Totalement inédit en France, cet équipement combine deux systèmes de pointe en matière de reproduction du champ sonore, la WFS (synthèse d’hologrammes sonores) et Ambisonics (immersion sonore 3D). Allant plus loin que la seule illusion sonore proposée par les systèmes de diffusion plus traditionnels, il permet d’expérimenter le véritable son 3D.
À la fois outil et objet de recherche, le dispositif de l’Ircam est voué à l’analyse, la synthèse et la perception des champs sonores. Les travaux menés trouvent leurs applications dans les domaines de la réalité virtuelle ou augmentée, le spectacle vivant (avec notamment la création d’oeuvres musicales écrites pour le dispositif) mais aussi le cinéma, les jeux vidéo.
Cet équipement a bénéficié du soutien financier de la Région Ile-de-France (programme d’équipement Sesame), du CNRS et de l’UPMC. Le nouveau dispositif qui équipe l’Espace de Projection de l’Ircam, salle déjà unique en son genre par la variabilité de ses caractéristiques acoustiques (Les murs et le plafond sont dotés de modules prismatiques, les périactes, comportant trois faces : absorbante, réfléchissante et diffusante). Cet équipement expérimental permet d’obtenir toute configuration acoustique en seulement quelques minutes grâce à un système de contrôle motorisé commandé par ordinateur, est constitué d’une ceinture de 264 haut-parleurs régulièrement répartis autour de la scène et du public pour la diffusion en WFS et d’un dôme de 75 haut-parleurs pour une diffusion tri-dimensionnelle en Ambisonics, soient 339 haut-parleurs (Ils sont contrôlés par un ensemble d’ordinateurs gérant en temps réel la spatialisation des sources sonores).
Les chercheurs de l’équipe Espaces acoustiques et cognitifs de l’Ircam, qui ont piloté le projet, présenteront le dispositif et les modèles sur lesquels il repose, lors de la soirée du 29 novembre.
Le potentiel musical ainsi que les nouvelles modalités de spatialisation utilisées seront illustrés par des esquisses récentes, réalisées pour ce système, par des compositeurs en résidence de recherche à l’Ircam : Natasha Barrett, Rama Gottfried et par des adaptations d’oeuvres plus anciennes de Jacob Druckman.
Dans le cadre de projets européens, l’Ircam a contribué aux recherches visant à dépasser les limites des technologies traditionnelles comme la stéréo, le 5.1, ou les systèmes de diffusion multi-haut-parleurs conventionnels. C’est le cas des techniques WFS et Ambisonics qui reposent sur un formalisme physique du champ sonore. Tandis que les techniques usuelles s’apparentent au trompe-l’oeil et ne peuvent ainsi être appréciées que depuis le centre du dispositif d’écoute (le sweet-spot), ces nouvelles méthodes ont l’ambition de reconstruire les propriétés physiques du champ sonore dans lequel les auditeurs peuvent par conséquent se déplacer en gardant une perception cohérente de la localisation des sources.
WAVE FIELD SYNTHESIS (WFS)
LA SYNTHESE DE FRONTS D’ONDE (HOLOPHONIE)
Basé sur le principe de Huygens (1678), le concept de la WFS (Wave Field Synthesis / Synthèse de front d’ondes), a été développé par l’Université de Delft aux Pays-Bas dans les années 1980. La WFS permet de synthétiser des « hologrammes sonores » en simulant les ondes acoustiques produites par des sources sonores virtuelles. Elle utilise pour cela un grand nombre de haut-parleurs contrôlés indépendamment et utilisés conjointement. Ils sont contrôlés chacun en retard et en gain de sorte à former un front d’onde ayant pour origine la position de la source virtuelle désirée, autant de fois nécessaires qu’il faut pour composer les sources qui constituent la scène sonore.
Les mêmes sources sonores pour tout un auditoire. L’intérêt principal de la technique WFS est de créer un champ sonore cohérent sur zone étendue préservant ainsi la fidélité de l’image spatiale (position des sources) même pour un auditeur excentré ou se déplaçant dans la zone d’écoute.
Simuler des effets de directivité. Une autre propriété importante de la WFS est d’autoriser, du moins partiellement, la synthèse du rayonnement des sources sonores de sorte à simuler les effets de directivité et d’orientation d’une voix ou d’un instrument de musique. En s’approchant du rayonnement naturel des sources et de leur interaction avec la salle, cette technique renforce la sensation de présence des sources dans la salle.
L’IMMERSION SONORE PAR REPRODUCTION DES HARMONIQUES SPHERIQUES
Introduite dans les années 1970 par M. Gerzon, Ambisonics désigne une méthode d’enregistrement et de reproduction sonore tri-dimensionnelle basée sur une décomposition du champ acoustique sur une série de fonctions mathématiques. Dans les formats multi-canaux conventionnels (stéréophonie, 5.1, 7.1, …), chaque canal véhicule le signal lié à une direction particulière de l’espace et matérialisée par un haut-parleur donné. En revanche, en Ambisonics, la scène sonore à transmettre passe par une étape d’encodage sous forme d’une série ordonnée de composantes spatiales, dénommées harmoniques sphériques. A l’ordre 0, un seul canal véhicule le signal de pression par conséquent sans aucune information spatiale (monopôle). A l’ordre 1, trois canaux supplémentaires véhiculent respectivement les différences gauche-droite, avant-arrière et haut-bas (dipôles).
A chaque ordre supplémentaire, on convoque un nombre grandissant de composantes de complexité spatiale croissante. Au delà de l’ordre 2 on parle d’Ambisonics aux ordres supérieurs (HOA pour High Order Ambisonics). Le choix de l’ordre (et donc du nombre de canaux) permet de régler le niveau de détail de l’organisation spatiale de la scène sonore transmise, en particulier, le pouvoir de discrimination entre des sources de directions voisines. L’avantage de ce format est par conséquent de ne pas être attaché à un nombre et une disposition particulière des haut-parleurs. Naturellement, plus grand est le nombre de haut-parleurs et plus régulière en est la distribution dans l’espace, meilleure sera la reproduction.
A l’Espace de Projection, les 75 haut-parleurs du dôme permettent de diffuser des scènes Ambisonics jusqu’à l’ordre 9 ce qui en fait le système de restitution le plus complexe réalisé à ce jour.
PRESENTATION PUBLIQUE / Informations pratiques
– Accès gratuit sur réservation au : 01 44 78 12 40
– Lieu > Ircam, 1 place Igor-Stravinsky, 75004 Paris. M° Hôtel de ville, Rambuteau, Les Halles ou Châtelet
