Formation aux techniques ISTS 3 Formation aux techniques du multicanal Septembre-octobre 2008

Sommaire 1. Pourquoi le multicanal ? 2. Les différents standards du multicanal 3. Le multicanal et ses supports 4. Application en studio 5. Application dans l’environnement domestique 6. Application dans la diffusion en public 7. Techniques de prise de son 8. Notions esthétiques de réalisation en multicanal 9. Avenir du multicanal

1. Pourquoi le multicanal ? a. Qu’est ce que le multicanal ? 1. Définitions : Multicanal : Ensemble des technologies et techniques visant à produire ou reproduire une scène sonore sur un système de diffusion dont le nombre de canaux électroacoustiques est supérieur à 1. Canal : voie de support matérielle ou virtuelle appartenant à une chaîne électroacoustique, et transportant un signal audio élémentaire, distinct de tout autre signal transitant par cette chaîne.

1. Pourquoi le multicanal ? 2. Principe d’une chaîne audio en multicanal : A. Définitions : - Encodage : traitement que l’on va appliquer à un signal ou un ensemble de signaux, afin de leur conférer leur caractéristiques directionnelles. - Décodage : adaptation de signaux encodés à un système de diffusion spécifique. Dans la grande majorité des cas en son multicanal, l’encodage détermine le système de diffusion. - Stockage : impression sur un support des signaux encodés. Le stockage est une étape cruciale dans la mesure où sa capacité implique dans la quasi-unanimité des cas l’état de qualité du signal décodé.

1. Pourquoi le multicanal ? A. Définitions (suite) : Format : Ensemble de règles appliquées au signal, pour l’agencer de sorte qu’il soit exploitable par tous les éléments de la chaîne audio. On distinguera les formats d’encodage, de stockage, de décodage et de diffusion. Un ensemble de règles déterminera un format, et toute transgression de cet ensemble fera dériver le signal résultant vers un format différent.

1. Pourquoi le multicanal ? B. Schéma de principe :

1. Pourquoi le multicanal ? b. Histoire de la spatialisation sonore et du multicanal 1. Bien avant le 20ème siècle… et avant le multicanal - Audition humaine naturellement sensible aux trois dimensions - Création musicale : se préoccupe de la position des sources dans l’espace dès la renaissance. Exemple : Thomas Tallis, Spem in alium (1556 ou 1573). - Motet à 40 voix (8 chœurs à 5 voix) écoute 

1. Pourquoi le multicanal ? Thomas Tallis, Spem in alium, disposition originale des choeurs

1. Pourquoi le multicanal ? 1. Bien avant le 20ème siècle… et avant le multicanal - J.S.Bach, La passion selon Saint Matthieu, 1729, Eglise St Thomas de Leipzig - Deux orgues - Coursives en hauteur le long de la nef - Sièges à orientations multiples - Chœurs près des orgues - Solistes devant le choeur

1. Pourquoi le multicanal ? 1. Bien avant le 20ème siècle… et avant le multicanal - W.A.Mozart, Don Giovanni, Acte II scène 13 (le banquet), 1787

1. Pourquoi le multicanal ? 1. Bien avant le 20ème siècle… et avant le multicanal - Karlheinz Stockhausen, Gruppen, 1958

1. Pourquoi le multicanal ? 1. Bien avant le 20ème siècle… et avant le multicanal - Pierre Boulez, Domaines, 1961-1968-69

1. Pourquoi le multicanal ? 2. Alan Dower Blumlein, le précurseur (1903-1942) - 1931 : idée de localisation des sources par deux transducteurs, à la vue d’un film de l’époque. Système expérimental dit de « son binaural » - 1935 : finalisation de son système, et essai dans le film « Trains at Hayes station », ainsi que « Walking & talking » - 1939 : Dernier film expérimental, « The Playet » - fin 1939 : abandon du système « binaural » par EMI - 1958 : premiers enregistrements musicaux (RCA et EMI) en stéréo avec l’arrivée du disque « Long Play » - 1959 : réapparition du système au cinéma dans « Ben Hur » - après 1959 : démocratisation de la stéréo et amélioration des technologies afférentes - années 70 : remise au goût du jour de la stéréo binaurale et prise en compte des paramètres psychoacoustiques. - années 90 : développement de modèles performants de systèmes de prise de son et de synthèse binaurale (IRCAM, CIPIC, Cycling’74, France Télécom, Lake DSP, Arkamis)

1. Pourquoi le multicanal ? 3. Alan Parson, Pink Floyd et Sony : l’essai quadriphonique - 1967 : principe de diffusion utilisé pour les concerts de Pink Floyd : 4 haut-parleurs ou clusters disposés en carré - Début 70s : utilisation du système de codage SQ de Sony pour trois album des Floyd en quadriphonie + Atom heart mother (1970) + Dark side of the moon (1973) + Wish you were here (1975) - 1970s : système parallèle au système Sony, le SQ Sansui - Milieu 1970s : échec de la quadriphonie en raison du faible engouement, de l’absence de standardisation et des problèmes techniques qu’elle occasionne.

