Obligement - L'Amiga au maximum

Jeudi 23 novembre 2017 - 11:57  

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Matériel : ADC-16
(Article écrit par Laurent Itti et extrait d'Amiga News - avril 1993)


La société française Xanadu commercialise depuis peu une carte sonore haut de gamme qui permet la numérisation et la restitution de sons 16 bits, à des fréquences d'échantillonnage pouvant aller jusqu'à 48 kHz en stéréo. Précisons d'emblée que vu son prix et sa qualité (9000 FF pour la configuration la plus légère), ce produit s'adresse quasi exclusivement aux professionnels. Elle va permettre à l'Amiga de toucher de nouveaux milieux, autres que celui de la manipulation d'images vidéo où il est déjà bien implanté.

Partons maintenant à la découverte de ce produit : nous allons tout d'abord en étudier la composition matérielle, pour ensuite nous intéresser au logiciel fourni et, enfin, examiner les champs d'application de l'ADC-16.

Présentation matérielle

J'ai testé la configuration suivante : une carte ADC-16 interne pour A2000/A3000/A4000, accompagnée d'un rack 19 pouces (un "pod") et du logiciel développé par Xanadu. La répartition des tâches entre ces différentes composantes est la suivante :

Dans le pod

Dans le pod se trouve toute l'électronique se chargeant de la conversion analogique vers numérique. Ce pod se présente sous la forme d'un boîtier métallique bien solide, aux dimensions standards pour être directement monté sur un support d'appareils de sonorisation professionnelle (environ 5 cm de haut, 20 cm de profondeur et 19 pouces de large).

Le pod existe en deux versions : deux ou quatre voies (la version quatre voies est utilisée avec deux cartes internes, chacune étant en stéréo). Il dispose d'entrées analogiques par prises RCA classiques (comme celles que l'on trouve sur toute chaîne Hi-Fi), ainsi que par prises XLR symétriques (c'est la norme utilisée par les professionnels).

Il s'alimente sur le secteur, et une prise 9 broches assure la liaison, entièrement numérique, avec la carte interne. Cette façon de concevoir le produit (une carte interne pour la partie numérique et un boîtier séparé pour le traitement analogique) traduit tout de suite la vocation de grande qualité de l'ADC-16 : l'intérieur de l'Amiga est en effet très bruité électromagnétiquement, ce qui est inévitable dans tout ordinateur, vu le flot incessant de signaux qui s'y promènent (montez au maximum le son de votre moniteur, et vous pourrez entendre votre Blitter se mettre en route à chaque fois que vous déplacerez une fenêtre !). De plus, les alimentations de l'Amiga sont prévues pour des besoins purement numériques (du 5 Volts à + ou - 5% assez peu filtré).

C'est pour ces raisons qu'il est quasiment impossible d'obtenir une véritable qualité 16 bits avec une simple carte interne : même si cette dernière dispose bien de convertisseurs analogique-numérique 16 bits, on obtient en réalité une qualité qui varie entre 10 et 12 bits suivant l'humeur et l'état d'excitation de l'Amiga (ce serait d'ailleurs la même chose sur toute autre machine)...

Avec l'ADC-16, Xanadu a adopté la solution d'une alimentation spécifique pour le pod très propre et bien filtrée, un épais boîtier métallique pour limiter au maximum les parasites, etc. Ainsi, ils peuvent se permettre d'annoncer fièrement une résolution permanente de 15 bits et demi (c'est ce qu'on peut faire de mieux avec des convertisseurs 16 bits : en raison de la méthode adoptée pour effectuer la conversion delta-sigma, le bit de poids le plus faible est peu significatif, ce qui explique qu'on a en fait 15,5 bits au lieu de 16), ce qui correspond à un rapport signal/bruit supérieur à 90 décibels ! (l'intensité maximale restituable est environ 30 000 fois plus forte que le souffle). Rappelons toutefois que pour exploiter au mieux les 16 bits, il faut numériser correctement en utilisant toute la dynamique disponible (volume suffisamment fort, mais sans saturer).

Ensuite, on n'a plus à se soucier des interférences régnant dans l'Amiga, puisqu'on travaille sur des signaux numériques (il faut vraiment une très forte perturbation électromagnétique pour transformer un 1 (+5 Volts) en un 0 (0 Volt) ou vice-versa...).

Sur la carte

Sur la carte interne se trouve toute la partie concernant le traitement numérique du signal (automate interne, gestion du direct-to-disk, filtres antirepliement numériques, asservissement sur une synchronisation externe, etc.).

