Comment Csound fonctionne
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## Comment Csound fonctionne

Csound calcule et génère sa sortie en utilisant des "générateurs unitaires" (ugens) appelés opcodes. Ces opcodes sont utilisés pour définir des instruments dans l'orchestre. Quand vous lancez Csound, le moteur charge les Opcodes de base, et les opcodes contenus dans des "bibliothèques d'opcodes" séparées et chargeable. Il interprète ensuite l'orchestre (au moyen du chargeur d'orchestre). Le moteur met en place une chaîne de traitement des instruments, qui reçoit ensuite des évènements depuis la partition ou en temps réel. La chaîne de traitement utilise les modules d'entrée/sortie pour générer la sortie. Il y a des modules qui peuvent écrire dans un fichier, ou générer une sortie audio en temps réel.

La Structure Modulaire de Csound.

### Les tampons de traitement de Csound

Csound traite les données audio par blocs d'échantillons appelés tampons. Il y a trois couches de tampons séparées :

1. spout = tampon logiciel de bas niveau de Csound, contient ksmps trames d'échantillon. Csound traite les évènements de contrôle en temps réel toutes les ksmps trames d'échantillon.

2. -b = Tampon logiciel intermédiare de Csound (le tampon "logiciel"), en trames d'échantillon. Devrait être (mais ce n'est pas nécessaire) un multiple entier de ksmps (peut également être égal à ksmps). Une fois toutes les ksmps trames d'échantillon, Csound copie spout dans le tampon -b. Une fois toutes les -b trames d'échantillon, Csound copie le tampon -b dans le tampon "matériel" -B.

3. -B = tampon interne de la carte son (le tampon "matériel"), en trames d'échantillon. Devrait être (et cela peut être nécessaire) un multiple entier de -b. Si Csound n'arrive pas à délivrer un des -b, les trames d'échantillon -b en plus dans -b sont toujours là pour que la carte son continue de jouer tandis que Csound se rattrape. Mais ils peuvent être de la même taille si vous escomptez que Csound sera toujours en continuité avec la carte son.

### Valeurs d'amplitude dans Csound

Les valeurs d'amplitude dans Csound sont toujours relatives à une valeur "0dbfs" représentant l'amplitude de crête avant écrêtement, soit dans un codec AN/NA, soit dans un fichier son avec une étendue définie (ce qui est le cas de WAVE et de AIFF). A l'origine, dans Csound, cette valeur était toujours 32767, correspondant à l'étendue bipolaire d'un fichier son 16 bit ou d'un codec AN/NA 16 bit, les seules sorties possibles de Csound à l'époque. Ceci reste l'amplitude de crête par défaut dans Csound, pour une compatibilité descendante et vous verrez que certains des exemples de ce manuel utilisent toujours cette valeur (c'est pourquoi l'on trouve de grandes valeurs d'amplitude comme 10000).

La valeur 0dbfs permet à Csound de produire des valeurs convenablement calibrées quelque soit le format utilisé, entiers sur 24 bit, nombres en virgule flottante sur 32 bit, ou même entiers sur 32 bit. Autrement dit, les valeurs d'amplitude littérales écrites dans un instrument de Csound ne concordent avec celles qui sont écrites littéralement dans le fichier que si la valeur 0dbfs dans Csound correspond exactement à celle du format d'échantillonnage de la sortie. La conséquence de cette approche est que l'on peut écrire une pièce avec une certaine amplitude et en avoir une restitution correcte et identique (sans tenir compte bien sûr de la gamme dynamique meilleure des formats en haute résolution) qu'elle soit écrite dans un fichier de nombres entiers ou en virgule flottante, ou rendue en temps réel.

| Note
La seule exception à ceci se produit si l'on choisit d'écrire dans un format de fichier "brut" (sans en-tête). Dans de tels cas la valeur interne 0dbfs est sans signification, et quelques soient les valeurs utilisées, elles sont écrites inchangées. Cela permet de faire générer ou traiter par Csound des données arbitraires. C'est une chose relativement exotique à faire, mais certains utilisateurs en ont besoin.

