Les sons
Le son est un élément d'ambiance important d'une expérience de réalité virtuelle, que ce soit sous forme de musique ou de simples bruits (pour par exemple attirer l'attention du visiteur sur un endroit particulier de la scène).
La nature du son
Le son tel que nous le percevons est le résultat d'une variation de la pression de l'air (ou d'un autre support) produite par une objet en vibration (anche ou corde d'instrument de musique, membrane de haut-parleur, etc...).
La figure ci-après représente ces variations de pression, et la représentation graphique par laquelle on peut les modéliser.
Du signal électrique à l'information numérique
Ces variations de pression, lors d'un enregistrement, vont être converties en variation de signal électrique par un microphone.
Le signal électrique issu du microphone est ensuite amplifié, avant d'être échantillonné, quantifié et numérisé.
L'échantillonnage consiste à mesurer le signal à intervalles de temps réguliers ; pour un Compact Disk par exemple l'échantillonnage se fait à une fréquence de 44,1 kHz - soit 44 100 échantillons par secondes - pour une voie d'enregistrement (2 voies pour un enregistrement stéréo) ;
La quantification consiste à arrondir la valeur de chaque échantillon à une valeur dépendant de la précision du système numérique en aval ;
La numérisation consiste à représenter cette valeur dans une numération adaptée à l'ordinateur, à savoir le système binaire ; plus le nombre d'éléments binaires ou "chiffre binaire" ou bit (pour BInary digiT) sera important, plus la représentation sera fidèle au signal d'origine ; pour un Compact Disk par exemple, la représentation de chaque voie -gauche et droite- se fait sur 16 bits (216 valeurs possibles, soit 65 536 valeurs).
Le tableau ci-dessous donne un exemple de représentation binaire sur 3 bits d'une valeur décimale (dans un codage dit "binaire naturel") :
Représentation décimale | Représentation binaire | ||
|---|---|---|---|
a2 (valeur 22=4) | a1 (valeur 21=2) | a0 (valeur 20=1) | |
0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 |
2 | 0 | 1 | 0 |
3 | 0 | 1 | 1 |
4 | 1 | 0 | 0 |
5 | 1 | 0 | 1 |
6 | 1 | 1 | 0 |
7 | 1 | 1 | 1 |
La valeur décimale "5" s'écrira alors "101" en binaire (c'est à dire 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20)
Les formats
Sans traitement particulier, le signal audio conduirait à des fichiers numériques extrêmement volumineux et un débit de lecture nécessaire trop important.
Exemple :
avec le format CD, une minute de musique conduit à :
2 voies x 16 bits x 44 100 échantillons /s x 60 s/mn = 84,7 Mbits.
ce volume est souvent exprimé en "méga octets" ou Mo (un octet regroupant 8 bits) :
soit 84,7 Mbits / 8 = 10,5 Mo.
pour lire cette vidéo en ligne, il faudrait une bande passante de :
84,7 Mbits/ 60 s = 1,4 Mbit/s, soit 1,4 Mbit / 8 = 176 ko/s rien que pour le son.
En supprimant les hautes fréquences auxquelles l'oreille humaine est moins sensible, en diminuant la fréquence d'échantillonnage et le nombre de bits, moyennant une perte de qualité, on peut réduire fortement le volume et débit nécessaire.
Des algorithmes de calculs plus ou moins complexes réalisent ces opérations.
Le fichier initial est alors modifié dans un format fonction de l'algorithme utilisé.
Ces algorithmes sont implantés dans des programmes informatiques appelés CODEC (pour COdeur DECodeur). Pour lire un fichier son, il faut évidement avoir le même Codec que celui qui a permis la compression.
Remarque :
Dans le langage "courant", la notion de "kilo" (symbole k) correspond à une multiplication par 1 000 d'une unité, et de "Méga" (symbole M) à une multiplication par 1 000 000.
En informatique, suivant le contexte, ces multiplicateurs peuvent devenir respectivement 1024, c'est-à-dire 210, et 1 048 575, c'est-à-dire 220. De même un "Giga" (symbole G) correspondra à 230 et un "Tera" (symbole T) à 240.
Ce qui explique par exemple que le disque dur de 1To que vous venez d'acheter, ne présentera que 931 Go au sein de votre système d'exploitation (voir les détails du calcul ici).
Définition : La compression
Il existe souvent une confusion de langage entre la norme, l’algorithme de compression, le Codec, le format etc...
Notre but n'est pas ici d'entrer dans une querelle de spécialistes, mais de voir les principales notions.
Parmi les formats les plus répandus, citons :
WAV : c'est le format utilisé sur les CD, aucune compression n'est appliquée.
MP3 : très répandu, il permet une diminution du débit de 320 à 64 kbit/s suivant la qualité (à comparer avec les 1,4 Mbit/s calculés précédemment).
On trouvera également OGG (format libre), WMA (Microsoft), AAC (Apple), MID (partitions musicale), RA (Real Media pour Real Player), CDA (pour Compact Disk, utilisant WAV)...