J'ai noté avec plaisir que les concepteurs de Xanadu y avaient utilisé deux gros "Xi-links" pour effectuer ce travail : il s'agit d'une race toute récente de composants (Xilinks étant en fait le nom du premier fabriquant à les avoir commercialisé) qui rend tous les circuits de logique classiques (séries TTL) obsolètes.

Ce sont des circuits intégrés reprogrammables, qui contiennent des bascules, un réseau de portes ET et un de portes OU, que l'on peut interconnecter entre elles comme on le désire, réalisant ainsi toute fonction logique voulue entre les entrées et les sorties du circuit (l'algèbre de Boole permet de décomposer toute fonction logique en sommes et produits de fonctions ET et OU, et les bascules permettent de faire de la logique séquentielle). Cela, on savait déjà le faire avec les PAL (Programmable Array Logic), sur lesquelles il suffit de programmer les connexions désirées comme on programme une EPROM.

Là où le principe devient grandiose dans les Xilinks, c'est que la programmation des connexions ne se fait plus par grillage de microfusibles comme dans une ROM ou une PAL, mais grâce à une couche de mémoire statique : le circuit est donc entièrement reprogrammable en temps réel ! L'intérêt de tels composants est donc énorme : on ne s'embête plus avec des dizaines de petits boîtiers de logique TTL, et on peut construire des fonctions élaborées, qui peuvent changer à l'infini, simplement en chargeant le "schéma" dans la mémoire du circuit (au lieu de faire construire un circuit spécifique, ce qui coûte au minimum 250 000 FF rien que pour faire les masques servant à "graver" le silicium). C'est à mon avis un progrès majeur dans l'industrie de l'électronique, ce qui explique pourquoi j'ai tenu à en parler ici en constatant que Xanadu exploitait déjà cette technologie.

Sur la carte interne se trouvent aussi : la liaison numérique avec le pod, des entrées et des sorties numériques DAT, une entrée de synchro externe, et deux sorties analogiques. On trouve effectivement sur la carte deux convertisseurs numérique-analogique, 18 bits et à octuple suréchantillonnage, c'est-à-dire qu'entre deux valeurs successives de l'échantillon, on calcule par interpolation des valeurs supplémentaires, afin d'atténuer les "marches d'escalier" sur le signal en sortie ; en réalité, ce principe permet surtout d'utiliser un filtre de sortie plus grossier.

En effet, l'oreille perçoit théoriquement les fréquences sonores jusqu'à 20 kHz (en pratique, plutôt 15...), et il suffirait donc, d'après le théorème de Shannon, de numériser à 30 kHz (sauf si l'on compte retravailler le signal). A fortiori, à 48 kHz, il est parfaitement inutile de chercher à lisser des "escaliers" que l'on ne risque absolument pas d'entendre, et que votre haut-parleur est de toute façon incapable de transmettre... Mais pour éviter l'aliasing (qui se produit par effet stroboscopique, les sons supérieurs à la fréquence maximale autorisée par l'échantillonnage se transformant en ondes plus graves), il faut filtrer le signal avant numérisation, ce qui représente un traitement d'autant plus facile qu'on se donne de la marge.

Pourquoi avoir décidé de mettre ces convertisseurs sur la carte, au lieu de les mettre eux aussi dans un boîtier séparé, me demanderez-vous ? Ne pert-on pas en sortie ce qu'on a gagné en entrée ? Si, bien sûr, et c'est précisément pourquoi on dispose de sorties numériques : les convertisseurs ont été ajoutés sur la carte comme une sorte de bonus (les convertisseurs numérique-analogique ne sont pas chers), et ces sorties analogiques sont surtout destinées à l'écoute pendant qu'on travaille sur des sons. Une fois le résultat final atteint, on l'exploitera directement à partir des sorties numériques (enregistrement sur DAT, ampli numérique, etc.).

Le logiciel

Et enfin, le logiciel développé par Xanadu pilote la carte et s'occupe d'acquérir et de rejouer les séquences ; il va faire l'objet de notre seconde partie.

Environnement logiciel

Le logiciel s'installe facilement et est accompagné d'une notice soignée et en français, même si l'on peut lui reprocher un usage légèrement trop intensif de nombreux anglicismes ; par exemple, je cite "[...] Vous pouvez tracker des songs avec différents offsets [...]" (pour être tout à fait honnête, je précise toutefois que la signification de tous les mots anglais utilisés est à chaque fois bien expliquée en français, et qu'en fin de compte le manuel n'est pas vraiment difficile à lire, mais plutôt amusant).

