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Informations sur Midi, Wav, et Mp3

MIDI, la recette sonore
WAV, le goût du plat
MP3, sur le pouce

Retour sur les fontes sonores
Les fontes et la carte SBLive!
Les fontes et l'éditeur Encore
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Vous ne cherchez probablement pas, et en tout cas vous ne trouverez pas ici, des explications techniques détaillées sur les formats de fichiers sonores (pour cela vous pourriez visiter Harmony central qui vous dira presque tout sur le format et la programmation MIDI, par exemple).
En revanche, vous êtes sur la bonne page si vous êtes un peu perplexes devant la foisonnement des formats et leur raison d'être. Je vais donc essayer de vous livrer ici les quelques principes simples que j'ai retenus à mon usage personnel.

 

MIDI, la recette sonore

Piloter un synthétiseur ou un piano électronique depuis l'ordinateur, ou au contraire y envoyer, dans un éditeur de partitions, des notes jouées sur un clavier... comment ces miracles sont-ils possibles ? Tout simplement parce que l'ordinateur et le périphérique sonore - qui peut être un simple carte son - se mettent d'accord sur une façon de communiquer en échangeant des commandes regroupées sous le nom de norme MIDI.
Chaque évènement fait l'objet d'une telle commande désignée par un numéro, assortie le plus souvent de données complémentaires qui en précisent l'action. Ainsi, le début d'une note fait l'objet d'une commande spécifique suivie d'une donnée sur sa hauteur. D'autres commandes prescrivent l'arrêt d'une note, le réglage de son intensité, le taux de réverbération, etc.

Le changement de programme ou patch est une commande spécialement importante : elle choisit l'instrument qui doit jouer. Par quoi sera-t-il joué ? Par le matériel et le logiciel installés chez vous : carte son et ses pilotes, synthétiseur... C'est ce qui explique les différences considérables constatées à l'écoute, selon la configuration, car chaque périphérique détient ses propres échantillons sonores, réalisés avec plus ou moins de bonheur, et faisant donc entendre chaque instrument avec plus ou moins de véracité, d'intensité, de douceur ou de mordant, etc.
Encore avons-nous la chance d'arriver après l'avènement de la norme General MIDI, qui mit fin à une joyeuse cacophonie : il fut un temps où le constructeurs de périphériques, bien qu'adhérant à l'essentiel de la norme MIDI, n'étaient pourtant pas d'accord sur la façon de numéroter les instruments ; alors vous pouviez envoyer une commande de programme violon, et ignorer en toute bonne foi que d'autres entendaient là un saxophone ! Si de telles numérotations propriétaires subsistent aujourd'hui - pour des raisons qui personnellement m'échappent - du moins y a-t-il désormais consensus pour prendre en compte cette table de correspondance General MIDI qui assure un minimum de compatibilité d'une configuration à l'autre.

Et maintenant, qu'est ce qui permet d'entendre simultanément plusieurs instruments ? Tout d'abord le fait que le matériel en soit capable, à l'image de ce que savent faire, par exemple, des ordinateurs surpuissants équipés de plusieurs micro-processeurs. Ensuite, le fait que chacun de ces organes de jeu soit repéré par un numéro de canal. La plupart des commandes, comme le changement de programme instrumental, sont donc complétées par le canal auquel elles s'adressent ; c'est pourquoi l'on peut pour chacun d'eux faire varier non seulement l'instrument, mais encore son volume, sa position dans l'espace, ..., et ce, indépendamment des autres canaux.

