Algomus

TD/TP Audacity et Représentations numériques du son

Vous noterez vos réponses aux questions (les questions sont notées en gras dans l’énoncé) dans un document texte (LibreOffice, Word, etc.). Le nom de votre document doit inclure nom-prenom-audacity (en remplaçant nom et prenom par vos nom et prénom). Le logiciel Audacity est installé en salle informatique. Si vous travaillez sur votre ordinateur personnel, vous pouvez l’installer à partir du site officiel.

1. Représentation numérique du son

Ouvrir le logiciel Audacity et générer un son (à l’aide du menu Générer/Tonalité) sous la forme d’une sinusoïde à 440Hz (correspondant à un La 4), d’amplitude 0,8 et d’une durée de 3 secondes. Vous pouvez à tout moment écouter la forme d’onde que vous visualisez à l’aide du bouton “Play” (ou d’une simple pression de la touche espace).
Zoomer sur une région quelconque de la forme d’onde afin d’observer les sinusoïdes puis la position dans le temps des échantillons
Audacity vient donc de créer sur votre ordinateur la représentation numérique d’un son. Il a donc du pour cela choisir une fréquence d’échantillonage c’est à dire : “je retiens combien de valeurs en une seconde”. La fréquence d’achantillonage choisit par défaut par Audacity apparait dans le menu déroulant “Taux du projet (Hz)” en bas à gauche de la fenêtre. Quelle est cette fréquence d’échantillonage par défaut ? Sachant cela, cet extrait sonore de 3 secondes est représentée sur votre ordinateur par combien de valeurs d’amplitude ?
Le son généré possède une fréquence de 440Hz (il s’agit donc d’un La), cela signifie qu’il y a 440 sinusoïdes en 1 seconde. Par déduction, combien d’échantillons est constituée une sinusoïde ?

2. Fréquence d’échantillonage

A peu près toutes les manipulations dans Audacity peuvent être annulées avec Edition+annuler ou directement ctrl+z (ou cmd+z selon votre système d’exploitation).

Télécharger le fichier lucky_original.wav et enregistrez-le sur votre ordinateur dans un dossier nommé seance-audacity à l’intérieur d’un dossier nommé musique-technologie.
Combien d’espace en Kilo octets (= Ko) occupe ce fichier sur le disque dur ?
Ouvrez l’application Audacity et importez-y le fichier lucky_original.wav
Combien d’échantillons par secondes ce fichier audio inclut t-il ? (La fréquence d’échantillonnage est spécifiée dans le volet déroulant à gauche de la partie inférieure de la fenêtre d’Audacity)
À l’aide du menu Pistes/Rééchantillonner, modifier la fréquence d’échantillonnage de manière à ce qu’elle soit divisée par 10.
À présent combien d’échantillons le fichier audio inclut-il par seconde ? Ce changement se ressent-il sur l’écoute ?
Exporter l’audio sous la forme d’un nouveau fichier au format WAV nommé lucky_fe10.wav après avoir modifié la fréquence d’échantillonnage du projet dans le volet en bas à gauche de la fenêtre (si vous ne faîtes pas cela, Audacity re-créera automatiquement des échantillons de sorte de sauvegarder un fichier audio WAV qui a bien une fréquence d’échantillonnage de 44100 Hz).
Combien d’espace prend ce nouveau fichier sur le disque dur (en Ko) ?
Par combien la taille du fichier initial a t-elle été divisée ?
Recommencer l’expérience en baissant encore plus la fréquence d’échantillonage (vous pouvez écouter le résultat directement dans Audacity).
À partir de quelle fréquence (approximativement) ne reconnaissez-vous plus le morceau ?
Dans un nouveau projet Audacity, importer le fichier lucky_fe10.wav
Zoomer sur la forme d’onde jusqu’à voir les échantillons
À l’aide de Pistes/Rééchantilloner faites retrouver à l’extrait sa fréquence d’échantillonnage originale
Exporter l’audio obtenu sous un fichier du nom lucky_fe10_fe1.wav (après avoir mis à jour la fréquence d’échantillonnage du projet dans le volet en bas à gauche de la fenêtre)
Quelle différence en terme d’espace occupé sur le disque y a t-il entre les fichiers lucky_fe10.wav et lucky_fe10_fe1.wav ?
Quelle différence percevez-vous en terme de qualité sonore ?
Le fichier a t-il retrouvé sa qualité initiale ? Pourquoi ?

