Qu'est-ce que la phase en audio : Comprendre les principes de base

Qu'est-ce que la phase en audio : Comprendre les principes de baseQu'est-ce que la phase en audio : Comprendre les principes de base

Les ondes sonores ne sont pas toutes égales : même deux signaux similaires présentent de légères différences de volume et de tonalité. Certaines ondes sonores, cependant, sont identiques (ou presque) et lorsqu'elles sont superposées, un déphasage audio peut se produire. Mais qu'est-ce que le phasage audio, exactement ?

La phase audio est l'un de ces phénomènes qu'il est parfois difficile de comprendre. Une fois que vous l'aurez maîtrisé, vous serez en mesure d'élever vos productions à un tout autre niveau. Dans cet article, nous allons passer en revue les bases de la phase audio, pourquoi elle est importante et comment résoudre les problèmes de phase dans vos productions.

Qu'est-ce que la "phase" en audio ?

qu'est-ce que la phase en audio

La phase audio indique un point dans le temps au sein d'une onde sonore donnée. Les ondes sonores sont constituées de trois éléments principaux : l'amplitude, la longueur d'onde et la fréquence :

phase solide

L'amplitude fait référence à la force de l'onde à un moment donné ; pour une onde sonore parfaitement symétrique et répétitive (comme l'onde sinusoïdale illustrée ci-dessus), la longueur d'onde mesure la distance entre deux amplitudes égales le long du cycle ; et la fréquence (aussi appelée "hauteur") est le nombre de fois par seconde que l'onde sonore se répète le long de ce cycle.

La phase d'une onde sonore nous indique où nous nous trouvons exactement dans ce cycle. Dans la production audio, c'est la relation entre deux ou plusieurs formes d'onde qui importe vraiment ; la phase absolue d'une onde sonore unique n'est pas très pertinente pour les raisons que nous allons aborder.

Pourquoi le phasage est-il important ?

Le mixage audio consiste à combiner des éléments distincts mais cohérents afin que chaque composant puisse être entendu comme l'artiste, le producteur et l'ingénieur l'ont souhaité. À ce titre, vous devrez jongler avec d'innombrables ondes sonores dont la fréquence, l'amplitude, les harmoniques, etc. varient. Il est inévitable que certaines ondes soient en phase et hors phase les unes avec les autres à différents moments. Lorsque deux signaux sont "en phase" l'un avec l'autre, leurs amplitudes (c'est-à-dire leurs pics et leurs creux) coïncident. Il est essentiel de comprendre la phase pour optimiser vos mixages. Les problèmes de phase sont à l'origine de nombreux problèmes de mixage et ont des implications majeures sur le son global.

Quand les vagues entrent en collision

Pour simplifier les choses, imaginez deux ondes sinusoïdales parfaitement symétriques et répétitives, l'une dans le canal gauche et l'autre dans le canal droit. Lorsque les deux moitiés sont parfaitement alignées, leurs amplitudes sont identiques dans le temps, ce qui signifie que vous entendez le même son des deux côtés.

phase audio

Réunissez ces canaux et faites-les jouer en même temps, et vous obtenez ce que l'on appelle une "interférence constructive", car la combinaison de ces ondes en phase double l'amplitude résultante. À l'inverse, si ces canaux étaient parfaitement "déphasés" (c'est-à-dire que l'amplitude la plus faible de l'onde d'un canal se produit lorsque l'onde de l'autre canal est la plus forte), leurs pics et leurs creux s'annuleraient mutuellement. Ce phénomène est appelé "interférence destructive" ou "annulation de phase".

Comment la phase en audio fonctionne en pratique

Le scénario précis décrit ci-dessus n'est pas courant dans le monde réel, car vous ne travaillerez pas avec ces ondes sonores fondamentales parfaites, mais la théorie reste valable. Que vous enregistriez un seul instrument ou plusieurs instruments avec un nombre quelconque de microphones, la mise en phase sera un facteur à ne pas négliger. Les interactions de phase entrent également en jeu lors de la superposition d'échantillons sur des tambours acoustiques, de l'utilisation de différents plugins sur des pistes similaires, de l'application de traitements parallèles, etc. En termes simples, la phase audio est un facteur qui intervient chaque fois que deux signaux ou plus sont combinés - plus ces signaux sont liés, plus la phase devient pertinente.

Si vous enregistrez un instrument avec deux microphones séparés (enregistrement stéréo), les fréquences fondamentales entrantes (c'est-à-dire les notes jouées) seront les mêmes dans chaque canal. Cependant, comme chaque microphone se trouve dans une position spatiale unique, des harmoniques différentes entreront dans chaque micro à un moment différent. Par conséquent, les ondes sonores de chaque canal seront similaires à certains égards, mais différentes à d'autres. Les différentes fréquences peuvent être amplifiées, diminuées ou pratiquement annulées en fonction de la relation de phase entre les deux canaux. Comme vous pouvez l'imaginer, l'introduction d'un autre microphone ou plus dans le jeu complique encore les choses, en augmentant les chances de problèmes de phase. Et si deux micros sont orientés dans la direction opposée l'un à l'autre, la phase de l'un d'eux doit être inversée pour combattre l'annulation audio (c'est-à-dire le silence).

