Le SON analogique

Nous traitons ici de la lecture des copies films en son analogique mono et Dolby Stéréo.

Les sons que perçoivent nos oreilles résultent des vibrations des molécules de l'air. Pour transporter et reproduire le son, on transforme les vibrations de l'air en vibrations électriques.

On peut stocker et transporter le signal électro-acoustique de différentes manières comme le téléphone, la cassette magnétique ou le disque microsillon. Au cinéma il est sous forme optique. Les pistes sonores sont aussi appelées photographiques.

La largeur de la piste sonore optique varie de façon analogue aux variations des ondes sonores du son originale, comme le champ magnétique sur une bande ou une cassette, ou la profondeur du sillon sur un disque. C'est parce qu'il y' a toujours cette variation équivalente - analogue - au son original qu'on parle de son analogique.

Les pistes optiques

L'enregistrement et la lecture

La piste Cyan

Le dolby® stéréo SR

Les pistes optiques
 

En 1927 la piste optique était unique et à densité variable. Aujourd'hui il y'a deux canaux séparés à élongations symétriques. On parle de double trace, double élongation. Les 2 traces sont identiques dans le cas d'une copie monophonique, ou différentes dans le cas d'une copie Dolby Stéréo.

Ces pistes, qu'on appelle aussi pistes photographiques, sont placées sur la copie 35 mm à gauche de l'image.

Comme on l'a vu historiquement le choix a été fait de la piste photographique à cause du support film et des problèmes de synchronisme. Mais la qualité surtout en mono était assez médiocre et la piste optique pose un nombre certain de problème d'ordre photographique, mécanique et électrique à l'enregistrement comme à la lecture. De plus le système est assez sensible à l'usure des nombreux passages en projection (cassure, rayure, poussière).

Malgré tout, ce système rustique et robuste existe toujours en Dolby SR et de façon plus sporadique en mono

Densité variable: La piste est pleine mais plus ou moins noircie.

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L'enregistrement et la lecture

Puisqu'il s'agit d'une piste optique, l'enregistrement se fait par une caméra. La technologie employée, à galvanomètre ou à valve, influence directement la qualité de la piste. La piste son est en noir et blanc sur le négatif.

Cette qualité est aussi influencée par les films négatifs et positifs. En effet l'épaisseur du film n'est pas négligeable par rapport à la taille de la piste son. Les problèmes de diffusion dans les différentes couches d'émulsion d'une copie couleur réduisent la précision de l'image sonore photographique. Pour réduire les problèmes à l'enregistrement, on utilise dorénavant un laser pour exposer la piste sonore dans la caméra son.

Si on tient compte de la faible vitesse du son et de la taille des cinémas, le son arrivera plus tard au fond de la salle que sur le devant. C'est pourquoi le son est reporté légèrement en avance de 21 images sur la copie afin d'obtenir un synchronisme correct sur l'ensemble de la salle.

A la lecture le son est lu après la fenêtre de projection de l'image grâce à une cellule optique. Un faisceau de lumière traverse la piste optique pour éclairer une cellule photo-électrique. Les variations d'éclairage dues à la piste sonore sont transformées en variations électriques équivalentes. Après les lecteurs à fente projetée, on utilise aujourd'hui les lecteurs à LED.

Le lecteur a aussi une partie mécanique assez importante pour stabiliser et éliminer les fluctuations de vitesse du film dûes en grande partie au mouvement saccadé de l'obturateur de projection de l'image.

La piste Cyan

En 2005, de nouvelles exigences mondiales en matière de protection de l'environnement ont obligé les laboratoires à abandonner le traitement d'empâtage sur la piste optique. En retenant les cristaux d'argent, ce traitement empêchait les pistes optiques de devenir transparentes aux infra-rouges, et donc illisibles par les lecteurs son. Cette technique avait été instaurée au moment du passage des copies noir & blanc à la couleur, et permettait de continuer à lire les pistes sur les 2 types de film, couleurs et noir & blanc.
La suppression de ce traitement a contraint l'ensemble des salles de cinéma dans le monde à changer le lecteur son des projecteurs. Le nouveau lecteur optique analogique a une source lumineuse rouge qui a donner son nom à la nouvelle piste optique.
L'ensemble des distributeurs de films ont déployé cette technique durant l'année 2005. En 2006 les salles doivent toutes être conformes pour lire la piste cyan. Dans le cas contraire, la lecture du son se fait avec une atténuation de 12 dB environ, une augmentation du bruit de fond, un mauvais dématriçage du dolby A ou SR rendant le film quasiment inaudible ...
Ce changement ne concerne pas les pistes numériques.

