Qu'est-ce qu'un fichier WAV et comment est-il utilisé ?

WAV (ou WAVE) est l'un des plus anciens formats de codage audio utilisés aujourd'hui. Microsoft et IBM l'ont développé pour lire les fichiers audio sur les ordinateurs personnels. Aujourd'hui, c'est le format préféré pour l'archivage de l'audio numérique. Comme il stocke généralement les données dans un format non compressé, ses fichiers sont énormes. Il est rare que vous téléchargiez un fichier WAV sur Internet.

Que signifie le terme WAV ? Sa signification est simplement "onde". Il s'agit d'un format de stockage des ondes acoustiques, et son nom se prononce "wave". L'extension du fichier est .wav. C'est simple et logique.

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Le format de fichier WAV existe depuis 1991. IBM et Microsoft voulaient définir un format pour les fichiers sonores, qui devait fonctionner avec les processeurs lents et la mémoire limitée de l'époque. La compression aurait pu rendre les fichiers plus petits, mais elle aurait imposé une charge de calcul importante au processeur. Avec le WAV, chaque échantillon est codé directement sous forme de valeur binaire. Ce n'est pas efficace, mais l'intention initiale était d'utiliser ce format pour des effets sonores d'une seconde ou deux, et non pour des symphonies.

Bien qu'il soit primitif par rapport à d'autres formats de fichiers audio, sa simplicité lui a valu une niche en tant que format d'archivage et d'édition.

Ce format est un cas particulier de RIFF (Resource Interchange File Format), un format polyvalent permettant de regrouper des données et des métadonnées. Un fichier RIFF se compose de "chunks", chacun d'entre eux ayant un type à quatre caractères. Un morceau contient un type particulier d'informations, telles que des données audio codées, des horodatages et des paramètres de codage.

Le format est similaire à AIFF, un des premiers formats d'encodage audio d'Apple. Tous deux utilisent une structure de chunk similaire, mais ils ne sont pas compatibles entre eux.

Dans Windows 2000, Microsoft a introduit le format Wave Extensible. Il offre une meilleure prise en charge de l'audio multicanal, y compris des informations sur le positionnement des haut-parleurs.

Aucune norme officielle n'a jamais été publiée pour le format WAV. La définition de Microsoft est principalement en termes d'API. Elle comporte certaines ambiguïtés. Les informations disponibles publiquement sont suffisantes pour créer et lire des fichiers WAV normaux, et aucune licence n'est nécessaire. Certains codecs peuvent toutefois nécessiter des informations propriétaires et une licence.

Les lecteurs de musique sur les ordinateurs de bureau prennent généralement en charge le format WAV. Il s'agit de l'un des formats de fichiers musicaux les plus faciles à mettre en œuvre dans un logiciel. Comme il s'agit d'un format Microsoft, la prise en charge est plus solide sur les machines Windows. Plusieurs lecteurs multiplateformes gratuits, tels que VLC, le prennent également en charge.

Les applications mobiles qui lisent les fichiers WAV sont plus difficiles à trouver. Ni iOS ni Android ne lisent les fichiers WAV en mode natif, mais des logiciels tiers sont disponibles. La raison de ce manque de support est qu'il y a peu de raisons de le faire. Les fichiers WAV sont énormes, et quelques fichiers remplissent rapidement la mémoire d'un téléphone. Un fichier peut atteindre 27 mégaoctets pour chaque minute de son. Une meilleure approche consiste à les convertir dans un format compressé, tel que MP3 ou Ogg Vorbis, et à utiliser les fichiers plus petits sur l'appareil mobile.

En général, les fichiers WAV existent surtout pour être convertis dans d'autres formats. Ils constituent un bon moyen de stocker le son brut original sans dégradation, mais ils sont peu pratiques en termes de taille.

Pour entrer dans le vif du sujet, qu'est-ce qu'un fichier WAV exactement ? Comme de nombreux formats multimédia, le WAV est un exemple du paradigme conteneur-codec. Le conteneur établit la structure du fichier. Il contient des métadonnées sur l'enregistrement, ainsi que des informations techniques sur la manière dont l'audio est codé. Il permet différents encodages. Le logiciel qui traite les bits de données audio est le codec (codeur-décodeur).

