Les formats de son cinéma

Les formats de son cinéma

Le son a bouleversé l'équipement des salles de cinéma. Ces dernières années, les nombreux cinémas Multiplex ont ainsi permis de faire remonter la pente à cette industrie. Il y a fort longtemps, le son au cinéma comme pour la musique était enregistré en mono, c'est à dire qu'il était enregistré sur une piste unique et nécessitait une seule enceinte pour la diffusion. Puis est apparue la stéréo, enregistrée par deux micros sur deux pistes séparées. Elle rendit possible la restitution d'une ambiance stéréophonique à l'aide de deux enceintes. Au cinéma, elle permit à l'auditoire une meilleure interaction avec l'histoire. Fort enthousiastes des effets réalistes de la stéréo, les ingénieurs poussés par une envie de réalisme croissant se sont lancés dans la multiplication des sources.

Ces avancées technologiques d'abord destinées au cinéma ont aujourd'hui un équivalent pour le particulier. Nous allons retracer toutes ces évolutions qui nous sont directement destinées. Il est important de garder à l'esprit que pour profiter de ces avancées il est nécessaire de posséder le matériel de décodage et de transmission adéquat.
L'équipement des salles répond à des attentes différentes de celles du home-cinéma. Les très nombreuses places de la salle doivent toutes profiter du son multicanal. Cela explique la multiplication des enceintes latérales et celles situées à l'arrière, alimentées par un système complexe de matriçage.

 

La famille DOLBY

Dolby surround

format monoLes anciens formats sont encore proposés sur certains DVD ou sur les VHS, pour les films n'utilisant pas les encodages multicanaux. On trouve ainsi les symboles de signal mono ou stéréo.
Apparu en 1982, le Surround signifie "entourer ou envelopper". Le format Dolby Surround utilise trois voies distinctes : une voie mono arrière, deux canaux frontaux pour latéraliser la bande sonore. Ces pistes ont peu de différence avec la voie arrière (entre 30 et 40 dB en ProLogic alors que les premiers décodeurs ne le distinguait que de 7 dB). Le 3ème canal, est monophonique même s'il est par la suite distribué sur deux enceintes arrières. Le canal d'infra-grave n'est pas encodé dans le signal mais simplement produit par filtrage et addition des surroundtrois canaux. Le Dolby Surround a fait le succès du LaserDisc dans lequel les 3 signaux sont matricés sur 2 canaux. C'est ce même codage (Left Total/Right Total) qui est utilisé pour diffuser des films Surround en Nicam. Le signal arrière a une bande passante réduite (100 Hz à 7 kHz).

 

Dolby ProLogic

prologic Lancé en 1987, Le Dolby Pro Logic est une extension matérielle du décodage Dolby Surround. Le décodeur Dolby Pro Logic émule une voie centrale avant, afin que le son paraisse plus naturel et surtout centré. Une enceinte supplémentaire, centrale, est utilisée pour reproduire les dialogues. Ce système augmente également la séparation des voies de droite et de gauche. La voie arrière reproduit l'image sonore en trois dimensions. Le Dolby Pro logic ou Dolby Surround est l’ancêtre analogique du Dolby Digital. La différence tient dans le niveau de séparation des canaux, ne dépassant pas 37 dB (dû à la technologie de déphasage employée), à une bande passante limitée dans les effets arrière (de 100 Hz à 7 000 Hz) et à deux voies arrières exactement identiques (mono).
Pour profiter d'un tel décodeur, il faut donc utiliser 5 enceintes pour accéder à un réel confort d’écoute. Ce système est aujourd'hui dépassé depuis l'arrivée du Dolby Digital (souvent appelé AC3).

 

dolby digital

format ac3 C'est en 1992 qu'apparaît le premier format multicanal entièrement numérique : le Dolby Digital. Il s'agit d'un son numérique utilisant jusqu'à 6 canaux distincts : gauche, central, droit, arrière gauche et arrière droit, plus un canal (LFE, Low Frequency Effects) dédié aux effets de basses. Contrairement au CD-Audio, le Dolby Digital utilise une méthode de compression : l'AC3. Le son est donc dégradé, mais dans des proportions très acceptables et souvent imperceptibles, équivalentes au format populaire MP3. Chaque canal bénéficie de son flux de données musicales, ce qui a pour conséquence directe un marquage très important de la séparation des canaux à l'écoute.