Galvanomètre: Miroir suspendu par 2 fils parcourus par le courant électro-acoustique et qui reproduit les vibrations du son.

Vitesse du son: 340 mètres/seconde

LED: Diode électro-luminescente

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Piste Cyan: Le lecteur optique analogique a une source lumineuse rouge à la longueur d'onde de 600 nm.

Le dolby® stéréo SR

Le niveau d'écoute est identique dans les auditoriums de mixage et dans les salles de cinéma. Il ne doit pas varier d'un film à l'autre, ni d'une salle à l'autre. Car les niveaux sonores de chaque scène sont déterminés au mixage en fonction des effets et des sensations désirées en référence à ce niveau d'écoute. Une variation de ce niveau altérerait non seulement les intentions artistiques en modifiant la dynamique générale du film, mais il altérerait aussi le confort d'écoute en devenant parfois trop faible ou dangereusement trop fort.

Chaque canal d'écran est calibré à un niveau de 85 dB(C). Le niveau maximal de reproduction dans la salle atteindra 105 dB(C). Pour information le seuil de douleur de l'oreille est à 120 dB. 

Malheureusement aujourd'hui devant la gêne procurée par certains films très spectaculaires -principalement d'origine outre-atlantique- les exploitants ont été amenés à baisser arbitrairement le niveau d'écoute. Le niveau de référence n'est donc plus respecté. Cela pénalise dangereusement les autres films et ampute une grande partie du travail réalisé lors de la post-production du son. Il faut tenir compte non plus seulement du niveau d'écoute, mais aussi de la quantité d'énergie sonore diffusée en fonction de la durée. En effet la sensation de gêne n'est pas seulement liée au simple niveau électrique mais aussi au contenu du signal.

Tous les réglages de la chaîne B - réponse en fréquence et niveau d'écoute - se font via le processeur cinéma installé dans la salle.

Techniquement, surtout depuis l'arrivée du numérique, l'amplification de forte puissance nécessaire à la salle de cinéma diffère de la haute fidélité domestique par l'utilisation de la multi-amplification.

Pour reproduire fidèlement toutes les variations du spectre on utilise dans une enceinte plusieurs haut-parleurs spécialisés dans une bande de fréquence. Afin de distribuer à chaque haut-parleur la bonne bande de fréquence on utilise un filtre. Si ce filtre est placé après l'amplificateur on parle de filtre passif. C'est ce type de filtre que l'on trouve sur les installations domestiques. Si le filtre est placé avant l'amplificateur il s'agit d'un filtre actif.

La multi-amplification consiste donc à utiliser un filtre actif, puis un amplificateur par haut-parleur. Bien que plus complexe, cette méthode a l'avantage d'être plus appropriée à l'amplification de forte puissance. Elle permet aussi de tenir compte de la répartition statistique naturelle du son qui n'est pas identique sur tout le spectre. Le bas médium par exemple (60 à 800 Hz) absorbe à lui seul 60% de la puissance nécessaire.

Au final le son paraîtra plus clair, mieux défini quel que soit le niveau.

Dolby A: réducteur de bruit de fond à 4 bandes utilisant la compression/expension.

Dolby SR: Spectral Recording à 10 bandes variables.

Courbes isoniques: dites de Flechter & Munson, indiquent les niveaux de sensibilité aux différentes fréquences d'une oreille humaine moyenne.

Phase: c'est un décalage temporel entre deux signaux.

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Si les deux systèmes monophonique et Dolby Stéréo sont loin d'être parfaits, ils ont permis au cinéma de devenir sonore et de standardiser la reproduction du son au niveau mondial. Cette universalité et cette tenue dans le temps est un grand point fort de la projection 35 mm qui est en train de disparaître au profit de standard de vidéo numérique à durée de vie beaucoup plus réduite.

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