Caractéristiques fondamentales du son

Si vous êtes désireux de créer des sons et souhaitez y consacrer votre temps, créez divers environnements audio sous forme de musique, d'effets sonores, de contenu audiovisuel et toutes les implémentations possibles de l'audio dans la vie, désirez devenir un pro de la conception sonore ou du son. ingénieur, passons en revue la définition fondamentale de ce qu'est le son. Ces connaissances sont importantes pour comprendre les bases et apprendre la technique du travail avec l'audio. En tant que sculpteur de cet environnement particulier, vous devez connaître votre matériau et il est caractéristique de pouvoir mieux le manipuler et donner à votre idée la forme souhaitée.

Au sens le plus large, le son est une onde de pression créée par un objet vibrant et se propageant dans un milieu.

Les ondes vibratoires se propagent dans l'air ou dans tout milieu (solide, liquide ou gazeux) créant une vibration mécanique de ses particules.

Dans un sens plus subjectif, le son est la perception de ces vibrations par les sens particuliers des animaux ou des humains. La variété des sons que nous entendons dépend des diverses caractéristiques de l’onde sonore dans laquelle elle se déplace et des combinaisons de ces paramètres.

Montrez ces caractéristiques fondamentales du son ci-dessous sur un exemple d’onde Sin simple :

1. Fréquence, qui apparaît pour les oreilles humaines comme un son grave ou aigu

Basse fréquence (basse)

Salut fréquence (Cheep)

Une vague peut produire plusieurs cycles en une seconde, le nombre de ces cycles est appelé fréquence de la vague. Comme l’onde est produite par un corps vibrant, le corps vibrant a la même caractéristique – la fréquence. La fréquence de l'onde sonore se mesure en hertz.

Il en va de même pour un corps vibrant. Une vibration complète produit un cycle complet d’onde. Si par seconde 50 vibrations sont produites, nous pouvons dire que la fréquence d'une onde est de 50 Hz, soit 50 cycles par seconde. Autrement dit, 1 Hz équivaut à 1 vibration par temps.

Fait intéressant, le passage d’une onde à travers différentes substances n’affecte pas et ne modifie pas la fréquence de l’onde, elle reste fixe.

La fréquence d’une onde est la même que la fréquence du corps vibrant qui produit l’onde. Lorsque les vibrations sont rapides, une unité de fréquence plus grande est appelée kilohertz (kHz), soit 1 kHz = 1 000 Hz. En ce qui concerne l'audio, nous traitons principalement d'une gamme de fréquences et de variations qui sonnent simultanément, créant ainsi différentes tonalités et harmoniques.

Une oreille humaine saine peut percevoir un son dans une plage de 16 Hz à 20 kHz. Un son avec une fréquence inférieure à 20 Hz est appelé infrasons, et avec une fréquence supérieure à 20 kHz que l'oreille humaine normale peut percevoir, on parle d'ultrasons.

2. L'amplitude est une autre caractéristique d'une onde sonore, car les oreilles humaines apparaissent dans le son sous forme de volume. Lorsque la fréquence reflète la vitesse des vagues, l’amplitude correspond à la hauteur (ou à la basse) des vagues. Dans la vie quotidienne, le volume d'un son se mesure en unités appelées décibels (dB). Plus le niveau de décibels est élevé, plus le bruit est fort.

Faible amplitude (faible volume)

Haute amplitude (volume élevé)

La durée du son est le temps qui dure depuis un certain niveau de volume de départ jusqu'à 0 dB. Il s'agit donc en fait d'une séquence d'amplitudes de n'importe quel son du point de départ à 0.

4. Le timbre est une particularité du son lui-même, c'est une qualité du son. C’est ce qui fait que deux instruments de musique différents sonnent différemment l’un de l’autre, même lorsque chaque instrument joue la même note de musique, exactement au même volume. Sous « Jouer la même note », nous entendons les instruments ayant la même hauteur (fréquence) et le même volume. Mentionner à nouveau la fréquence doit ajouter que cette fréquence détermine la tonalité (hauteur), une note sur laquelle le son est joué.

