Il est possible de faire l’enregistrement stéréophonique d’un ensemble musical en studio en le faisant performer en direct devant une paire de bons microphones et d’obtenir un document dont l’écoute est proche de la réalité de l’exécution. Peut-on dire alors que cet enregistrement est parfait? En réalité, des défauts sonores et des erreurs peuvent subsister dans ce document et il sera alors très difficile après coup de modifier et de réparer ces lacunes, les éléments étant imbriqués dans un tout, virtuellement inséparable. On pourrait faire appel à la technologie pour enregistrer les éléments séparément, les corriger individuellement et enfin les mélanger en un tout. Cependant, dans ce cas, on devra recourir à des artifices pour recréer la position des instruments dans l’ensemble et les plonger dans la sonorité d’un lieu réaliste de prestation. La technique d’enregistrement et de mixage par couches M/S superposées combine les avantages et minimise les inconvénients de ces deux méthodes « classiques » de production en studio. Elle consiste à faire performer un à un chaque élément d’un ensemble musical dans un lieu réel de prestation, et à l’enregistrer avec un ensemble de microphone stéréophonique Middle-Side, un dispositif capable de très bien représenter dans une couche stéréophonique la position de la source sonore, son étendue et l’environnement de réverbération dans lequel il est plongé. Par la suite, un empilement pur et simple des couches stéréophoniques devrait reconstituer un mixage représentant l’ensemble tel qu’on l’entendrait performer en direct, avec en prime tout le contrôle désiré sur la sonorité de chaque instrument et sur sa contribution à l’ensemble. / It is possible to make a stereophonic recording of a musical ensemble performing live in a studio with a pair of good quality microphones in order to obtain an audio document close to reality. May we then call it a « perfect » recording? In fact, sonic problems and mistakes can still be part of the document and will be much difficult to correct, all elements being tied as a virtually unbreakable entity. On the other hand, we could use technology to record the elements individually, correct them separately and mix them afterwards. In this case, we need to take artificial ways to recreate position of the instruments in the band and make them appear in the sonic ambience of a real performance venue. The Superimposed M/S Layering method for recording and mixing music optimizes the pros of those two « classical » methods of studio production, while minimising their cons. It consists in recording each element of the musical ensemble in isolation in the studio live room and occupying its usual place in the ensemble. We record it with a Middle-Side array of microphone, a device that can reproduce with great conformity the position, spread and reverberation of a sound source in a stereophonic layer. Then, stacking all the layers of the instruments, we can recreate the whole ensemble as if it had performed live, but with complete control over sonic characteristics of each instrument and over its contribution to the ensemble.

Ce travail porte sur la simulation acoustique temps-réel pour des applications de réalité virtuelle ou les jeux vidéo. Ce type d'application nécessite des temps de calcul considérables, augmentant avec la complexité de la scène et impliquant des difficultés pour le rendu interactif. La simulation d'une scène sonore complexe reste encore difficile à réaliser en temps réel à cause du coût de la gestion indépendante des sources sonores. De plus, la description de la scène sonore nécessite de spécifier la nature et la position de chaque source sonore qui la compose, ce qui est une étape longue et fastidieuse. Dans ce cadre, nous avons étudié la possibilité d'effectuer la simulation acoustique en tirant parti de la puissance de calcul des cartes graphiques de dernière génération.<br />Les résultats montrent que l'architecture hautement parallèle de ces cartes est appropriée pour ce type de calcul, augmentant grandement les performances par rapport aux processeurs actuels. Nous nous sommes intéressés par la suite à développer un algorithme exploitant l'audition humaine, permettant d'effectuer un rendu sonore de la scène en respectant un budget d'opérations donné. Pour cela, l'algorithme évalue une métrique d'importance pour chaque signal à traiter sur des intervalles de temps très fins. Puis il effectue les opérations par ordre de priorité jusqu'à atteindre le budget fixé. Une évaluation subjective a été effectuée pour comparer différentes métriques d'importance.<br />Enfin, nous avons élaboré une méthode alternative d'acquisition de scène sonore qui évite la modélisation individuelle de chaque source. A partir d'enregistrements monophoniques simultanés d'une scène réelle, cette méthode en détache les sources qui la composent. En étudiant les différences de temps d'arrivée des enregistrements sur plusieurs bandes de fréquence, une position est extraite pour la source sonore émettrice la plus présente dans chaque bande. Les composantes de chaque source peuvent ensuite être spatialisées<br />aux positions trouvées. En utilisant ce principe, nous pouvons également rééditer la scène acquise. Par exemple, nous pouvons déplacer ou supprimer une source, ou changer la position de l'auditeur en temps réel. Nous pouvons aussi combiner plusieurs éléments provenant de différents enregistrements tout en assurant une cohérence spatiale globale.