Le dilemme du tambour

son de phasing

Lorsqu'il s'agit d' enregistrer une batterie , les problèmes de phase se multiplient. Après tout, la plupart des enregistrements modernes de batterie impliquent un minimum de 5 micros (ou jusqu'à 20) pour capturer chaque composant, l'ensemble du kit et les réflexions de la pièce. Le fait que les cymbales résonnent à des fréquences élevées ou qu'une caisse claire et une grosse caisse nécessitent souvent deux micros pour capturer leurs fréquences inférieures et supérieures n'aide pas non plus. Si vous n'êtes pas stratégique dans le placement/configuration de vos micros, votre enregistrement initial de batterie peut devenir un désordre et presque impossible à mixer. Heureusement, le commutateur "phase flip" (inversion de polarité), très pratique et présent sur plusieurs microphones modernes, permet de résoudre rapidement les problèmes d'annulation de phase pendant le processus d'enregistrement, qu'il s'agisse d'enregistrer une batterie, une guitare acoustique ou autre.

Réflexion sur la phase

La prise de son stéréo n'est pas la seule responsable des problèmes de phase. Vous pouvez rencontrer des problèmes de phase même si vous n'enregistrez que sur un seul canal, surtout si votre espace d'enregistrement n'est pas correctement traité. Les ondes sonores rebondissent facilement sur les surfaces acoustiques réfléchissantes. Ces réverbérations reproduisent essentiellement le son initial, en renvoyant une autre version, plus silencieuse et distincte sur le plan sonore, après un certain temps, en fonction de votre proximité avec la surface, de la taille et de la forme de la pièce, etc.

Si le timing de ces réflexions est juste, des interférences destructives ou constructives peuvent se produire lorsqu'elles sont captées par votre microphone, altérant le ton et le volume qui en résultent. L'utilisation intentionnelle d'effets de retard et de réverbération peut également provoquer des problèmes de phase. Pour compliquer les choses, vous pouvez entendre des problèmes de phase lors de la lecture d'un enregistrement, même si vos enregistrements eux-mêmes n'ont pas de problèmes de phase. Ce problème peut se produire si vos enceintes sont "déphasées", c'est-à-dire si elles sont câblées avec une polarité incorrecte.

Comment trouver les problèmes de phase audio

phasage audio

Au fur et à mesure que votre oreille se développe, vous serez en mesure d'entendre le déphasage lorsqu'il se produit. Bien sûr, l'oreille humaine seule ne peut pas identifier facilement tous les problèmes de phase, c'est pourquoi des outils et des techniques supplémentaires sont utiles.

L'écoute de votre mixage (et de certaines pistes) en mono plutôt qu'en stéréo peut révéler certains problèmes de phase. Si, après avoir condensé votre mixage en mono, vous remarquez que le son est devenu plus terne ou plus fin, vous êtes peut-être confronté à une annulation de phase. De même, si le signal disparaît du centre mais reste sur les canaux gauche et droit lors du mixage en mono, vous êtes probablement confronté à un audio déphasé. Vous pouvez également identifier les problèmes de phase audio à l'aide de plug-ins visuels conçus pour la mise en phase (nous y reviendrons dans la section suivante).

Comment résoudre ou prévenir les problèmes de phase

Avec autant de sources potentielles de problèmes de phase, il est crucial de s'armer de connaissances, d'astuces et d'outils qui vous aideront à prévenir et à résoudre ces difficultés.

Connaître le rapport 3:1 pour le placement des micros

Cette méthode s'applique lorsque vous travaillez avec deux microphones ; le deuxième micro doit être placé trois fois plus loin du micro initial que celui-ci ne l'est de la source audio à enregistrer. Si l'un des micros se trouve à 15 cm de la rosace de la guitare, vous devez placer le deuxième micro à 18 cm de l'autre. Cette astuce ne fonctionne pas toujours, et certains ajustements peuvent être nécessaires, mais c'est un bon point de départ pour minimiser les problèmes de phase lors de l'enregistrement avec deux microphones.

La technique d'enregistrement Mid/Side est conçue pour minimiser les problèmes potentiels de phase.

Mixage en Mono

Il peut sembler contre-intuitif de mixer en mono, étant donné que la plupart des pistes seront écoutées en stéréo. Cependant, comme nous l'avons mentionné plus haut, certains cas d'annulation de phase peuvent passer inaperçus lors de la réécoute en stéréo - le fait de passer vos pistes en mono à différents intervalles pendant le mixage peut révéler des problèmes de phase qui vous auraient peut-être échappé autrement. En d'autres termes, le mixage en mono peut vous aider à mieux contextualiser votre mixage dans son ensemble et à éliminer toute confusion avant de revenir au son stéréo.

