Les formats de son du home cinéma

Sources d'infos
Dolby Labs
DTS THX

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 ainsi que 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 apparu la stéréo, enregistré 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 meilleur interaction avec l'histoire. Fort enthousiastes des rendus et des effets que cette stéréo pouvait donner, les ingénieurs poussés par une envie de réalisme croissant se sont lancés dans la multiplications 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 pouvoir profiter de ces avancées il est nécessaire de posséder de matériel de décodage et de transmission adéquate.
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 arrières, alimentées par un système complexe de matriçage.

La famille DOLBY

Les 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 ». Il 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 3eme 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 trois 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 ProLogicLancé en 1987, Le Dolby Pro Logic est une extension matérielle du décodage Dolby Surround. Le décodeur Dolby Pro Logic émule une voie centrale, afin que le son paraisse plus naturel. Cette enceinte centrale reproduit typiquement les voix des acteurs. Ce système augmente également la séparation des voies de droite et de gauche. La voie arrières reproduit l'image sonore en trois dimensions.
Avec un tel décodeur, Nous avons donc besoin de 4 enceintes pour un réel confort d’écoute. Ce système est aujourd'hui dépassé depuis l'arrivée du Dolby Digital ou Dolby AC3.

Dolby Pro logic II
Les laboratoires Dolby ont développé ces dernières années de nombreuses technologies adaptées à la diffusion de signaux multi-canaux. Le plus utilisé aujourd’hui est le Dolby Digital, qui offre une qualité exceptionnelle de séparation des canaux, grâce à la technologie numérique. Cependant, le Dolby Digital, nécessite une source digitale (DVD généralement) et un encodage Dolby Digital.
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 arrières (de 100 Hz à 7 000 Hz) et à deux voies arrières exactement identiques (mono).

Le Pro logic II (août 2000) améliore beaucoup les lacunes du Pro Logic original :
- Il permet une lecture en multi-canal de sources stéréo standards sans encodage
- La bande passante des voies d’effet arrière est améliorée
- La séparation des canaux est meilleure
- Le Dolby Pro Logic II est entièrement compatible avec les encodages Pro Logic et Surround.

Avec quels supports utiliser le Dolby Pro Logic II ?
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.

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 système. 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 ProLogic IIx
Le Pro Logic IIx (2003) : Ce format est une extension du Dolby Pro Logic II conçu pour traiter les sources stéréo afin de produire un signal 5.1 et, avec le IIx du 6.1 ou 7.1. Le DPL IIx propose plusieurs modes: Movie, Music et Game pour produire des ambiances "réalistes".

Dolby Digital
1992: L'avènement des techniques numériques nous offre la technologie Dolby Digital. Un système de son numérique utilisant 6 canaux distincts. Appelé AC-3 (pour les appareils grand-public) et SR-D (dans les salles), il utilise un système de compression numérique très performant. Ce taux peut atteindre 12:1 pour un débit de 384kbps (échantillonnage bits/48 kHz). Tous les canaux sont indépendants et large bande. On devrait donc, pour exploiter correctement les possibilités du Dolby Digital, utiliser 5 enceintes identiques et un caisson de basses, d'où le fameux et très connu 5.1. Ses qualités principales sont un son mieux défini sur les canaux avant, une bande passante plus large, un vrais son stéréophonique sur les voies Surround.

Le Dolby Digital Surround EX
EX pour «extended». Le Surround EX sorti en 1998, est une extension du Dolby Digital qui avec son canal arrière supplémentaire permet une lecture sur 6.1 canaux. Ce canal arrière supplémentaire a été développé en collaboration par Lucas film THX et Dolby Laboratories à la demande de certains réalisateurs voulant crée des effets ininterrompu sur 360° plongeant de plus belle le spectateur au coeur de l'action et permettant aux spectateurs moins bien placé dans la salle de percevoir de manière plus prononcer les effets. 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 avec le procédé en question. Le procédé THX conseille l’usage d’une nouvelle paire d’enceintes bipolaires en fond de salle. Pour bénéficier de cette voie arrière supplémentaire, il faut que le support soit encodé avec cette option.

Certains amplificateurs proposent ce format 6.1 chargé de stabiliser l'image sonore sur l'arrière. La 6e 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.

Dolby Digital Virtual Speaker

En 2002 les laboratoires Dolby lance 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 système Dolby Digital et Dolby ProLogic.

