Son optique

La bande son d'un film constitue sa partie sonore. De 1895 (date de la création du cinéma) à 1927, les films ne disposaient pas de bande son accompagnant l'image, il s'agissait de films muets. L'arrivée de la bande son a révolutionné la manière de concevoir le cinéma. L'ingénieur du son est devenu un technicien indispensable à la réalisation d'un film moderne.

Historique

• 1895 : Premier film des frères Lumière. Aucun son n'accompagne ces premières images
• 1926 : la firme des frères Warner produit un film parlant, Don Juan où l'on a simplement ajouté une musique à l'image
• 1927 : le Chanteur de jazz, premier film véritablement parlant
• 1931 : Entrée du multicanal^[1].
• 1967 : Arrivée du dolby^[1].
• 1977 : Dolby stéréo^[1].
• 1990 : Arrivée du numérique^[1].

Composition d'une bande son

• Les dialogues et sons synchrones enregistrées sur le tournage et, éventuellement, les dialogues postsynchronisés en postproduction
• Le montage son des effets et des ambiances
• Les bruitages enregistrés en postproduction
• La musique ; généralement l'un des composants essentiels de la bande son d'un film, elle appuie le discours du réalisateur et offre au spectateur un support à l'émotion.

Ces différentes sources sonores sont alors mixées pour constituer la bande son finale du film.

Reproduction d'une bande son

Son analogique

La première sonorisation utilisait un gramophone actionné à la main, ce qui posait des problèmes de synchronisation (variation de la vitesse du gramophone et problème d'amputation des images abîmées du film).

Le son fut très vite inscrit de manière optique sur le bord de la pellicule. Avec ce système, une lampe éclaire cette piste optique ; l'intensité de la lumière traversant le film est mesurée par une cellule photoréceptrice qui transforme cette intensité en un signal électrique, signal qui est ensuite envoyé vers une chaîne d'amplification classique.

Les premières pistes étaient à densité variable : les variations de niveau de gris provoquaient les variations de l'intensité lumineuse. Mais ce procédé provoquait un fort bruit de fond : en effet, la moindre poussière provoquait une variation de l'intensité parasite. C'est maintenant la largeur du blanc qui provoque la variation de l'intensité lumineuse ; ainsi, si une poussière se met sur la partie noire, elle ne provoque aucun parasite.

la lecture du son se fait par transformation de la variation de l'intensité lumineuse traversant le film ; la lampe et la cellule photoélectrique se trouvent de part et d'autre du film, deux solutions sont possibles

Le lecteur se situe après la fenêtre de projection, avec un décalage de 20 images. Ceci explique que lorsque l'image saute ou est coupée, le défaut sonore arrive un peu moins d'une seconde après (ce décalage n'a plus cours avec un son numérique). Si le film est mal chargé, le son peut être légèrement en avance ou en retard par rapport à l'image (il s'agit là d'un problème de projection qui est indépendant des éventuels problèmes de synchronisation à la post-production).

Dans les années 1950 arrive le son stéréo. Comme il est nécessaire de loger deux pistes sur le bord de la pellicule, tout en gardant la compatibilité avec le son monophonique, l'intensité de chaque piste est divisée par deux, ce qui dégrade la qualité du son (le rapport signal sur bruit est plus mauvais). C'est la méthode d'enregistrement et de filtrage de l'entreprise Dolby qui permit donc l'arrivée de la stéréo au cinéma.

À ceci vient s'ajouter un autre problème : le spectateur doit être au milieu des deux enceintes pour avoir une bonne restitution. Il fallut donc développer un système à trois enceintes gauche-centre-droit, donnant une restitution de bien meilleure qualité. De fait, les intensités des deux bandes son (gauche et droite), appelées ici Lt et Rt, sont comparées :

• La partie commune (la « moyenne » des deux bandes) est envoyée vers le haut-parleur central ;
• la partie spécifique à la bande de son gauche (la différence entre la bande de gauche et la moyenne) est envoyée au haut-parleur de gauche,
• et la partie spécifique à la bande de son droite est envoyée sur le haut-parleur droit.

Ceci constitue le système dit « Dolby Stereo ».

Aux trois voies L (gauche), C (centre) et R (droite), s'ajoute un canal arrière dit « ambiances », ou surround en anglais. Le signal envoyé sur le canal d'ambiance S est essentiellement basé sur la différence de phase entre les deux canaux Lt et Rt.

Ceci permet de donner une impression supplémentaire de relief, provoquant des sons derrière le spectateur.