Codage de l'information

Le problème majeur qui se pose lorsqu'on veut réaliser un logiciel de ce type est la taille des données traitées : à titre d'exemple, une heure de musique échantillonnée en stéréo à 44,1 kHz (fréquence utilisée dans les CD) nécessitera 636 Mo de disque dur rien que pour les données brutes, et la notice prévient qu'il faudra prévoir encore 25% de place supplémentaire pour pouvoir les utiliser (ce qui nous amène à environ 800 Mo).

Comment faire alors pour écrire un logiciel qui permette de se promener comme on le désire dans les échantillons, sans avoir à attendre pendant d'interminables accès disques (pour se positionner au bon endroit dans le fichier gigantesque) à chaque déplacement ? Les programmeurs de Xanadu ont résolu la question de façon élégante, comme nous allons le découvrir.

Signalons en outre que, en plus d'être bien gros, votre disque dur devra avoir des temps d'accès rapides, car la carte fait du direct-to-disk (à moins que vous ayez 800 Mo de mémoire ?). La notice recommande du SCSI à moins de 20 ms de temps d'accès. Pour finir, un Amiga accéléré est de rigueur, et 4 Mo de mémoire un minimum... J'aime autant vous prévenir qu'en utilisant l'A3000UX du Club ATP (68030/25 MHz, 9 Mo de mémoire et 200 Mo de disque dur), le logiciel était très agréable et rapide à utiliser, mais je n'ai pas pu échantillonner aux plus hautes vitesses, car le disque n'arrivait pas à suivre ! Il faut dire que nos A3000 datent des premiers temps et ne disposent donc peut-être pas de disques au top niveau en matière de vitesse ; et surtout, j'ai réussi péniblement à me dégager 10 Mo sur ce disque qui n'a pas été défragmenté depuis deux ans (les données ne sont donc plus stockées consécutivement, ce qui allonge les temps d'accès)...

En fait, tout devrait bien marcher sur un gros disque dur SCSI moderne et pas trop fragmenté (et je ne parle pas d'un SCSI-2, dont les performances sont époustouflantes). Pour les malheureux qui ont de l'IDE ou un autre bricolage du même style, un essai s'impose !

Les chiffres précédents concernaient une utilisation en deux pistes, car pour quatre, la configuration recommandée est : 68030/68040 à 33 ou 40 MHz, disque SCSI ou SCSI-2 de 1 Go, 16 Mo de mémoire... On ne plaisante plus ! Maintenant que nous avons dimensionné les besoins en matière de matériel Amiga requis, revenons plus en détails sur le logiciel.

La solution retenue par les développeurs de Xanadu pour manipuler vos énormes sons est la suivante : on se réserve sur le disque dur un répertoire "Samples" dans lequel se fera le direct-to-disk. Les échantillons y seront sauvés en format RAW (données brutes, un fichier par voie).

J'imagine un sourire narquois sur certains visages : "comment, même pas de compression en temps réel ?". Réfléchissons quelques secondes à la question : il est de toute façon hors de question d'utiliser une méthode de compression permettant des taux très élevés (genre JPEG audio, ou méthode des delta de Fibonacci), car ces méthodes sont destructrices : pour comprimer efficacement, on supprime en effet des parties du son considérées comme peu importantes à l'écoute, même si elles peuvent le devenir quand le son sera retravaillé ; ceci est formellement contraire à la philosophie générale de l'ADC-16 (qualité maximale). On pourrait alors compresser avec des méthodes non destructrices (comme font Lha ou Powerpacker sur des programmes...) et obtenir des réductions qui sont loin d'être extraordinaires, mais qui seraient appréciables tout de même vu la taille de nos données. Oui, mais alors l'accès aux différentes parties d'un son très long tiendrait de l'exploit (par exemple, je suis au début d'un son, et je veux aller me positionner à la 31e minute, à la milliseconde près, et écouter et voir ce qui s'y trouve, puis le mixer à un autre son...) et demanderait une puissance de calcul trop importante pour une utilisation agréable.

Je conclurai donc en ce qui concerne la compression de la manière suivante : rien ne vous empêche de compresser vos sons comme vous le désirez pour les archiver ; mais quand vous les éditez, il est bien plus agréable de les avoir sous forme non compressée...