1. Pourquoi le multicanal ? 4. Les Laboratoires Dolby, le tournant du multicanal - Années 50 : stéréo présente au cinéma via le Cinemascope (4 pistes optiques sur pellicule 35mm) et le Todd-AO (6 pistes magnétiques sur pellicule 70mm) - 1965 : création des laboratoires Dolby par Ray Dolby - 1976 : création du Dolby Stereo Optical - 1977 : utilisation du Dolby Stereo Optical dans le premier volet de la trilogie Star Wars par Georges Lucas - 1978 : création du Dolby Stereo Surround sur 6 pistes magnétiques en 70mm - 1982 : apparition du Dolby Surround grand public - 1987 : création du Dolby Surround Prologic - 1987 : création du Dolby SR optical ou SR-D - 1992 : utilisation du Dolby SR-D dans « Batman, the return » - 1993 : premier CI décodant le Dolby Digital pour le grand public - 1999 : apparition du Dolby Digital Surround EX optical

1. Pourquoi le multicanal ? 5. Les alternatives à Dolby - 1970s : reprise des études sur l’holophonie initiées par Huygens (1629-1695) et Kirchhoff (1824-1887) - 1972 : Terry Beard président de Nuoptix, concepteur des procédés d’enregistrements analogiques optiques pour le cinéma pour la firme Todd-AO - 1984 : Alliance de Terry Beard et Jim Ketcham (Lorimar) pour l’étude d’un système son numérique pour le cinéma : philosophie du support DATA - Février 1993 : apparition de la société DTS fondée par Terry Beard dans le cinéma, pour le film de S.Spielberg « Jurassic Park » en juin 1993 - Fin 90s : apparition du DTS ES (ou DTS ES Matrix 6.1) - Juin 1993 : apparition du Sony SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) dans le film « Last action heroe » - 1996 : naissance du label d’enregistrement DTSE (Digital Theater System Entertainment) - 1998 : Mise au point du binaural B à titre expérimental et premier enregistrement sous ce format : Cécile Le Prado, Le triangle d’incertitude, IRCAM - Début 2000s : Apparition du DTS ES discrete 6.1 - 2007 : Entrée en service du DTS HD

1. Pourquoi le multicanal ? c. Domaines d’application liés au multicanal 1. Le cinéma - Principal moteur en matière de développement des outils - Demande émanant directement du public - Volonté d’imprimer des effets à grand spectacle autant à l’image qu’au son 2. L’enregistrement et la diffusion musicale - Préoccupation moins évidente que dans le cinéma mais plus ancienne - Demande émanant avant tout des créateurs : offre une dimension supplémentaire à la création audio en général - Deux optiques principales : recréer un espace réaliste (fidélité ou virtualité) ou créer un univers sonore à part entière (création sonore) 3. Réalité virtuelle - Domaine lié aux technologies de l’imagerie numérique et de l’interactivité multimédia (jeux vidéos, visites virtuelles, etc…) - Même esprit de « grand spectacle » que le cinéma en même temps qu’une volonté d’immersion - Mêmes optiques créatives que la musique : fidélité et création

1. Pourquoi le multicanal ? 4. Les technologies de la communication - La téléconférence : volonté de restituer un environnement virtuel à partir d’acteurs distants (à rapprocher de la réalité virtuelle) - Nécessité de gain de temps avec le minimum de perte en terme d’interactions entre les intervenants d’une réunion - Très souvent lié à l’aspect visuel - Les retransmissions d’évènements sportifs, musicaux, théâtraux, etc… Moyens de transporter les informations spatiales dans des canaux de données relativement réduits 5. Domaine militaire - Simulateurs en tous genre : avion, sous-marin, char, etc… - PC opérationnels : modélisation d’alertes sonores dans l’espace au même titre que les affichages - Contrôle aérien (civil et militaire) 6. Urbanisme - Annonces de gares, d’aéroports - Installations sonores touristiques, parcours multimédia

1. Pourquoi le multicanal ? d. Enjeux économiques liés au multicanal 1. Equipement - plus de 200 000 salles de cinéma équipées à ce jour en occident - potentiel mondial de l’ordre de plus de 2 millions de salles de cinéma à équiper - Environ 20 000 000 foyers équipés d’une installation « home theater » en occident - Potentiel de l’ordre du demi-milliard de foyers à équiper dans un premier temps - En France : 1 500 000 lecteurs de DVD vendus en 2001, 65 000 vidéoprojecteurs, 700 000 écrans larges 16/9, 100 000 systèmes de haut-parleurs dédiés « Home Theater » - Environ 3000 studios professionnels équipés en mixage surround (musique et audiovisuel confondus) - Potentiel d’environ 20 000 à équiper 2. Productions audiovisuelles et musicales - Plus de 4 000 films en multicanal en 2004 - Plus de 10 000 disques produits en multicanal en 2004 (SACD,DVD audio, enregistrements, remastering) - environ 4 000 000 de DVD vendus en France en 2003

1. Pourquoi le multicanal ? e. La « guerre » des standards - 3 principaux acteurs sur la scène technologico-économique : Dolby, DTS et Sony - Plusieurs challengers économiquement plus faibles : Ambisonic, Holophonie, Binaural - Dolby détient la grande majorité du marché autant professionnel que domestique. - DTS tient tête en proposant des alternatives plus ou moins compatibles offrant une qualité supérieure. - Sony (division cinéma de Columbia) tient une place d’arrière garde, ne s’adressant qu’au milieu de la projection profesionnelle. - Ambisonic est quasi inexistant malgré sa simplicité et son efficacité. - L’holophonie reste à un stade expérimental en raison de sa complexité mais malgré ses performances exceptionnelles. - Le binaural commence à apparaître mais seulement dans le domestique en raison de ses contraintes et de son état d’avancement précoce dans la recherche. - Dolby bloque au maximum l’émergence des trois derniers formats en raison de leur aspect concurrentiel indéniable en terme de qualité. - DTS vise essentiellement le monde des audiophiles et ne crée en cela pas trop de gêne à Dolby

Fin de la première partie