Dolby Digital Plus
Cette technologie présente une meilleure fidélité, plus de canaux, de nouvelles compétences de compactage conçues pour les DVD haute défntion grand public, le broadcast, et les capacités de streaming (vidéo instantanée sur Internet). Dolby Digital Plus représente la nouvelle génération de technologies de divertissement à domicile et reste compatible avec les décodeurs Dolby Digital existants. Dolby Digital Plus a été sélectionné comme la norme obligatoire pour le format DVD HD et comme norme optionnelle pour le nouveau 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 Mo/s. Dolby Digital Plus est compatible avec les systèmes home-cinéma Dolby Digital 5.1 qui sont utilisés de nos jours. Ceux qui possèdent un décodeur Dolby Digital traditionnel à 5.1 canaux (sur un ampli AV ou un lecteur DVD 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 TrueHD
Dolby TrueHD est la technologie LossLess sans perte de nouvelle génération développée pour les médias haute définition sur support disque (HD DVD et Bluray). Cette technologie sophistiquée 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 avraiment haute définition. L'encodage du Dolby TruHD utilise une technologie 100 pour 100 sans perte avec un débit d'informations jusqu'à 18 Mbps. Ce format de son dernière génération supporte jusqu'à huit canaux audio pleine bande 24 bits / 96 kHz. Le format Dolby TrueHD a été sélectionné comme format obligatoire pour le HD DVD et comme format optionnel pour le Blu-ray Disc. Ce format de son haute définition est transmis en numérique par la liaison HDMI 1.3 au minimum

La famille DTS

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.

Le DTS neo 6
Équivalent du Dolby Surround Pro Logic II pous 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 ES Matrix
Équivalent du Dolby Digital Surround EX, ils ne sont pas comparables car la voie centrale arrière n'est pas encodé indépendamment des autres canaux. Ce canal monophonique résulte d'un décodage du message encodé sur les canaux surround conventionnels.

DTS ES Discrete
Il est l'évolution du DTS ES Matrix où les 7 canaux (6.1) sont encodés indépendamments. Le 6e canal est donc directement disponible sur le support DVD et non plus simplement calculé.

DTS Virtual
Il permet l'écoute au casque donc sur deux canaux les pistes enregistrées en DTS 5.1 et 6.1.

DTS Interactive
Version spécifique aux jeux vidéo.

DTS HD
Le DTS HD est l'évolution haute définition du DTS (5.1). Ce format propose un débit maximal de 24 Mbits/seconde (soit une exploitation multicanale 7.1 en 24 bits / 96 kHz) et un nombre de canaux illimité. Cependant le HD-DVD et le Blu-ray limitent le nombre de canaux audio à 8 et un débit maximum de 3 Mbits/seconde, donc un son DTS HD 8 canaux (7.1) en 24 bits / 48 Khz). Ce format de son haute définition est transmis en numérique par la liaison HDMI 1.3 au minimum, la liaison numérique coaxiale ou optique n'ont pas un débit suffisant pour traiter ce format. Si vous possédez un amplificateur audio-vidéo évolutif 7.1, il sera possible d'en profiter en connexion analogique en utilisant 8 câbles RCA, le décodeur se trouvant dans le lecteur HD-DVD ou Blu-ray.

La norme de qualité THX

George Lucas en 1982 pendant la création du film Star Wars Le retour du Jedi, insatisfait du rendu des bandes sonores dans les salles de cinéma de l'époque, par rapport aux enregistrements réalisés en studio, demanda à son directeur technique de la Lucasfilm Corp. Tomlinson Holman de résoudre ce problème. Ce dernier créa une norme de qualité incluant bon nombres de critères applicables aux cinémas et aujourd'hui au home cinéma.

Le THX (Tomlinson Holman eXperience) était né. Pour comparer aux Dolby ou autre DTS, le THX n'est pas un procédé d'encodage mais un critère de qualité dont seul 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 » poussée, les critères THX prennent 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 touts les éléments doivent être agréés THX!

Petite remarque, les systèmes agréés THX sont donc en aucun cas une norme de qualité pour une écoute stéréo mais bien pour une expérience cinématographique captivante.

Le THX repose sur une conception spéciale et rigoureuse de l'installation. Lucas Film souhaitait, en proposant le THX, que toutes les salles (de cinéma, puis privées) restituent correctement les efforts de ses ingénieurs du son.

Le THX Ultra est une extension du THX pour garantir une qualité meilleure: 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 chez l'amateur passionné.

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 de adaptée aux pièces de 56m³ ou moins.

THX Ultra 2
La norme THX Ultra 2 est conçue pour les grandes pièces (84m³ et plus) dans laquelle elle garantit un niveau de 105dB. Elle est en mode 7.1.

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 ne le supporte), il utilise une compression de type ATRAC (comme les MD). Parmi ses nombreux avantages, il peut gérer de 2 (96kHz/24 bits) à 8 canaux (48kHz/16bits). Il est donc compatible THX-Ultra.

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