Une fois vos échantillons sauvés dans le répertoire "Samples", on peut alors créer un fichier "Song" pour chaque échantillon, ce qui fera l'action suivante : sauvegarde de la liste de tous les blocs du disque occupés par l'échantillon dans un fichier, et sauvegarde d'un dessin simplifié (on n'a pas 216=65 536 points de résolution verticale à l'écran...) de la forme d'onde dans un autre fichier. Et c'est gagné : les deux fichiers ainsi créés sont suffisamment petits pour qu'on y accède très rapidement, et ils suffisent à assurer la navigation dans vos sons (lorsque l'on désigne une zone du dessin, le programme sait précisément quels blocs il devra aller chercher sur le disque pour jouer la partie de l'échantillon qui vous intéresse).

Attention : une fois vos fichiers de "song" créés, il ne faudra plus modifier l'échantillon correspondant (sinon, la table des blocs deviendra incohérente). Il ne faut donc pas oublier de recréer le "song" après toute modification de l'échantillon ou intervention directe sur son fichier. Maintenant que nous avons vu comment le logiciel se débrouille pour utiliser ses données, voyons ce qu'il permet de faire.

Utilisation du logiciel

Le logiciel dispose d'une interface graphique style 2.0, et il est entièrement multitâche : ça fait bien plaisir !

La première chose à faire est de choisir le mode d'utilisation de la ou des carte(s) désirée(s) : échantillonnage de 22 à 48 kHz, entrées numériques directes, synchro sur time-codes LTC, VITC, MTC, pilotage par MIDI, etc. (voir figure 1). C'est là que les Xilinks sont bien pratiques : ces opérations qui correspondent à des changements complets du mode de fonctionnement de la carte peuvent être effectuées au vol.

AD516
Figure 1

Ensuite, on est prêt à commencer les enregistrements. Toute cette partie du logiciel est assez classique (voir figure 2) : boutons d'enregistrement, retour, avance, lecture, surveillance des entrées... Je tiens à signaler que c'est vraiment très bien fait : on est d'entrée de jeu impressionné par les aspects temps réel du logiciel (on a déjà vu dans des articles précédents que l'Amiga était doué en ce domaine). Il y a, en effet, des compteurs qui tournent à toute vitesse un peu partout, les tracés d'ondes en entrées défilent en temps réel dans leurs fenêtres, tous les boutons fonctionnent toujours, même quand on est en train de torturer son pauvre disque dur en enregistrant à fréquence élevée, avec par derrière un Workbench toujours accessible, etc.

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Figure 2

Une fois qu'on a enregistré tous les sons que l'on désirait, on peut alors passer en mode "Song". Là encore, le logiciel reprend tout ce que l'on trouve d'habitude, et toujours avec une qualité de réalisation du tout premier ordre : on peut faire défiler et zoomer à volonté dans le signal enregistré, définir des "Clips" (portion du son qui nous intéresse et que l'on définit à la souris : la zone passe alors en vidéo inverse et on peut lui appliquer quelques traitements élémentaires ; là encore, l'aspect temps réel est impressionnant, car on peut modifier en temps réel sa zone de clip, pendant qu'on est en train de jouer le son, et donc que sa forme d'onde est en train de défiler !).

Un traitement intéressant est le "tracking" qui permet de mixer plusieurs sons en un seul, en les mélangeant à des intensités différentes (la figure 3 est suffisamment claire pour que je ne m'étende pas davantage sur cette fonction).

AD516
Figure 3

Ce mode "Song" sert donc essentiellement à fignoler l'aspect de vos sons de façon précise à l'enregistrement. 11 est difficile d'enregistrer d'emblée un son sans avoir un peu de déchet avant et après (par exemple, on lance l'enregistrement avant d'appuyer sur la touche "Play" de la platine CD).

Il est alors possible de mettre ces sons bout à bout pour créer une liste de lecture, alias "playlist" (voir figure 4). Là encore, la convivialité et la puissance sont au rendez-vous : les sons sont représentés par des petites briques que l'on met bout à bout en les déplaçant à la souris. C'est simple, rapide et agréable. Pour éviter de désynchroniser vos canaux gauche et droit, il est possible de déplacer les briques des deux canaux en même temps. En fait, on trace un rectangle à la souris et tout ce qui est dedans sera sélectionné, et pourra donc être déplacé d'un coup ; cela marche comme dans le Workbench 2.0 avec les icônes.

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Figure 4

Enfin, on a la possibilité de faire du "fading", c'est-à-dire d'obtenir une montée en volume progressive (fade in : voir figure 5), une transition douce entre deux échantillons (cross fade), et une descente en volume douce (fade out), le tout de façon linéaire ou logarithmique.

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Figure 5

Les zones où cela est fait apparaissent avec les symboles correspondants sur la liste d'écoute (revoir figure 4). Là encore, quand on joue la liste d'écoute, un curseur se déplace dessus et elle se met à défiler en temps réel, etc.