La raison pour laquelle les fichiers WAV sont si volumineux est qu'ils utilisent normalement le codec LPCM. Il ne compresse pas les données audio. Le stockage est sans perte, ce qui signifie qu'il s'agit de la meilleure représentation possible de l'audio original. Il est possible d'utiliser d'autres codecs ; le logiciel de Microsoft prend en charge le codec ADPCM avec perte, qui produit des fichiers plus petits. On les appelle souvent des fichiers ADPCM plutôt que des fichiers WAVE. Le format autorise d'autres codecs, mais tous les logiciels ne les prennent pas en charge.

Même la compression d'un fichier à l'aide de ZIP ou GZIP n'est pas d'une grande utilité. Les échantillons audio ressemblent trop à des valeurs aléatoires pour être compressés efficacement par des techniques générales.

Cependant, le format WAV est flexible à bien des égards. Le format permet à un fichier d'avoir des milliers de canaux et un nombre effectivement illimité de bits par échantillon. La plupart des logiciels imposent des limites à ces valeurs, mais il ne devrait pas y avoir de problème avec, par exemple, huit canaux de 32 bits. La fréquence d'échantillonnage est un nombre de 32 bits, de sorte que le format peut gérer des fréquences bien au-delà des limites de l'audition humaine. La taille maximale des fichiers est de 4 gigaoctets.

Les fichiers peuvent supporter n'importe quel type de métadonnées. Les archivistes apprécient cette caractéristique.

La spécification étant vague sur certains points, certains logiciels peuvent ne pas réussir à lire un fichier qu'une autre application traite sans problème. Les développeurs de logiciels essaient d'être stricts lors de l'écriture des fichiers et indulgents lors de leur lecture, de sorte que cela n'arrive pas trop souvent.

L'Union européenne de radio-télévision a défini un raffinement du format appelé Broadcast Wave Format, ou BWF. Son but est d'échanger des fichiers audio entre différents environnements de diffusion. La Library of Congress le recommande pour les projets de préservation.

La principale différence est qu'il définit un nouveau type de fragment, Broadcast Audio Extension ("bext"). Il identifie l'auteur du fichier, la date et l'heure de création, ainsi que diverses données techniques et administratives. Chaque fichier WAV de diffusion doit comporter un fragment "bext". Les logiciels WAV ordinaires ignorent les types de chunk qu'ils ne reconnaissent pas. Ils liront donc les fichiers Broadcast WAV même s'ils ne peuvent pas tirer parti des informations supplémentaires.

Le BWF supporte de nouveaux types de chunk pour les métadonnées. Il s'agit de XMP, qui est largement utilisé pour les fichiers multimédia, et iXML, qui est utilisé principalement dans BWF. Les lecteurs WAV habituels peuvent prendre en charge ces types de blocs et, si ce n'est pas le cas, ils les ignorent.

Une variante de BWF est RF64. Elle modifie légèrement la spécification RIFF pour dépasser la limite de 4 gigaoctets sur la taille des fichiers.

Vous ne téléchargerez pas souvent des fichiers WAV à partir de sites de musique. Ces fichiers sont beaucoup plus volumineux que les équivalents dans d'autres formats, et ils ne donnent pas beaucoup d'avantages à l'auditeur. Si vous voulez un fichier sans perte, le FLAC compresse les données et vous permet de télécharger un fichier plus petit avec la même qualité.

Les studios d'enregistrement utilisent souvent le format WAV pour leurs pistes originales. Les fichiers avec perte se dégradent légèrement à chaque fois qu'ils sont enregistrés ; l'édition d'un fichier audio sans perte empêche la perte de qualité.

Les archives utilisent souvent le format WAV lorsqu'elles peuvent se permettre l'espace de stockage nécessaire. Le format est flexible dans ses options de métadonnées, et il peut être converti en formats compressés si nécessaire. Il est moins sensible à la rotation des bits que les formats compressés ; si un problème matériel modifie un octet de données audio, le pire qui puisse arriver est un pop audible.