Utiliser les plug-ins de phase audio

En plus d'un placement correct des micros de mixage et d'un mixage en mono, vous pouvez également utiliser divers plug-ins pour corriger les interférences de phase et visualiser facilement ce qui se passe dans ces moments. Heureusement, les outils de correction de phase ne manquent pas de nos jours. Parmi les meilleurs exemples, citons le plug-in InPhase de Waves, In-Between Phase de Little Labs et Eventide Precision Time Align. Et si vous parvenez à reconnaître les problèmes de phase à l'oreille, le simple fait de déplacer les pistes un tout petit peu vers la gauche ou la droite peut également résoudre les problèmes de phase. Cette astuce ne fonctionnera pas toujours, surtout si votre piste respecte strictement la grille.

Déplacer les formes d'onde

La façon la plus simple de résoudre les problèmes de phase consiste à déplacer des formes d'onde similaires à la bonne place. Si deux formes d'onde de signaux similaires ne sont pas alignées, un déphasage est inévitable. Le simple fait de déplacer l'une d'entre elles vers la gauche ou la droite sur la ligne de temps peut constituer une solution rapide. Il existe même des plugins qui alignent automatiquement les formes d'onde pour vous épargner cette corvée - le plug-in Auto-Align de Sound Radix et MAutioAlign de Melda Productions sont deux choix d'alignement populaires.

Utiliser la phase à votre avantage

inversion de phase audio

Jusqu'à présent, nous avons principalement abordé les interférences de phase comme des problèmes à résoudre. En réalité, l'annulation de phase n'est pas une mauvaise chose en soi, mais simplement un artefact acoustique que vous pouvez manipuler de plusieurs façons. Bien sûr, éviter ou corriger l'annulation de phase est une façon de traiter ce phénomène.

Cependant, si vous savez ce que vous faites et ce que vous attendez de votre mixage, vous pouvez utiliser l'annulation de phase comme un autre outil de mixage. Par exemple, la manipulation de la relation de phase entre les pistes de guitare peut vous permettre de façonner la tonalité de la piste résultante (il en va de même pour la tonalité de n'importe quel instrument ou voix), à la manière d'un filtre égaliseur. Certains appareils (par exemple, le Neve Portico 5016 et le Phazer de Radial) contiennent des circuits de déphasage qui vous permettent de choisir certaines fréquences que vous souhaitez renforcer tout en les annulant, ce qui vous offre des possibilités uniques de modelage du son.

Résumé : Ce n'est qu'une phase

Nous passons tous par des phases, tout comme chaque onde sonore. Par conséquent, des problèmes de phase apparaîtront dans toute production sur laquelle vous travaillez. L'important est de comprendre pourquoi ces interférences se produisent et comment y remédier. Plus vous comprendrez la phase audio et y prêterez attention, meilleurs seront vos mixages, et moins vous aurez de surprises en réduisant une piste stéréo en mono. Soyez donc vigilant, utilisez les connaissances et les outils à votre disposition, et essayez de ne pas être effrayé par la phase.

FAQ sur les phases

Vous avez encore des questions sur la phase audio ? Répondons à quelques questions fréquemment posées.

Qu'est-ce que la musique de phase ?

La musique de phase utilise intentionnellement les propriétés de la phase comme outil de composition. Elle incorpore souvent des sons minimaux et similaires (c'est-à-dire des notes) avec de légères variations de fréquence, de tonalité et/ou de tempo pour créer des effets tels que l'écho, le retard, le flanging, le phasing, etc.

Qu'est-ce que le phasage dans le mélange ?

Pendant le processus de mixage, un déphasage peut se produire lorsqu'il y a un léger décalage temporel entre des signaux identiques ou apparentés. Ce phasage peut entraîner des changements indésirables de tonalité et de volume, mais il peut aussi être utilisé de manière créative.

Comment diagnostiquer les problèmes de phasage ?

Vous pouvez identifier les problèmes de phase dans votre musique en développant votre oreille, en mixant en mono et en utilisant des plug-ins conçus pour détecter le phasage.

Qu'est-ce que le filtrage par peigne ?

Le filtrage en peigne est un type de mise en phase qui se produit lorsqu'un signal est ajouté à lui-même dans un court laps de temps, ce qui entraîne une interférence à la fois constructive et destructive ; cela se produit généralement en raison de la réflexion de la pièce et/ou lors d'un enregistrement stéréo. Ce phénomène tire son nom de sa ressemblance avec un peigne à cheveux.

L'oreille humaine peut-elle entendre la phase ?

Si l'oreille humaine ne peut pas percevoir la phase absolue d'une forme d'onde, elle est parfois sensible à la phase relative. Par exemple, de nombreuses personnes remarqueront un décalage audible lorsque deux ondes sinusoïdales identiques sont combinées (car cela crée un bruit plus fort) ou lorsqu'un effet de phase est ajouté à un signal.

Comment savoir si deux ondes sont en phase ?

Visuellement, deux formes d'onde sont en phase lorsque leurs amplitudes (pics et creux) sont alignées sur une ligne de temps.

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