Lorsque les 6 canaux sont utilisés, on parle de Dolby Digital 5.1, le .1 indiquant que 10% des données numériques sont alloués au canal LFE. Les débits couramment utilisés sont de 448 Kbits/sec et 384 Kbits/sec pour les programmes codés sur 6 canaux, et 192 Kbits/sec pour les programmes stéréo. C'est infiniment moins que les formats audio HD, tels que le Dolby TrueHD ou le DTS-HD, mais le niveau de qualité proposé reste aujourd'hui encore impressionnant.
S'il est évidemment conseillé d'utiliser 5 enceintes et un caisson de basses pour profiter du Dolby Digital, l'emploi d'un nombre moindre d'enceintes est possible. Le décodeur Dolby Digital réalise alors un mixage (downmix) afin de profiter de toutes les informations de la piste originale.

 

Dolby Digital II

format ac3Les laboratoires Dolby ont ensuite développé de nombreuses autres technologies adaptées à la diffusion de signaux multi-canaux à partir de programmes stéréophoniques. Le Dolby Pro logic a connu une nouvelle révision en août 2000, baptisée Dolby Pro Logic II. Au programme :
- une lecture en multi-canal (jusqu'à 6 canaux) de sources stéréo,
- une amélioration de la bande passante des voies d’effets arrière (20 Hz-20 kHz contre 100 Hz - 7 KHz auparavant) et
- une meilleure séparation des canaux favorisant une image sonore plus précise.

Le Dolby Pro Logic II propose 3 modes de fonctionnement :
- Music
- Movie
- Panorama
- Un procédé ‘Phantom’ permet également de créer l’effet en l’absence d’enceintes surround.

Avec quels supports utiliser le Dolby Pro Logic II ?
On peut considérer que le résultat est intéressant surtout pour le cinéma, même à partir de sources VHS. En revanche, le résultat à partir de sources musicales stéréo n’est pas toujours intéressant, il faut essayer. Certains disques sont recommandés pour fonctionner avec ce mode Pro Logic II. Dans tous les cas, deux réglages permettent d’ajuster le résultat du Pro Logic II en fonction de votre installation et de la source que vous utilisez.

 

Dolby Digital IIx

Le procédé Dolby Pro Logic IIx reprend les caractéristiques du Dolby Pro Logic II en permettant une écoute en 6.1 ou 7.1 à partir de sources stéréo ou 5.1. Par l'ajout de 2 canaux surround arrière supplémentaires, cette technologie offre une ambiance sonore encore plus enveloppante pour vos bandes son (TV, DVD), en améliorant la profondeur et la spatialisation. Le Dolby Pro Logic IIx propose les deux modes d'écoute "Movie" et "Music" auxquels s'ajoute le mode "Game" qui optimise les effets spéciaux et les basses fréquences contenus dans les signaux surround des jeux vidéo.

 

Dolby Digital IIz

Le procédé Dolby Pro Logic IIz reprend les caractéristiques du Dolby Pro Logic IIx en ajoutant une nouvelle dimension spatiale. En offrant la possibilité d'ajouter 2 enceintes surround au dessus des enceintes frontales gauche et droite, le Dolby Pro Logic IIz introduit une composante verticale au champ sonore horizontal des systèmes surround classiques 5.1 ou 7.1. Avec ce nouveau procédé exclusif, on obtient une meilleure sensation de profondeur et de réalisme sonore, l’oreille humaine étant beaucoup plus sensible aux sons venant de l’avant qu’à ceux venant de l’arrière. Avec Dolby Pro Logic IIz, la pluie dans un film semble tomber sur le toit de l’auditeur. Les vidéos musicales donnent vraiment l’impression d’assister au concert. Les musiques d’orchestre acquièrent une profondeur, une vigueur et une présence plus tangibles.
Le Dolby Pro Logic IIz permet également aux développeurs de jeux vidéo de coder les signaux audio avec des informations spécifiques sur la hauteur (l’axe z), ce qui ouvre de nouveaux horizons pour des effets véritablement tridimensionnels.