3. Quantification

Ré-importer le fichier original lucky_original.wav dans Audacity.
Exporter en audio - mais au moment de saisir un nom de fichier, spécifier l’encodage Unsigned 8 bit PCM (à l’aide du menu options ou en sélectionnant “autre format non compressé”) et enregistrez-le au format WAV sous la forme d’un fichier nommé lucky_qu8.wav.
Observez la taille du fichier obtenu. Écoutez le et comparez le à l’original. Que constatez-vous ? Cette différence de qualité vous semble t-elle de même nature que celle obtenue en réduisant la fréquence d’échantillonnage ?

4. Manipulations de fichiers audio avec Audacity

4.1. Normalisation

Normaliser une forme d’onde consiste à l’amplifier dans son ensemble (= augmenter la valeur d’amplitude de tous les échantillons) en fixant à une valeur précise l’amplitude maximum (qui correspond généralement à la valeur max avant saturation)

Ré-importer le fichier original lucky_original.wav dans Audacity.
Sélectionner l’ensemble (ctrl+A) et appliquer l’effet “Amplification” à 30 dB. Quel changement apparait sur la forme d’onde ? Écoutez le résultat, que constatez-vous ?
Annuler cette amplification (Edition/Annuler Amplification ou directement ctrl+Z)
Sélectionner l’ensemble (ctrl+A) et appliquer l’effet “Normaliser” de manière à ce que l’amplitude maximum soit fixée à -1,0 dB.
Écoutez le résultat, que constatez-vous ?
Exporter l’audio sous la forme d’un fichier WAV nommé lucky_norm.wav

4.2. Boucles

Importer le fichier original lucky_norm.wav dans Audacity.
À l’aide des outils de manipulation (sélectionner, copier, coller) faites en sorte que l’extrait se répète 10 fois d’affilé. Pour cela
- Sélectionner à l’aide de la souris la région qui doit être prise en compte dans la boucle de sorte que le lecture en boucle maintienne le tempo constant (on veillera en particulier à laisser le silence inutile au début de l’extrait en dehors de la sélection). Une sélection se fait avec la souris directement sur la forme d’onde. Une sélection apparait sous la forme d’une zone plus foncée. Afin d’éviter un phénomène de “clic” indésirable, veillez à ce que votre sélection commence et se termine à un endroit où la forme d’onde a une même valeur (typiquement 0). N’hésitez pas à zoomer autant que nécéssaire afin d’être précis. La touche MAJ du clavier combinée avec le clic gauche de la souris permet de sélectionner un intervalle avec précision (la sélection reste active après un (dé-)zoom).
- Une fois la sélection effectuée, vous pouvez tester son rendu on boucle en appuyant sur maj+espace.
- Si cela vous convient, vous pouvez supprimer les extrémités à l’extérieur de la sélection avec le bouton “rognage audio” (ou directement ctrl+T). Vérifier que le silence au début du flux a bien été supprimé.
- Vous pouvez enfin répéter la séléction en appliquant l’effet “Répéter”. Cet effet répète l’extrait sous la formes de clips à l’intérieur de la piste.

Sauvegarder le résultat sous la forme d’un fichier nommé luckyx10.wav

4.3. Effets

Les questions suivantes sont à effectuer sur le fichier audio luckyx10.wav dans Audacity

Ajouter une nouvelle “piste de marqueurs” (Pistes/Ajouter nouvelle)
Ajouter un marqueur au niveau de la première itération de la boucle avec le nom “original”. (Il est possible d’ajouter de créer un marqueur sur un intervalle en (1) sélectionnant l’intervalle (2) Piste/Add Label at Selection (ou directement ctrl+B))

Sur chaque itération suivante appliquez un des effets suivants (en précisant à chaque fois l’effet appliqué sous la forme d’un label). Un clip se sélectionne en double cliquant dessus.