Pour conclure sur ce premier format, deux choses paraissent importantes à retenir :

 

WAV, le goût du plat

Les fichiers d'extension WAV existent depuis la nuit des temps informatiques, mais ils connaissent un regain d'actualité pour plusieurs raisons :

Mais qu'est-ce donc qu'un fichier WAV ? C'est le résultat d'un échantillonnage : l'amplitude sonore est mesurée plusieurs dizaines de milliers de fois par seconde, et ces valeurs constituent le fichier, forcément très volumineux - jusqu'à mille fois plus qu'un fichier MIDI ! Un tel échantillonnage ressemble, au fond, à une image bitmap constituée d'un grand nombre de points ; la reproduction est d'autant plus fidèle, et le fichier d'autant plus gros, que la résolution - autrement dit la fréquence d'échantillonnage - est plus élevée.
L'audition mémorisée dans le fichier est celle entendue sur la configuration d'enregistrement : carte son et ses pilotes logiciels. En particulier, le rendu des instruments, et leur équilibre, sont captés tels quels, et reproduits à peu près fidèlement sur une autre configuration (à peu près, car les enceintes acoustiques, et elles seules, restent en dehors de ce processus).

Les dernières cartes sonores permettent de personnaliser le rendu de chaque instrument : au lieu d'être stockés à demeure dans une mémoire matérielle de la carte, les programmes instrumentaux sont logés dans la mémoire de l'ordinateur, et peuvent donc être remplacés par d'autres fontes sonores. Alors qu'une exécution MIDI dépend évidemment des fontes chargées sur la configuration d'écoute, en revanche le fichier WAV n'y fait pas appel et reproduit l'effet obtenu avec les fontes en service sur la configuration d'enregistrement. Dans l'absolu, ce peut être un défaut aussi bien qu'une qualité, selon vos goûts et votre patience à recueillir des fontes sonores convaicantes, mais au moins sommes nous sûrs d'échanger des impressions à partir d'expériences d'écoute comparables.

Les fichiers WAV sont rarement proposés sur internet en raison de leur taille rédhibitoire. A titre d'exemple, l'introduction des Vêpres de Monteverdi, proposée dans un fichier MIDI de 33 KO, pèse quelque... 20 MO en version WAV !

 

MP3, sur le pouce

L'algorithme MP3 est une technique de compression approximative, qui permet de réduire la taille d'un fichier WAV d'un facteur 4 à 40 environ.

D'une façon générale, on distingue deux grandes classes de techniques de compression :


La compression s'effectue à partir du fichier WAV créé sur la configuration d'enregistrement. Le compromis taille-qualité reste une affaire personnelle, qui dépend de notre appréhension d'une audition musicale et d'une facture téléphonique !

 

Retour sur les fontes sonores

Les plus réussies améliorent sensiblement la vraisemblance d'écoute, mais au prix d'un travail supplémentaire sur les fichiers MIDI : les articulations et les poids des notes obtenus après beaucoup d'efforts avec un jeu de fontes ne seront plus adéquats avec un autre jeu, puisqu'il présentera le plus souvent un autre équilibre instrumental, des taux de reverbération différents, etc.
Une façon de partager nos impressions d'écoute serait de publier les fontes utilisées sur le site, et d'en donner la liste pour chaque pièce. Ce serait toutefois fastidieux, et problématique :


Je peux tout de même vous indiquer trois sites où vous trouverez des fontes sonores :
Hammer font library
The sound site
Hitsquad - Windows music software

En effet, j'ai l'intention de ne proposer des fichiers MP3 que dans quelques cas bien précis qui en valent la peine : d'une part pour les grands ensembles où l'équilibre instrumental est difficile à reproduire, et d'autre part lorsqu'un jeu de fontes particulièrement réussies améliore l'écoute de façon spectaculaire.
Dans le cas d'instruments solo, je vous laisserai chercher par vous-même les fontes adéquates pour une écoute MIDI standard ; à titre personnel je vous recommande chaudement, par exemple, les fontes BHCello et German8 (clavecin), que vous trouverez, si ma mémoire est bonne, sur le premier des sites ci-dessus référencés. Ne vous découragez pas trop vite : certes, vous rencontrerez des fontes de flûte à bec, contrebasse, voix, parfaitement ridicules, mais vous trouverez aussi quelques joyaux, tel cet extraordinaire ensemble de jeux d'orgues nommé Jeux_1_2. Bonne chance !

 

Les fontes et la carte SBLive!