Dans des systèmes numériques essentiellement latents, compenser la latence n’est pastrivial, en particulier lorsque les graphes de routage du signal sont complexes commec’est souvent le cas dans une station audionumérique (DAW).Tandis que le problème général est de nature mathématique, des complicationsapparaissent dans la conception de systèmes audio en temps réel à cause des contraintesdu matériel, de l’architecture du système, ou de l’ingénierie.Pour construire un système fournissant une compensation de latence sur l’intégralitédu graphe avec possibilité de connecter n’importe quelle source à n’importe quelledestination, uniquement décrire les mécanismes est insuffisant. Le système completdoit être conçu d’un bloc à l’aide de prototypes pour prendre en compte les limitationsdu monde réel.Cette recherche a été menée en utilisant Ardour, une station audionumériquelibrement disponible sous licence libre GPL. Cette thèse est autant un rapport deconception qu’une documentation de recherche.Une analyse complète des éléments de base et de leurs interactions est présentée.La plupart ont été implémentés au delà de la démonstration de faisabilité, dans lebut de combler l’écart entre les systèmes professionnels de production audio et ladocumentation librement accessible pour la recherche et le développement.Même si elle s’attache ostensiblement à Ardour, cette thèse décrit les conceptgénériques des station audio tels que les Ports, les pistes (Tracks), les bus (Busses)et les processeurs de traitement numériques du signal (Processors) ainsi que lesinteractions opérationnelles entre eux.Les concepts de base communs à toutes les entrées/sorties numériques sont expliquésainsi que les sources de latence. Les graphes de traitement et de latence sont illustréspour présenter une vue d’ensemble.Les problèmes généraux rencontrés lors de l’alignement temporel, tant local que / In inherently latent digital systems it is not trivial to compensate for latency, particularlyin situations of complex signal routing graphs as is the case in a Digital AudioWorkstation.While the general problem is of mathematical nature, design complexities arisein real-time audio systems due to constraints by hardware, system-architecture andengineering.To construct a system providing for full-graph latency compensation with anywhereto-anywhere routing capabilities, it is insufficient to merely describe mechanisms.The complete system has to be designed as one and prototyped to take real-worldlimitations into account.This research was carried out using Ardour, a digital audio workstation, whichis freely available under the GPL free-software licence. This thesis is as much adesign-report as it is research documentation.A complete breakdown of building-blocks and interaction is presented, most of whichhas also been implemented beyond a proof-of-concept with the goal to bridge the gapbetween professional audio production systems and freely accessible documentationfor research and development.While ostensibly focusing on Ardour, this thesis describes generic concepts of AudioWorkstations like Ports, Tracks, Busses, and DSP Processors, as well as operationalinteraction between them.Basic concepts common to all digital I/O processes an,d sources of latency areexplained, and process- and latency graphs are illustrated to provide a completepicture. General issues related to time-alignment, both local, and global, as wellas more DAW specific cases like parameter-automation and parallel-execution arediscussed. Algorithms are modelled with pseudocode where appropriate and applicationprogramming interfaces are presented as examples to concepts throughout the text.

Dans ce mémoire, nous nous penchons sur les processus créatifs et techniques d’enregistrement sonore de type DIY (Do It Yourself) pratiqués dans mes expériences avec différents groupes rock, punk, hardcore et alternatif de Québec. Les styles musicaux varient grandement d’un projet à l’autre, mais trois aspects sont communs à chaque groupe : 1) Ils sont issus d’une scène «underground» de la Ville de Québec. 2) Ils ont une instrumentation rock (pour nous, une instrumentation rock est composée des instruments suivants : batterie, guitare électrique, guitare basse et voix). 3) Ils enregistrent de manière DIY jusqu’à un certain niveau. Avec les avancées technologiques, l’enregistrement DIY est une pratique de plus en plus courante chez les groupes de musique. À notre expérience, les artistes œuvrant dans des scènes se rapprochant de la culture punk et underground sont souvent restreints par des ressources et des budgets limités ou ont simplement un désir de liberté créative lorsqu’il est temps d’enregistrer leurs chansons. Dans la recherche de l’indépendance, ils vont souvent opter pour l’approche DIY lorsqu’il est temps d’enregistrer une chanson ou un album, ce qui donne souvent une esthétique punk aux pistes audio. Dans ce partage d’expériences, l’objectif est d’analyser les méthodes de travail qui contribuent à obtenir des résultats de qualité en enregistrement DIY et d’en tirer une méthode efficace qui pourrait servir au DIYer en enregistrement. Nous croyons qu’en prenant connaissance de nos résultats et de nos analyses de chaque projet, un(e) artiste désirant enregistrer un projet musical de façon DIY sera en mesure de faire des choix plus sensés et éclairés par rapport à sa propre situation et son propre projet d’enregistrement. Enfin, j’offre mes observations et conclusions au réalisateur DIY pour qu’il analyse bien sa réalité unique à lui-même et à son ou ses projets d’enregistrement afin qu’il bénéficie d’une courbe d’apprentissage rapide et conviviale. / In this master’s thesis, we address the issue of creative processes and recording techniques in different DIY (Do It Yourself) settings as implemented through my experience with different rock, punk, hardcore and alternative bands in Quebec City. Musical styles greatly vary from one project to another, but all of the music groups share three common aspects : 1) They come from the underground scene around Quebec City. 2) They have a rock-type instrumentation (for us, a rock-type instrumentation is made up of minimum two of the following instruments: drums, electric guitar, electric bass and vocal.) 3) They record in a DIY setting, up to a certain point. With the rise of new technologies, DIY recording is more and more common in music bands. In our experience, artists from scenes close to the punk and underground cultures are often limited by their budget and resources or simply have a desire for creative liberty when recording their music. Seeking independence, they will often go for the DIY approach when the time has come for them to record a song or an album, which often lends a punk aesthetic to their audio tracks. This masters thesis seeks to analyse working methods that contribute to obtaining good quality results in DIY recording and to find an efficient methodology that could help the self-taught DIYer in recording music. We believe that by reading about these projects, with the analysis and feedback, an artist who wants to work in a DIY setting will be able to make better decisions in regard to their own recording project and situation. I also offer advice for the DIY recording artist to analyse his own unique recording reality and the one of his different recording projects in order for him to benefit from a faster and favorable learning curve.