Un dernier mot à propos des raccourcis clavier : ils existent pour absolument toutes les fonctions et sont assez bien pensés. Même si on ne les utilise pas trop au début, leur préférant les menus, cela doit être agréable quand on connaît bien le logiciel, pour travailler rapidement avec.

Et les fonctions de traitement du signal, me direz-vous ? L'écho, le tout dernier effet du cosmos et toutes ces choses amusantes ? Elles n'existent pas dans ce logiciel, pour la bonne raison qu'elles existent déjà dans un autre, Samplitude Pro, qui est généralement distribué avec l'ADC-16, et est compatible avec cette dernière.

J'ajoute enfin qu'étant donné que les échantillons sont en format RAW, rien ne vous empêche de vous amuser à prendre un bon livre de traitement du signal et à programmer quelques effets exotiques. Des modules de conversion vers des formats standards sont en outre prévus, permettant d'utiliser n'importe quel logiciel travaillant en 16 bits. Attention toutefois : ces derniers travaillent en général en RAM, et donc sur des échantillons de taille relativement limitée...

En fin de compte, j'ai vraiment trouvé ce logiciel bien fait et agréable à utiliser. De plus, son aspect très professionnel (aspect 2.0, temps réel) en fait un composant de choix dans la logithèque technique Amiga. Munie de ce genre de logiciel, une station Amiga n'a vraiment rien à envier à des machines réputées plus professionnelles.

Le public visé

L'ADC-16 se destine donc à toute personne voulant faire de la sonorisation de qualité, et plus particulièrement à quatre grands types d'utilisateurs :

Les radios, qui veulent faire du montage (elles l'utilisent alors en analogique->analogique, ou numérique->numérique suivant leurs équipements déjà en place).

Les musiciens : la solution proposée par Xanadu est alors le couplage avec une carte passerelle PC et un Cubase PC (logiciel genre Bars' N Pipes) : l'intérêt d'une telle configuration est d'exploiter à fond l'aspect multiprocesseur d'une telle machine, et en particulier de ne pas surcharger l'Amiga par un logiciel de musique en plus de celui de l'ADC-16.

Les vidéastes : l'ADC-16 se marie à merveille à une régie vidéo (voir tous les modes de synchronisation sur une source externe, figure 1). On peut alors facilement réaliser des apostrophes vidéo, simplement en collant des sons sur des images, en étant bien synchronisé par un code temporel.

Les cinéastes : l'enregistrement de sons en accord avec un code temporel permet en effet de réaliser des doublages sonores de films.

Les prix

Les configurations proposées sont étudiées en fonction de vos besoins (la distribution est assurée par MAD). Les prix des différentes composantes sont les suivants :
  • 6330 FF HT pour une carte interne.
  • 2500 FF HT pour le logiciel.
  • 4835 FF HT pour un pod 2 voies.
  • 7335 FF HT pour un pod 4 voies.
  • 5660 FF HT pour une carte de lecture LTC, VITC.
  • 1335 FF HT pour Samplitude Pro.
Suivant les besoins, le prix d'une configuration peut donc être très variable. Cela peut aller d'une radio qui travaille en numérique et a donc besoin uniquement d'une carte et d'un logiciel, à une installation très haut de gamme pour une régie vidéo.

Les projets de Xanadu

Les concepteurs de Xanadu finissent actuellement une carte à base de DSP (deux 56001 à 27 MHz) qui s'interfacera directement avec l'ADC-16, l'idée étant de faire transiter le moins de choses possibles sur le bus de l'Amiga. Cela leur permettra de se lancer de plain-pied dans le traitement numérique du signal, par exemple pour s'orienter plus particulièrement vers le débruitage (un logiciel développé par des chercheurs du CNRS sera bientôt disponible) et la reconnaissance de formes dans les ondes sonores. Vous l'avez certainement compris : l'étape suivante est la reconnaissance de parole, même s'ils restent très discrets et modestes à ce sujet.

Conclusion

Je vous avais prévenus, l'ADC-16 est réellement à vocation professionnelle, et elle m'a semblé, au travers de ce test, tout à fait à la hauteur de cette lourde tâche. Espérons qu'elle aidera à faire accepter que l'Amiga puisse figurer en bonne place dans l'univers des machines dites "sérieuses"...

Note : je remercie Jean Tourrilhes pour m'avoir prêté le matériel de la sono de Télécom Paris.

Nom : ADC-16.
Constructeur : Xanadu.
Genre : carte son.
Date : 1992.
Prix : 9000 FF.


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