Ce système fut nommé Dolby SR (Spectral Recording) par Dolby car le système incorporait aussi un réducteur de bruit Dolby SR, alors que le Dolby Stereo fonctionnait avant associé à un réducteur de bruit Dolby A. Les systèmes de restitution Dolby Stereo ou Dolby SR sont souvent munis d'un caisson de basse, restituant le résultat d'un simple filtrage (les basses fréquences sont envoyées vers ce haut-parleur, il n'y a pas de codage spécifique de la voie) : en effet, le système auditif n'arrive pas à situer la provenance des sons graves dans l'espace, la position du caisson de basses importe donc peu.

La dernière évolution en date du son analogique est l'utilisation d'un faisceau laser comme source lumineuse, ce qui permet de diminuer la taille du faisceau et donc d'améliorer la bande passante.

Sur les pellicules 70 mm, des pistes magnétiques sont collées sur la pellicule, entre l'image et les perforations. Il s'agit d'une technique classique d'enregistrement magnétique utilisant le filtrage Dolby. Il y a une piste magnétique par piste audio. (4 canaux au total)

Son numérique

pellicule 35 mm avec pistes de son numériques : SDDS sur les bords, Dolby Digital entre les perforations de droite, et Timecode pour le DTS entre la piste optique et l'image

Trois formats sont utilisés, les informations sonores de chaque format disponible étant inscrites sur des endroits différents sur la pellicule :

• Dolby Digital (anciennement Dolby SRD) : le son encodé est imprimé en paquets entre les perforations, sur la partie gauche du film (à côté de la piste sonore stéréo optique analogique);
• DTS : Digital Theater Systems, le son est lu par un CD-ROM, un Timecode (temporel) (code d'adressage et de synchonisation) est photographié à côté de la piste optique ;

• SDDS : Sony Dynamic Digital Sound, le son encodé se réparti sur les bords extérieurs de la pellicule (entre les perforations et le bord)

Les systèmes de restitution disposent de 6 à 8 voies : avant-gauche, avant-demi-gauche, avant-centre, avant-demi-droite, avant-droite, arrière-gauche, arrière-droit et basses (l'oreille perçoit mal la direction d'où proviennent les basses, il n'y a donc qu'un caisson unique).

À noter que même lorsque le film utilise un son numérique, la piste son optique est toujours présente, en cas de, dégradation de la copie ou de panne du système et dans le cas ou le projecteur n'est pas équipé d'un lecteur numérique.

La bande passante

La bande passante est la gamme de fréquence que peut restituer le système de sonorisation. Le son consiste en des petites variations cycliques de la pression de l'air, plus les variations sont rapide (fréquence élevée), plus le son est aigu. L'oreille entend globalement entre 20 Hz et 20 000 Hz.

Avec le son analogique, la fréquence supérieure de la bande passante était jadis d'environ 5 000 Hz mais atteint 12 000 Hz dans les systèmes actuels. Ceci est limité par la largeur du faisceau éclairant la bande son et par la vitesse de défilement du film. En effet, si le faisceau a une largeur ℓ, les « détails » de la bande son plus petits que ℓ ne seront pas « vus » par le lecteur (il s'agit d'un ordre de grandeur). Supposons une bande-son composée d'une sinusoïde dont les sommets sont distincts de ℓ. Si la vitesse de défilement de la bande est v, alors il passe un sommet tous les ℓ/v secondes, ce qui correspond à une fréquence de

ƒ = v/ℓ.

On voit donc que plus ℓ est petit, plus ƒ est élevé. De même, plus v est grand, plus ƒ est grand. C'est la raison pour laquelle on a relevé la vitesse de défilement du film de 18 à 24 images par secondes, et que l'on essaie d'avoir le faisceau de lecture le plus fin possible. Cette taille de faisceau est limitée par le phénomène de diffraction de la lumière.

Pour le son magnétique des pellicules 70 mm, la variation spatiale du champ magnétique la plus petite détectable est de l'ordre de grandeur de la taille de l'entrefer de la tête de lecture. Les images étant plus grandes qu'en 35 mm, la vitesse de défilement du film (en mètres par seconde) est plus grand en 70 mm qu'en 35 (toujours avec 24 images par secondes), le son est donc de meilleure qualité.

Pour le son numérique, la limite est le pas d'échantillonnage.

Notes et références

Voir aussi

• Bande magnétique
• Enregistrement sonore
• Son diégétique et extradiégétique
• Techniques de projection cinématographique

Lien externe

• (fr) Histoire du son au cinéma - cameravideo.net

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