Lorsque la note est jouée sur n'importe quel instrument, nous pouvons entendre la tonalité principale et d'autres tonalités subtiles qui jouent sur d'autres hauteurs, ce sont des harmoniques. Une hauteur plus basse que la tonalité principale est appelée sous-ton, et une hauteur plus élevée est appelée harmonique. La somme de toutes ces fréquences est perçue par nos oreilles comme le son d’un instrument particulier.

Lorsqu'il s'agit de synthèse sonore, où la synthèse sonore est la technique permettant de générer le son souhaité à partir de zéro, il est nécessaire de se familiariser avec les formes d'onde les plus courantes. Oui, les ondes sonores peuvent prendre différentes formes et comme le son est le produit d’une onde, la forme de l’onde dicte la couleur, la texture et l’harmonique du son produit. Et le processus de synthèse audio consiste à donner à une onde des formes particulières, à la mélanger ou à parcourir des enveloppes, des filtres et des effets. Il peut s'agir d'un son complètement nouveau imaginé par le concepteur ou le producteur de musique ou de tout son qu'il souhaite reproduire. À cette fin, du matériel électronique ou des logiciels peuvent être utilisés. Dans Amped Studio, vous disposez d'un choix de synthétiseurs en ligne pour expérimenter, jouer et créer vos sons uniques.

1. Vague de péché

Le Sin est la forme d’onde la plus simple et la plus basique, la plus pure, elle n’occupe qu’une seule fréquence. Toutes les formes d'onde sont construites à partir de celui-ci.

Il arrive parfois qu'un synthétiseur soustractif ne le contienne pas comme forme d'onde de base, car il n'occupe qu'une seule fréquence et ne correspond pas à une condition soustractive dont il n'a rien à soustraire. Le type d’onde Sin peut facilement être créé en passant bas une onde triangulaire.

2. Vague triangulaire

Cela ressemble beaucoup à un sinus, sauf qu'il y a un peu plus de fréquences supplémentaires au-dessus. Les fréquences ne contiennent que des harmoniques impaires, les mêmes que celles que l’on peut trouver dans l’onde carrée. Cela signifie qu'ils ont la note fondamentale, la 3ème harmonique, la 5ème harmonique, la 7ème harmonique, etc. Ces harmoniques « diminuent » à mesure que vous vous éloignez de la fréquence racine. Mais la différence entre une onde triangulaire et une onde carrée est que les harmoniques diminuent plus rapidement que celles d’une onde carrée.

3. Onde carrée

Également appelée forme d'onde d'impulsion, car elle peut être contrôlée par quelque chose appelé modulation de largeur d'impulsion. La modulation de largeur d'impulsion (ou PWM) contrôle l'espacement des « carrés ».

Ils ressemblent à une onde triangulaire. Ils sont créés et ne contiennent que toutes les harmoniques impaires (3e, 5e, 7e, etc.). mais avec les harmoniques supérieures qui durent beaucoup plus longtemps que celles d'un triangle.

4. Vague de scie

Comme vous pouvez le voir sur l'image, elle ressemble en partie à une onde carrée, mais elle est composée d'harmoniques paires et impaires. Parce qu'elle est riche en harmoniques, l'onde de scie est la forme d'onde la plus courante et largement utilisée. De nombreux sons sont émis sur la base de cette forme d’onde.

1. Onde de bruit

Tout le monde a entendu le son d'une télévision ou d'une radio qui n'a pas été réglée, cela ressemble à « Shshshsh ». C’est exactement ainsi que retentit la forme d’onde du bruit. Il en est ainsi parce que de nombreuses fréquences complètement aléatoires sont réparties dans l'ensemble. Le bruit est largement utilisé par les concepteurs sonores pour créer n'importe quoi, des Claps aux Sweeps en passant par les Hi-Hats, en ajoutant du haut de gamme aux synthés et bien plus encore.

Comme nous le mentionnons toujours, il est important d’expérimenter. Vous pouvez utiliser n’importe quelle forme d’onde pour créer n’importe quel type de son, en fonction de votre idée et de votre image audio. Et l'usage général peut être le suivant :

• Plomb : Équerre, Scie ;
• Tampon : carré, scie ;
• Basses : Triangle, Carré, Scie ;
• Sous-basse : sinusoïdale, triangulaire.