 

dolby ex

format son EX pour «extended». Le Dolby Digital Surround EX est une extension du Dolby Digital qui introduit un canal arrière supplémentaire (6.1). Cette norme a été développée en collaboration avec Lucas film THX et Dolby Laboratories, à la demande de certains réalisateurs voulant créer des effets sonores sur 360°, plongeant le spectateur au coeur de l'action. Cette voie centrale ne représente pas un canal supplémentaire encodé numériquement, mais reprend le procédé analogique de déphasage entre les voies arrières existantes sur les systèmes actuels pour recréer une voie centrale arrière.
Pour bénéficier de cette voie arrière, il faut que le support soit encodé en Dolby Digital Surround EX. La certification THX recommande l’usage d’une nouvelle paire d’enceintes bipolaires en fond de salle.
Certains amplificateurs proposent ce format 6.1 chargé de stabiliser l'image sonore sur l'arrière. La sixème voie n'est pas présente dans le signal d'origine mais calculée par le décodeur.

 

dolby headphone

2000 : lancement du Dolby Headphone. Ce n'est pas un casque mais une technologie qui, lorsqu'elle est intégrée dans un appareil, recrée au casque un environnement sonore surround relativement réaliste avec tout types de casques stéréo standard.

 

virtual surround

En 2002 les laboratoires Dolby lancent le procédé Dolby Virtual Speaker. Conçu pour donner la sensation d'un son surround enveloppant avec une simple paire d'enceintes. Ce procédé de traitement numérique du signal simule les décalages temporels et les réflexions en les diffusant par les 2 seules enceintes frontales. Un mode large permet de donner l'impression que les enceintes sont plus écartées que leurs positions réelles. Ce procédé est complémentaire des systèmes Dolby Digital et Dolby ProLogic.

 

dolby digital plus

son 7.1Le procédé Dolby Digital Plus offre une meilleure qualité d'encodage et davantage de canaux. Il a été conçu pour les programmes haute définition (HD) grand public tels que le broadcast (TNT-HD) ou le streaming (vidéo instantanée sur Internet). Le Dolby Digital Plus représente la nouvelle génération de technologies de divertissement à domicile et reste compatible avec les décodeurs Dolby Digital existants. Ce format a été retenu comme la norme obligatoire pour le DVD HD et comme norme optionnelle pour le disque Blu-ray. Le Dolby Digital Plus peut restituer un son d'excellente qualité sur 7.1 canaux et plus à un débit de 6 Mbits/s (soit au moins 10 fois plus que le Dolby Digital). Cette norme est rétro-compatible avec les systèmes home-cinéma Dolby Digital 5.1. Ceux qui possèdent un décodeur Dolby Digital traditionnel à 5.1 canaux (sur un ampli AV ou un lecteur DVD/Blu-ray) bénéficieront d’une qualité encore plus remarquable avec le débit d'informations plus élevé du Dolby Digital Plus. Ce format de son haute définition est transmis en numérique par la liaison HDMI 1.3 au minimum.

 

dolby digital true HD

format 7.1Le Dolby TrueHD est l'ultime évolution du codage multicanal audio. Cette nouvelle norme offre un son sans compression (lossless) et a été développée pour les médias haute définition sur supports disques (HD-DVD et Blu-ray). Le Dolby TrueHD permet une reproduction sonore inégalée, identique au bit près aux masters enregistrés avec la meilleure résolution possible en studio. Désormais les auditeurs bénéficient d'un son en réelle haute définition. L'encodage du Dolby TrueHD utilise une technologie sans aucune perte, avec un débit binaire pouvant atteindre 18 Mbps. Ce format de son dernière génération supporte jusqu'à 14 canaux audio d'une résolution de 24 bits / 96 kHz. L'encodage du Dolby TrueHD est transmis en numérique par la liaison HDMI 1.3 au minimum et présent sur une majorité des films Blu-ray.

 

Dolby AtmosLe Dolby Atmos est un format audio multicanal offrant une spatialisation verticale du son grâce à plusieurs enceintes disposées au plafond et permettant la diffusion de sons provenant de sources discrètes dans toute la salle. Le Dolby Atmos peut ainsi gérer jusqu'à 64 canaux. Dans une salle de cinéma exploitant le Dolby Atmos, les enceintes qui reproduisent habituellement les canaux surround ne sont plus considérées chacune comme une seule enceinte diffusant le même son à gauche ou à droite des spectateurs, mais peuvent être utilisées indépendamment les unes des autres pour focaliser encore plus le signal sonore, vers l'avant ou l'arrière de la salle. La scène gagne en précision, chaque effet pouvant être diffusé sur une seule enceinte ou le groupe d'enceintes choisis lors du mixage original. Les sons diffusés suivent encore plus précisément les mouvements des acteurs et des objets à l'écran ou hors champ. De plus, l'intégration d'enceintes d'effets au plafond sur toute la profondeur de la salle accroît encore l'immersion et la précision des effets sonores.
Le Dolby Atmos peut être exploité à domicile avec un amplificateur compatible et deux ou quatre enceintes dédiées : il peut s'agir d'enceintes Dolby Atmos avec haut-parleur orienté vers le haut pour obtenir une réflexion des effets Dolby Atmos au plafond, ou bien d'enceintes encastrables montées au plafond. 