Pour le premier clip : fondre en ouverture
Pour le dernier clip : fondre en fermeture
transposition d’un demi ton vers le haut
changement de la vitesse
égalisation de votre choix
inverser le sens
phaser
reverb
changement progressif de la hauteur

Effectuez une capture d’écran de votre forme d’onde avec les marqueurs et insérez l’image dans votre document de réponse. Éditez l’image de sorte que seule la forme d’onde, les marqueurs, et les valeurs des axes (secondes ou millisecondes sur l’axe horizontal au dessus de la forme d’onde, et amplitude de -1 à 1 sur l’axe vertical à gauche de la forme d’onde) soient visibles. Les autres éléments de l’interface d’Audacity ne doivent pas être visibles. N’oubliez pas que l’image doit être insérée dans votre document réponse (et non pas jointe sous la forme d’un fichier séparé).

Exporter le fichier final sous la forme d’un fichier audio nommé lucky_effets.wav. Sauvegarder votre projet audacity sous la forme d’un fichier nommé lucky_effets.aup.

4.4. Superposition

télécharger le son kwak.wav. Dans Audacity importez lucky_original.wav. Ajoutez une piste supplémentaire grâce à laquelle vous ferez sonner le son kwak.wav “en rythme” (comme si vous tappiez des mains, sur les temps ou sur les contre-temps selon votre préférence) de lucky_original.wav. Exportez le résultat sous le nom lucky-kwak.wav.

5. Mixage

Fast Track: si vous êtes déjà à l’aise avec d’autres séquenceurs/DAW et que vous trouvez qu’Audacity est un peu limité pour tout cela, vous pouvez réaliser cette partie avec un autre logiciel comme le DAW open-source Ardour.

Cette page de Cambridge Music Technology regroupe des projets multipistes pour s’entrainer au mixage. Pour chaque projet, un mix de référence vous est proposé (sur la droite). Un bouton “play” vous permet d’avoir un aperçu audio de l’ensemble mixé. Écoutez quelques projets.

Choisissez un projet et indiquez-le dans votre compte-rendu. Téléchargez l’ensemble des pistes correspondant à un extrait (Edited Excerpt). Téléchargez aussi le mix de référence (Excerpt Preview). Les pistes sont en haute qualité, le téléchargement peut donc prendre du temps (la taille de chaque projet est indiqué sur le lien de téléchargement).
Dans un nouveau projet Audacity, importez le mix de référence, puis importez les pistes audio de chaque instrument (vous pouvez importez toutes les pistes d’un coup en sélectionnant plusieurs fichiers lors de l’import). Vous avez donc sur la piste du haut le mix de référence, et sur les pistes suivantes chaque instrument.
Commencez par écouter le mix de référence seul (à l’aide du bouton “Solo”). Écoutez ensuite le mélange des pistes instruments, mais sans le mix de référence (à l’aide du bouton “Silencer”). Quelles différences percevez vous entre ces deux écoutes ?
À l’aide de la table de mixage (Affichage/table de mixage) faites varier le volume des différentes pistes afin de vous approcher le plus possible du mix de référence. Il est possible d’écouter un passage en boucle à l’aide de la touche shift+clique sur play. Exportez le résultat sous la forme d’un fichier audio mon_mix.wav.
À votre avis, quel autre type de modifications faudrait-il apporter pour se rapprocher encore plus du mix de référence ?. Essayez d’améliorer votre mixage dans ce sens, et commentez vos essais.

6. Rendu

Regroupez les fichiers lucky_norm.wav, lucky_effets.wav, lucky_effets.aup, lucky-kwak.wav, mon_mix.wav ainsi que votre document de réponses exporté au format PDF dans un fichier compressé nom-prenom-audacity.zip qui sera votre rendu.

Auteur : Louis Bigo (2021)