Vous pouvez choisir de redéfinir la valeur 0dbfs dans l'en-tête de l'orchestre, par pure commodité ou selon vos préférences. Beaucoup de personnes choisiront 1,0 (le standard pour SAOL, d'autres logiciels comme Pure Date, et pour beaucoup de greffons standard comme VST, LADSPA, CoreAudio AudioUnits, etc), mais n'importe quelle valeur est possible.

Le facteur commun dans la définition des amplitudes est l'échelle en décibel (dB), avec 0dBFS toujours compris comme la crête numérique ; ainsi "0dbfs" veut dire valeur de "0dB Full-Scale" (sur l'étendue complète). Cette mesure est différentes des valeurs d'amplitude réelles, puisque celles-ci sont sur une échelle linéaire qui montre l'oscillation réelle autour de 0, et peuvent ainsi être positives ou négatives. Les valeurs en décibel forment une échelle logarithmique absolue, mais peuvent être également utiles pour la plupart des opcodes. On peut convertir les amplitudes de et en décibel en utilisant les fonctions ampdb, ampdbfs, dbamp et dbfsamp. De cette manière, Csound permet au programmeur d'exprimer toutes les amplitudes en dB - les amplitudes plus faibles seront alors représentées par des valeurs de décibel négatives. Cela reflète les pratiques de l'industrie (par exemple sur les indicateurs de niveau des tables de mixage, etc).

Par exemple le même niveau de -6dB (la moitié de l'amplitude) ou de -20dB représentent une amplitude linéaire par rapport à 0dbfs comme ceci :

Table 2. dBFS en relation avec l'amplitude

dBFS | 0dbfs = 32767 (par défaut) | 0dbfs = 1 | 0dbfs = 1000 (inhabituel)
--- | --- | --- | ---
0 dB | 32767 | 1 | 1000
-6 dB | 16384 | 0.5 | 500
-20 dB | 3276.7 | 0.1 | 100

Certains utilisateurs de Csound peuvent ainsi avoir l'intention d'exprimer tous les niveaux en dBFS, et éviter toute confusion ou toute ambiguïté de niveau qui pourrait autrement se produire lorsque des valeurs explicites d'amplitude sont utilisées. L'échelle en décibel reflète la réponse de l'oreille assez fidèlement, et si vous voulez exprimer un niveau vraiment doux, il peut être plus facile et plus expressif d'écrire "-46dB" que "0.005" ou "163.8".

La raison d'utiliser 0dbfs est très simple : la crête numérique est égale au niveau maximum quelque soit la résolution de l'échantillonnage. Si vous définissez un signal à -110dB, il disparaîtra s'il est restitué dans un fichier 16 bit, mais il restera (audible ou non) s'il est restitué en 24 bit ou mieux. Autrement dit, il y a un plafond fixe mais un plancher mobile - vous pouvez définir des sons aussi doux que vous le voulez (par exemple des queues d'enveloppe), de manière prévisible, et les préserver ou non (sans changer le code de l'orchestre), selon la résolution de leur restitution (dans un fichier ou sur une e/s audio).

| Une note sur l'amplitude numérique, les décibels et l'étendue dynamique
Une approche commode de l'étendue dynamique pour une certaine précision numérique est de calculer l'intervalle en décibels entre la valeur minimale et la valeur maximale pour un échantillon. En général, 1 bit (doublement du niveau) vaut 6dB, donc 16 bit = 96dB. Ceci n'est pas entièrement exact car les valeurs des échantillons audio sont représentées sur une échelle bipolaire avec des valeurs positives et négatives, et un bit est utilisé pour le signe. Ainsi, puisque les échantillons en entiers sur 16 bit utilisent 1 bit pour le signe et 15 bit pour la valeur, l'intervalle dynamique est de 90dB.

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