La famille DTS 

format ac3

DTS Digital Surround

Le DTS est la réponse de Steven Spielberg à Georges Lucas, il est apparu en 1993 avec le film Jurassic Parc. Le Digital Theater System (DTS) est très proche du Dolby Digital avec un encodage sur 5.1 canaux.
Son principal avantage est qu'il compresse beaucoup moins le signal - 4 fois moins - et numérise le son sur 20 bits au lieu de 16. Il offre ainsi une qualité de son bien meilleure au prix d'un débit nettement supérieur (1411 kbps) ce qui comble les puristes. Cependant il ne faut pas restreindre le DTS à un usage cinématographique. De part sa souplesse permettant d'enregistrer sur 1 à 8 canaux indépendants encodés de 16 à 24 bits pour un taux d'échantillonnage de 8 à 192 kHz ce qui permet un débit allant de 32 à 4096 kbps. Le DTS version 6 canaux, 20 bits, 44.1 khz pourrait devenir la future norme pour les CD audio multicanaux. Il existe quelques DVD de musique encodé en DTS.

 

format 6.1Le DTS Neo:6 est l'équivalent du Dolby Surround Pro Logic II pour les systèmes 6.1. Utilisant le même principe, partant d'une source stéréo et grâce à un décodage matriciel, il permet un rendu multicanal 6.1.

 

DTS 96/24

format ac3Avec l'encodage 16 bits / 44,1 kHz du CD audio, et l'avènement du DVD, beaucoup de majors ont éprouvé un intérêt certain à augmenter le nombre de bits (20 ou 24) tout en accroissant la fréquence d'échantillonnage (de 96 à 192 kHz). L'intérêt était d'offrir une marge dynamique supérieure et davantage d'informations dans le haut du spectre audio. Ainsi est né le DVD-Audio, qui proposait un encodage 96/24 sur 6 canaux. Ce format audio haute définition nécessitait un lecteur qui intègre des convertisseurs spécifiques pour être lu.

Le format DTS 96/24 permet :
- une reproduction fidèle du Master 96/24,
- une totale compatibilité avec les décodeurs existants,
- une lecture compatible avec certains les lecteurs DVD-vidéo et
- la sortie du flux numérique sur une sortie SPDIF.

 

DTS ES Matrix

Équivalent du Dolby Digital Surround EX 6.1, le DTS ES Matrix n'est pas comparable car la voie centrale arrière n'est pas encodée indépendamment des autres canaux. Ce septième canal est mixé dans les deux canaux surround.

Le DTS ES Discrete est l'évolution du DTS ES Matrix où les 7 canaux (6.1) sont encodés indépendamment. Le sixème canal est donc directement disponible sur le support DVD et non plus simplement calculé.

 

DTS Virtual

Le DTS Virtual permet d'écouter au casque, donc sur deux canaux, les pistes enregistrées en DTS 5.1 et 6.1.


DTS Interactive

Le DTS interactive est une version spécifique aux jeux vidéo.

 

format 7.1DTS HD Master AudioLe DTS HD Master Audio est l'évolution haute définition et lossless du DTS (5.1). Ce format offre une résolution de 24 bits sur 96 kHz, pour un débit de 24 Mbps. Le nombre de canaux est théoriquement illimité, mais seulement 8 sont traditionnellement présents. Ce format de haute définition est transmis en numérique par la liaison HDMI 1.3 au minimum, les liaisons numériques coaxiale ou optique n'ayant pas un débit suffisant. Si vous possédez un ampli home-cinéma doté d'entrées audio analogiques 7.1, vous pouvez alors bénéficier du DTS HD Master Audio via le décodeur intégré d'un lecteur Blu-ray compatible.

