malgré tout suffisant pour disposer d'une écoute dans la norme, en revanche utiliser une plus grande dynamique avec le 24 Bits pourrait rendre le concept d'un projet musical intéressant pour les lignes de productions audio partant de l'artiste créateur jusqu'au studio de Mastering, le cas échéant, permettant ainsi aux consommateurs fan de son du concept HD ou HQ de bénéficier d'une musique avec une écoute en théorie de meilleure qualité que le simple CD classique, néanmoins la qualité de la chaîne audio se révèle pertinente ( Dac des amplis, enceintes, cartes sons, pièce d'écoute, connectique....) avec un matériel adapté et un cerveau attentif et taillé pour permettre de faire une différence d'écoute entre ces types de formats et le CD classique.

Mais finalement la problématique du volume sonore ( RMS ) dans les projets musicaux de ces dernières années ainsi qu'une hyper compression du son à l'écoute représentent avec le MP3phile des sujets bien plus centralisateur dans le paradigme musical de l'ère de la musique dématérialisée que le concept du son HD, ces pratiques commerciales et d’usages sont d'ailleurs sans nul doute Co-responsable de la désaffection du son sur support physique aux bénéficient du support numérique mais ceci est une autre histoire qui mérite réflexion .

Liens et sources :

AES
BD Audio
Blu-ray disque
SACD
DTS HD master audio
Phase Transition Mastering
SuperAudio CD DSD Decoder
DVD Audio contre DSD
SuperAudio CD Production Using Direct Stream Digital Technology
Benefits of 96KHZ Sampling Rate
Comparison of high definition optical disc formats
La guerre du Volume

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