Méthode : En téléchargement direct
De nombreuses bibliothèques de sons et musiques libres de droits existent sur internet, par exemple :
http://www.universal-soundbank.com/
https://www.musicscreen.be/musique-libre-de-droit-gratuite.html
Nous allons maintenant passer en revue quelques méthodes permettant l'extraction de la bande son d'une vidéo, dans différentes conditions.
Méthode : Extraire la bande son de la vidéo d'un site de streaming
Il est possible de récupérer les bandes sons des vidéos en ligne sur les sites de streaming (mais attention aux droits d'auteur). Il s'agit en fait de la conversion du fichier vidéo vers un fichier audio.
Des logiciels vous permettent l'extraction, par exemple : https://2conv.com/
Certaines application en ligne permettent également cette extraction, comme par exemple :
https://www.y2mate.com/fr/youtube-mp3/Yz4b7t6yCWU
Pour télécharger la bande son d'une vidéo depuis ce site :
copier l'URL de la vidéo dans le champ prévu à cet effet (1) ;
paramétrer pour l'audio (2) ;
lancer la conversion (3) ;
une fois la conversion terminée, cliquer sur « download » (4).
Attention :
Attention toutefois sur ce site, soyez très vigilants, ne cliquez pas sur n'importe quel lien...
Les applications en ligne évoluant très vite (en général dans le mauvais sens), il est impossible d'en proposer une liste ici.
Le site y2mate existe depuis plusieurs années et a fait ses preuves.
Cependant l'objectif de certains sites est souvent d'infecter votre navigateur par un logiciel malveillant.
Si un problème vous arrive avec Firefox, la solution :
clic sur le "trigramme du ciel" (les 3 bandes en haut à droite), puis ? Aide / Information de dépannage / Réparer Firefox.
Il est également possible d'ajouter des "addons" à installer sur votre navigateur, voir par exemple cette page, destinée à Firefox et Youtube.
Méthode : Extraire la bande son d'une vidéo sur votre ordinateur avec Format Factory
L'extraction de la bande son d'une vidéo téléchargée depuis internet (voir page suivante) ou d'une vidéo personnelle ne pose pas de difficulté avec un logiciel comme Format Factory, open source téléchargeable par exemple ici.
Informatiquement, cela revient à modifier le fichier, depuis le format vidéo (mp4 ou autre), vers le format audio (en général mp3) :
Méthode : Extraire la bande son d'une vidéo sur votre ordinateur avec le lecteur VLC
VLC est un lecteur multimédia gratuit et libre, proposant une alternative performante au lecteur installé par défaut avec Windows. Ce logiciel permet également l'extraction de la bande son d'une vidéo.
Il peut être téléchargé sur https://www.videolan.org/vlc/index.fr.html
il est conseillé de faire le téléchargement depuis le site officiel ci-dessus afin de limiter les risque de récupérer des logiciels indésirables lors de cette opération.
Dans un premier temps, lancer le logiciel, puis ouvrir le menu de conversion :
Choisir le fichier vidéo source à convertir :
Configurer les options de conversion, et spécifier le nom et la localisation du fichier cible.
Par défaut, la localisation et le nom seront les mêmes que le fichier source. Il est donc impératif de changer au moins l'extension du fichier de départ ".mp4" représentative d'un fichier vidéo, le plus simple étant de supprimer cette extension, le logiciel rajoutant de lui-même la nouvelle extension ".mp3" représentative d'un fichier audio.
Lancer ensuite la conversion :
Une fois celle-ci terminée, ouvrir le fichier obtenu pour vérifier que tout s'est bien passé.
Méthode : Téléchargement et conversion d'un fichier audio avec Audacity
Comme nous l'avons vu, il existe sur internet de nombreuses possibilités de télécharger des sons afin de créer une ambiance pour vos expériences de réalité virtuelle.
Ces fichiers audios sont souvent au format wav, afin d'être de meilleure qualité ; malheureusement, ce format, trop volumineux, n'est généralement pas reconnu par les logiciels de réalité virtuelle et il est nécessaire de réaliser une conversion vers le format mp3.
Nous allons voir un exemple de téléchargement depuis le site https://freesound.org et de conversion de format.
Une recherche sur le site freesound, nous permet de choisir un fichier :
puis de le télécharger, au format wav :
La conversion au format mp3 peut se faire avec différents logiciels, et nous pourrions utiliser à nouveau VLC ou FormatFactory ; nous allons cependant profiter de cette conversion pour nous familiariser avec Audacity, un logiciel libre, qui permet aussi le montage audio, et ouvre ainsi un nombre de possibilités importantes.
Télécharger et installer dans un premier temps Audacity depuis https://www.audacityteam.org/ de préférence, afin de ne pas récupérer d'éléments indésirables.
Ouvrir ensuite le logiciel et le fichier audio que nous venons de télécharger :
Réaliser ensuite une exportation au format mp3 :
en validant les options proposées par défaut :
Puis enregistrer l'export dans le répertoire des ressources de votre expérience de réalité virtuelle.
Vous pouvez ensuite fermer Audacity en enregistrant le projet si vous avez l'intention d'y revenir.