La boîte de dialogue AudioHQ - Soundfont permet de charger les fontes sonores en mémoire centrale, jusqu'à concurrence de 64 Mo.
Chaque programme instrumental, numéroté de 0 à 127, peut donc être personnalisé. Un ensemble de fontes couvrant tous les instruments de la table General MIDI s'appelle une banque sonore.
Il est clair qu'une reproduction fidèle de chaque instrument conduit à des fontes, donc à des banques plus volumineuses. Pour nous aider à trouver un compromis entre l'occupation mémoire et la fidélité de reproduction, la carte est donc fournie avec trois banques de base occupant respectivement 2, 4, et 8 Mo. Le rendu de chaque instrument ne peut être idéal, mais au moins ces banques nous permettent-elles de disposer dès le départ d'une couverture complète de la table General MIDI.

Vous trouverez facilement de meilleures banques : Symphony Hall, Cadenza, etc. Mais elles sont bien plus volumineuses, et je ne sais si le jeu en vaut la chandelle. Personnellement, je préfère partir d'une banque de qualité moyenne mais de taille raisonnable, puis améliorer le rendu instrument par instrument, en cas de besoin, comme expliqué ci-dessous.

Chargement d'instruments

Précisément, rien ne nous empêche maintenant d'améliorer tel ou tel instrument. Pour ce faire, il suffit de choisir un numéro d'instrument sur l'onglet Configurer l'instrument, puis de charger une fonte sonore qui lui est consacrée. Cette fonte sera jouée en lieu et place de celle détenue par la banque de base pour ce numéro de programme instrumental.
Et ainsi pour chaque instrument particulièrement déficient dans la banque de départ, à mesure que nous trouvons des fontes plus convaicantes... Bien entendu, chaque ajout de fonte utilisera une partie supplémentaire de nos précieux 64 Mo de mémoire.

Chargement d'une autre banque

On s'aperçoit rapidement que la recherche d'une configuration idéale est une quête sans fin. Tout d'abord, de nombreuses pièces ne demandent qu'une palette instrumentale réduite. Ensuite, selon les cas, le rendu de telle ou telle famille (choeur, cordes, ...) sera plus essentiel à l'obtention d'un résultat correct. Enfin, certaines fontes couvrent à elles seules de nombreux numéros de programmes instrumentaux, et ne peuvent donc être chargées comme un instrument unique (exemple de la fonte Jeux d'orgues).
C'est pourquoi l'onglet Configurer la banque permet de charger d'autres banques, ou des familles instrumentales : ouvrir la liste Sélectionner une banque, choisir un numéro encore libre (marqué Vide), et charger la fonte souhaitée.

En retournant sur l'onglet des instruments, rien ne vous empêche ensuite d'améliorer aussi l'un ou l'autre instrument de cette nouvelle banque, en y chargeant des fontes d'instruments uniques.
Bonne nouvelle : si plusieurs de vos banques utilisent la même fonte pour améliorer un même instrument (par exemple un clavecin), la place mémoire ne sera heureusement utilisée qu'une seule fois.

Changement de banque

Quand vous jouez un fichier MIDI, la banque en service est la première par défaut - numérotée 000 - à moins que le fichier MIDI ne contienne une commande de changement de banque. En conséquence :


Pour changer de banque, la carte SBLive attend une commande Contrôleur 0, suivie du numéro de la banque à établir. Admettons qu'en banque 1 vous ayez chargé la fonte Jeu d'orgues, qui propose des dizaines de jeux (Ripieno, Montre, Grand jeu, ...), en tête d'un fichier MIDI à jouer par cet instrument il vous suffira d'insérer une commande Control 0 1 à l'aide d'un programme séquenceur ou éditeur.

