Cette partie vous donne un petit aperçu des techniques audio employées en informatique, cela pour vous aider à comprendre certains concepts dont on parlera dans la suite de ce document. Pour en savoir plus, vous pouvez consulter certains livres traitant d'audio-numérique ou de traitement du signal numérique...
Le son est un phénomène analogique; il se traduit par une valeur quelconque sur une échelle continue. Les ordinateurs fonctionnent de manière numérique; c'est-à-dire qu'ils utilisent des valeurs discrètes. Les cartes-son utilisent un composant appelé Convertisseur Analogique-Numérique (A/N ou ADC en anglais) afin de convertir les tensions correspondantes aux ondes sonores analogiques en valeurs numériques qui peuvent alors être stockées dans la mémoire de l'ordinateur. De même, un Convertisseur Numérique-Analogique (N/A ou DAC en anglais) convertit les valeurs numériques en une tension analogique qui peut alors être amplifiée pour "attaquer" un haut-parleur et produire du son...
La conversion analogique-numérique (échantillonage ou "sampling" en anglais) génère des erreurs. Deux facteurs déterminent la qualité du signal echantilloné par rapport au signal initial. Tout d'abord, la fréquence d'échantillonage est le nombre d'échantillons réalisés par unité de temps (exprimée en Hertz). Une petite fréquence d'échantillonage produira une représentation moins fine du signal analogique d'origine, dans le sens où les fréquences aigues ne seront pas ou mal restituées. (ndt : la théorie nous enseigne que pour restituer correctement une fréquence sonore de n Hz, il faut effectuer un échantillonage au moins égal à 2 x n Hz. Ainsi, l'étendue du spectre sonore audible par un humain (0 à 20000 Hz) sera bien restituée par un échantillonage à 44100 Hz (norme CD-AUDIO) ). Le nombre de bits d'échantillonage conditionne l'étendue des valeurs utilisables pour représenter chaque échantillon, qui conditionne elle-même la plage dynamique de restitution. (ndt : il s'agit du rapport entre le niveau sonore le plus fort restituable sans distortion, et le niveau de souffle ou de bruit inhérent au matériel de restitution. Cette plage dynamique est exprimée de manière logarithmique en decibels (dB). En théorie, lorsque l'on ajoute un nouveau bit de codage pour chaque échantillon, on double cette plage, ce qui correspond à un gain en dynamique de 6 dB :-) )
Les cartes son utilisent typiquement un codage sur 8 ou 16 bits (ndt : et parfois 24), pour des fréquences d'échantillonage allant de 4000 à 44100 (ndt : ou 48000 Hz). L'échantillonage pouvant être réalisé sur une voie (mono) ou deux (stéréo) (ndt : et plus (8, 16...) pour des cartes professionnelles).
La synthèse FM est une ancienne méthode utilisée pour produire des sons. Son principe consiste en la combinaison de plusieurs ondes de formes différentes (ex : sinusoïdales, triangulaires, carrées). Ce procédé est plus simple à implémenter au niveau "hardware" que la conversion analogique-numérique mais son utilisation est plus compliqué (au niveau programmation). Beaucoup de cartes son supportent la synthèse FM afin de rester compatibles avec des cartes ou programmes plus anciens. Plusieurs générateurs sonores différents sont habituellement fournis.
La synthèse par table d'échantillons sonores ou wavetables associe la flexibilité de la conversion A/N avec les possibilités multivoies de la synthèse FM. Avec ce procédé, des sons digitalisés/numérisés peuvent être chargés dans une mémoire dédiée puis rejoués, combinés, et modifiés en sollicitant peu le microprocesseur de la machine. Toutes les cartes son actuelles supportent la synthèse par tables d'échantillons sonores.
La plupart des cartes offrent également la possibilité de mixage, en combinant les signaux provenant des différentes sources avec des niveaux différents.
Le terme MIDI signifie : Musical Instrument Digital Interface soit : interface numérique pour instruments musicaux en français. Ce protocole matériel et logiciel standard permet aux "instruments électroniques" de communiquer entre eux. Les évènements envoyés dans un bus MIDI peuvent aussi être mémorisés dans des fichiers MIDI. Cela permet de les éditer ultèrieurement et de les rejouer. Beaucoup de cartes son possèdent une interface MIDI. Celles qui n'en n'ont pas peuvent quand même jouer des fichier MIDI.
Les fichiers MOD sont un format courant pour les sons générés par ordinateur. En plus des informations relatives aux notes devant être jouées, ces fichiers contiennent des échantillons d'instruments ou de voix digitalisées. Les fichiers MOD proviennent du monde Amiga, mais peuvent être joués par d'autres systèmes - dont Linux - en utilisant des logiciels appropriés.