Modèles et outils ambisoniques

Évolutions et extensions

Malgré les nombreux avantages que semble posséder l’approche ambisonique, celle-ci ne reçut pas le succès escompté36 et cela jusqu’à très récemment37. Mais bien que cet ensemble de techniques est resté confiné à un petit public, l’ambisonie est demeurée le sujet de nombreuses recherches. Certaines, plus scientifiques, reformulent l’approche afin de la consolider sur un plan formel et d’autres, plus musicales, ouvrent des perspectives nouvelles dont les conséquences et avancées majeures sont présentées dans cette thèse.

Outils d’analyse critiques

Afin de consolider l’approche ambisonique, M. A. Gerzon propose une métathéorie de la localisation auditive [Gerzon, 1992a], qui tente de rassembler un ensemble de théories dites primitives sur la localisation de sons au sein d’une seule théorie. De cette tentative, deux outils psychoacoustiques émergent, permettant d’analyser et de prédire dans une certaine mesure, le rendu d’un système de spatialisation : le vecteur vélocité38 et le vecteur énergie [Gerzon, 1992a] 39 .

Ces vecteurs sont calculés à partir des signaux transmis par les haut-parleurs. Le vecteur vélocité, fondé sur une théorie de localisation des sons et proposé par Y. Makita [Makita, 1960], est un outil d’analyse valable dans les basses fréquences, en dessous de 700 hertz. La direction du vecteur vélocité définit la direction apparente du son, appelée localisation de Makita, et sa norme définit la précision relative de rendu ou réciproquement le flou sonore, la valeur 1 indiquant le rendu optimal correspondant à une onde plane et 0 une source sonore omnidirectionnelle40 . L’onde plane est un modèle d’onde dont les fronts d’ondes sont des plans parallèles et infinis.

Bien que les ondes planes n’existent pas dans la réalité, en acoustique une onde est considérée comme plane lorsque la source sonore est suffisamment lointaine pour que sa courbure puisse être négligée [Figure 1.6Figure 1.6Figure 1.6. Représentation en coupe de l’approximation d’une onde plane en acoustique.

La source sonore à gauche génère une onde considérée comme sphérique qui devient progressivement une onde plane à droite où les fronts d’onde sont considérés comme parallèles car la courbure de l’onde est négligeable.]. Le vecteur énergie est l’analogue du vecteur vélocité dans les hautes fréquences, entre 500 hertz et 5000 hertz. Au-delà de 5000 hertz, les mécanismes ne sont pas assez connus par M. A. Gerzon pour qu’il puisse les intégrer 41 

Ce modèle implique de considérer un champ libre, c’est à dire un champ sonore s’étendant sans contrainte à l’infini, seul cas possible dans lequel une source sonore puisse se propager continuellement sans obstacles. L’onde plane possède des caractéristiques directionnelles et des informations d’amplitude relativement simple à définir en faisant un modèle bien plus facile à utiliser que celui des ondes sphériques. C’est pourquoi en ambisonie l’approche assume un champ libre dans lequel les sources sonores sont suffisamment lointaines pour générer des ondes planes.

Le vecteur énergie est l’analogue du vecteur vélocité dans les hautes fréquences, entre 500 hertz et 5000 hertz. Au-delà de 5000 hertz, les mécanismes ne sont pas assez connus par M. A. Gerzon pour qu’il puisse les intégrer.

Encodage directionnel

Parallèlement à ces travaux, et bien que l’approche ne trouve pas immédiatement de grand écho dans l’industrie cinématographique et musicale, à partir des années 1990, les développements de l’informatique et notamment de l’audionumérique sont propices à l’expansion et au déploiement des techniques ambisoniques. A ce titre, il est possible de noter une mise en œuvre ambisonique entièrement numérique intégrant l’utilisation de norme MIDI – restant néanmoins en temps différé – par D. G. Malham et R. Orton [Malham & al., 1991], un logiciel de décodage ambisonique développé par D. G. Malham, [Malham, 1992] ou encore une mise en œuvre de l’ambisonie dans le logiciel Csound sous la forme de Opcodes par D. G. Malham et A. Myatt [Malham & al., 1995] [Figure 1.8].

De plus, l’une des plus importantes améliorations est la formulation de l’encodage ambisonique, notamment par la démocratisation de l’usage des fonctions trigonométriques par l’informatique. Comme présentée précédemment, la « méthode d’inclusion est généralement obtenue en assignant le son à chacun des n canaux avec un gain fixe et différent (pouvant être réel ou complexe), qui est fonction de la direction d’encodage prévue » 43. Le module d’encodage AB présenté par M. A. Gerzon est un système matriciel n’offrant que peu de flexibilité.