 

Les fontes et l'éditeur Encore

Sous cet éditeur de partitions, les banques apparaîtront comme... des périphériques (Device) dans la fenêtre Staff sheet !
Ouvrons celle-ci, puis cliquons sur la colonne Program name pour ensuite ouvrir la liste Device : elle propose les tables de correspondance Generic, General Midi, Roland MT32, Kawai K1, etc. Pour comprendre cette liste et son rôle, je vous propose d'examiner le dossier Devices situé dans votre dossier d'installation de Encore (c'est à dire, pour la plupart d'entre vous : C:\Encore\Devices). Repérez puis ouvrez le fichier Devices.ini, vous y trouverez à peu près ceci :

[DEVICES]
0=Generic
1=General MIDI
2=Generic 8x8
3=Roland MT32
4=Kawai K1
...
19=NOT_IN_USE
20=NOT_IN_USE

C'est la liste des périphériques apparaissant dans la liste Device de la fenêtre Staff sheet. Soit dit en passant, si vous n'utilisez jamais Roland MT32 et quelques autres, vous allégerez d'autant cette liste en remplaçant les lignes précédentes par :

3=NOT_IN_USE
4=NOT_IN_USE
...

Maintenant, à quoi correspondent les numéros en tête de ligne ? Aux autres fichiers Dev0.ini, Dev1.ini, ... du dossier Devices. Chacun d'eux décrit une table de correspondance, celle qui apparaîtra dans la fenêtre Staff sheet quand vous aurez choisi ce périphérique. Si vous ouvrez Dev1.ini, par exemple, vous trouverez la table General MIDI familière :

[DEVICE] TITLE=General MIDI
ABBREVIATION=MIDI
0=NONE
1=Grand Piano
2=Bright Grand
3=Elect Grand
4=Honky Tonk
5=Rhodes
6=Chorus Piano
7=Harpsichord
...

Intégration d'une banque dans Encore

Bien, et maintenant, comment intégrer notre Jeu d'orgues, que nous aurions installé en banque 1, par exemple ? Je vous dis simplement comment j'ai fait, sans prétendre avoir épuisé toutes les finesses de la situation :

Je sauvegarde l'ancien Devices.ini, puis je le modifie : je repère la première ligne marquée NOT_IN_USE qui ne correspond à aucun fichier Dev.ini existant dans le dossier, et je lui affecte le nom de la nouvelle banque :

[DEVICES]
0=Generic
1=General MIDI
2=Generic 8x8
3=NOT_IN_USE
...
10=NOT_IN_USE
11=Jeux d'orgues
12=NOT_IN_USE
...
19=NOT_IN_USE
20=NOT_IN_USE

Il ne reste plus maintenant qu'à créer un fichier Dev11.ini, en consultant la liste des instruments proposés par la fonte Jeux d'orgues dans la boîte de dialogue AudioHQ - Soundfont :

[DEVICE]
TITLE=Jeux d'orgues
ABBREVIATION=jeux_1_2
0=None
1=Montre 8
2=Prestant 4
3=Doublette 2
4=Montre 8 Prestant 4
5=Principal (g.o.) 8+4+2
...
59=Gedackt 8+4
60=60
...
127=127
128=128

J'imagine que vous devinez la suite... Désormais, la liste Devices dans la fenêtre Staff sheet vous permet de choisir le périphérique (!) Jeux d'orgues, après quoi vous aurez sous les yeux sa table de correspondance, et vous changerez aisément de jeu comme on change d'instrument ! Attention, n'oubliez pas que cela fonctionne uniquement si vous avez inséré en tête de fichier une commande de changement vers la banque 1, celle qui a reçu la fonte Jeu d'orgues...

Vous remarquerez un décalage d'une unité dans la numérotation des instruments dans Encore et dans la boîte AudioHQ - Sounfont, les instruments étant numérotés de 0 à 127 dans un cas, de 1 à 128 dans l'autre. Ce décalage n'a aucune incidence pratique.

J'espère que cet exemple sera un guide suffisant pour d'autres expériences ; quoiqu'il en soit, je n'en sais pas plus au moment où j'écris cela ! D'ailleurs, je vous serais reconnaissant de me faire profiter des découvertes que vous pourriez faire à votre tour, en m'adressant un petit message...

 


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