Une vérité fondamentale concernant le son est qu’il n’y a que 2 variables : le temps et le déplacement des particules. Nous pouvons créer n’importe quel son imaginable en déplaçant simplement les molécules d’air de la bonne quantité au bon moment. Le logiciel de synthèse utilise des méthodes mathématiques appropriées pour produire le bon déplacement au bon moment afin de nous donner à la fois les harmoniques associées à certaines formes d'onde et les ondes supplémentaires nécessaires pour former des accords.

Décrire un son et traiter de la synthèse est également essentiel pour examiner des propriétés de la forme d'onde telles que l'enveloppe de phase (ADSR).

Phase

Comme mentionné ci-dessus, les formes d'onde audio sont cycliques, c'est-à-dire qu'elles suivent des cycles ou des répétitions réguliers. La phase est la quantité de décalage appliquée à une onde, mesurée en degrés, et est définie comme la distance parcourue par une forme d'onde donnée dans son cycle.

Lors du mélange de deux formes d'onde, si ces formes d'onde sont « déphasées » ou retardées l'une par rapport à l'autre, il y aura une certaine annulation dans l'audio résultant. Le degré d'annulation et les fréquences auxquelles elle se produit dépendent des formes d'onde impliquées et de leur déphasage (deux formes d'onde identiques, déphasées de 180 degrés, s'annuleront complètement).

Formes d'onde de la même forme Sin déphasées de 90 degrés, le volume résultant sera annulé de 50 %.

Les formes d'onde de la même forme sont déphasées de 180 degrés, par conséquent nous n'entendrons aucun son, le volume sera complètement annulé.

L'enveloppe définit le comportement d'un son dans le temps. Il comprend 4 caractéristiques distinctes d'un son (ADSR).

ADSR signifie Attack, Decay, Sustain et Release. Ces paramètres de l'enveloppe (ADSR) nous permettent de contrôler l'amplitude de notre forme d'onde au fil du temps.

Si vous utilisez un synthétiseur VOLT d'Amped Studio, vous pouvez y voir une section Enveloppe qui vous permet de manipuler les paramètres ADSR et de synthétiser votre son personnalisé. Jetons-y un bref coup d'œil.

A – Attaque

Lorsque vous appuyez sur une note sur le synthétiseur, la première étape déclenchée est l'attaque. La section Attack nous visualise combien de temps il faut pour qu'un son atteigne son niveau de volume maximal lorsqu'une touche est enfoncée.

Voici un exemple de réglage d'un son avec une attaque courte. Lorsque vous appuyez sur la touche vous entendez instantanément le son, cela signifie que l'attaque est à 0.

Voici ensuite un exemple d'attaque longue. Lorsque vous appuyez sur une touche, il faudra 33 ms pour que le son atteigne son intensité maximale. Comme l'attaque est réglée à 33 ms.

Les trois propriétés suivantes Decay, Sustain, Release sont déclenchées de la même manière et marquées sur l'interface du synthétiseur comme D, S, R respectivement.

Désintégration D

Lorsque l'étape de la section Attaque est terminée, vient ensuite la décroissance. Dans une section Decay, le volume sonore diminue jusqu'au niveau de maintien pendant une certaine période, donc en réalité, le déclin est responsable de la durée de la diminution.

S-Sustain

Le niveau auquel le son restera enfoncé lorsque vous appuyez et maintenez une touche après avoir passé l'étape de décroissance.

Version R

Le relâchement est le temps nécessaire pour que le volume du son diminue jusqu'à un silence complet. La dernière étape d'Enveloppe. Cette étape devient active lorsque nous relâchons la clé.

La libération vient du maintien ; s'il n'y a pas de sustain, il n'y a pas de relâchement. En contrôlant l'attaque, le déclin, le maintien et le relâchement d'une forme d'onde, vous pouvez véritablement changer son timbre.

Voici une revue plus détaillée du synthétiseur en ligne VOLT, pratique et efficace à utiliser pour réaliser vos idées audio.

En conclusion

Un son est une forme d'énergie et d'information. Travailler avec le son, c'est travailler subtilement avec une énergie subtile. Ces vibrations sont essentielles chez l'être humain. Le bon son adressé à la bonne personne au bon moment peut être un outil de communication très puissant et la communication audio est parfois plus efficace que la communication visuelle. La connaissance du son est fondamentale pour les musiciens, les sound designers, les ingénieurs du son.