 

DTS Surround Sensation

Le DTS Surround Sensation permet de simuler un son surround tridimensionnel avec seulement deux enceintes ou un casque. Le cerveau humain analyse en permanence les sons entendus et reconstruit une "image sonore" tridimensionnelle par l'analyse, inconsciente mais bien réelle, des écarts de fréquences, des variations d'intensité et du décalage temporel entre les différents sons perçus. Lorsqu'on ne dispose que de deux enceintes ou d'un casque diffusant un programme musical traditionnel, la spatialisation du son est quasi absente et se cantonne à une image stéréo bien plate comparativement à une expérience d'écoute réelle. Avec le procédé DTS Surround Sensation, grâce à un puissant algorithme de calcul, les écarts de fréquence et d'intensité ainsi que le décalage temporel des sons qui permettent au cerveau humain de percevoir le son en 3 dimensions, sont reproduits avec seulement deux enceintes ou même un casque ! Vous pouvez ainsi profiter d'une expérience sonore beaucoup plus immersive et donc plus réaliste. Le procédé DTS Surround Sensation convertit les pistes audio 5.1, 6.1 et 7.1 en stéréo avant d'appliquer le traitement de simulation surround adapté pour une reproduction sur deux canaux (enceintes stéréo ou casque).

DTS:XLe DTS:X ajoute non seulement une véritable dimension verticale au son surround mais il introduit également le concept d'objets audio indépendants, pouvant être placés et déplacés librement dans la zone d'écoute au gré des mouvements des objets et personnages à l'écran et hors champ. Basé sur le DTS HD Master Audio, le format audio DTS:X exploite 2 ou 4 enceintes surround supplémentaires, placées au-dessus des enceintes frontales et surround arrière, en plus des enceintes 5.1, 7.1 ou 9.1 classiques. Les pistes audio DTS:X nécessitent un amplificateur compatible capable de les décoder. Un ampli non compatibles ne pourra lire que la couche encodée en DTS HD Master Audio.  

 

La norme de qualité THX 

THX

En 1982 lors de la production du film "Star Wars, le retour du Jedi", George Lucas, insatisfait du rendu musical dans les salles de cinéma de l'époque, demanda à son directeur technique Tomlinson Holman de résoudre ce problème. Ce dernier créa une norme de qualité avec des critères applicables aux salles obscures, puis au home-cinéma. Le THX (Tomlinson Holman eXperience) était né.
Contrairement aux normes Dolby Digital ou DTS, le THX n'est pas un procédé d'encodage mais une norme de qualité, dont seules les électroniques et systèmes de restitution haut de gamme portent l'estampille. Il est le seul sur ce marché à ce jour. Dans sa version étendue, le THX prend en compte les capacités des électroniques, les sources de restitutions, les revêtements de sol, murs, plafond, fauteuils (...), la taille et l'orientation des enceintes par rapport au volume de la salle, etc... Autant dire que pour avoir l'agrément THX tous les éléments d'une pièce d'écoute doivent être agréés THX !
Petite remarque : les systèmes agréés THX sont avant tout optimisés pour une expérience cinématographique multicanale. Le label THX n'est donc en aucun cas une norme de qualité pour une écoute purement stéréo.

 

THX UltraLe THX Ultra est une extension du THX pour garantir une meilleure qualité :
- grande puissance sur tous les canaux,
- niveau de 105 dB sans distorsion
Auparavant conçu pour les studios d'enregistrement, ce format est disponible aujourd'hui pour l'amateur passionné.

 

THX Select

Le THX Select est une déclinaison plus accessible du THX pour garantir une bonne qualité tout en utilisant des enceintes plus petites et plus faciles à placer. Cette norme est adaptée aux pièces de 56m3 ou moins.

 

THX ultra II

C'est actuellement la norme la plus élitiste des certifications THX. La norme THX Ultra 2 est conçue pour les grandes pièces (84m2 et plus) et prévoit une resitution sur 8 canaux et à un niveau de 105 dB.

 

D'autres procédés existent

SDDS Sony

Le SDDS (ou Sony Dynamic Digital Sound). SONY a mis au point un format spécifique pour les grandes salles. Réservé aux professionnels pour encore quelques temps (aucun lecteur DVD/Blu-ray ne le supporte), le SDDS utilise une compression de type ATRAC (comme le MiniDisc). Parmi ses nombreux avantages, il peut gérer de 2 (96 kHz  /24 bits) à 8 canaux (48 kHz / 16 bits). Il est donc compatible THX-Ultra. Vous retrouverez souvent ce logo à la toute fin des crédits d'un films.

 

Arkamys

Arkamys est un système acoustique inventé par une équipe française. Il permet de créé un relief sonore donc de simuler un son multicanal à partir d'une source stéréo voir même mono ! Arkamys permet donc un plus faible investissement dans le matériel home cinéma.


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