Audio 3D - Ambisonics

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Cette technique remonte aux années 70 et présente des caractéristiques uniques et à ce jour tout à fait valables. Le fait de n'avoir pas joui de diffusion au moment de sa fabrication a été dû à l'échec éclatant (et mérité) du système quadriphonique qui n'avait pas été en mesure de respecter les attentes; ceci avait causé de grandes pertes aux sociétés qui avaient décidé de tout miser sur ce nouveau système. Malgré tout, le système Ambisonics reste l'un des systèmes de prise de son et de reproduction les plus complets vu qu'il permet de conserver toutes les informations relatives à la spatialité du son. Il permet également un décodage du signal différent selon le nombre de hauts-parleurs utilisés pour la reproduction.

Pour l'enregistrement on utilise un microphone omnidirectionnel [Microphones omnidirectionnels ] placé au centre et trois microphones avec diagramme polaire "figure à 8" disposés selon les trois directions de l'espace. La reproduction est stéréo-compatible et peut donc être effectuée à l'aide de 4, 3 ou 2 hauts-parleurs.

La figure suivante montre complexivement le diagramme polaire lorsque les quatre microphones sont assemblés dans les positions décrites ci-dessus:

Audio 3D - Diagramme polaire d'un microphone Soundfield

Diagramme polaire d'un microphone Soundfield

On appelle Soundfield (champ sonore) ce modèle de microphone et il peut enregistrer des informations sonores par rapport aux trois directions de l'espace. On compte quatre signaux extraits de ce microphone: X, Y, Z (en forme de 8, un pour chaque axe spatial) et W (omnidirectionnel). Pour pouvoir gérer ces signaux, une unité de contrôle pour leur manipulation et mixage est nécessaire. On se réfère aux 4 signaux prélevés du microphone comme le A-format, alors qu'après être passés par l'unité de contrôle, les signaux sont identifiés comme B-format. Le rôle principal de l'unité de contrôle est de remédier aux différences de temps entre les différents signaux. Ceci pour la raison qu'en réalité les 3 diagrammes polaires [Diagramme polaire d'un microphone ] en forme de 8 sont réalisés à l'aide de 3 couples de microphones de type hypercardioïde avec les inversions de phase opportunes. Le microphone soundfield doit simuler une réception punctiforme. Pour une reproduction plus soignée, mais surtout pour éviter les annulations de phase durant le mixage des signaux, l'unité de contrôle agit sur les retards de façon à simuler un placement des microphones avec les diaphragmes coïncidents. La figure ci-après montre la disposition des membranes dans un microphone soundfield.

Audio 3D - Membranes d'un microphone Soundfield

Membranes d'un microphone Soundfield

Une fois les signaux dans le B-Format, on peut simuler toute technique de prise de son stéréo à microphones coïncidents [Microphones coïncidents ] , ce qui est possible dans les trois dimensions de l'espace et c'est cette caractéristique qui rend cette technique révolutionnaire. Nous référant au diagramme polaire précédent, imaginons de ne combiner que les signaux X et Y en laissant leur ampleur inchangée. Le diagramme polaire qui en résulte prendra la forme d'une figure à 8 avec les lobes disposés sur un axe de 45° par rapport aux axes X et Y.

Nous pouvons nous rendre compte des grandes possibilités offertes par cette technique, qui fournit toutes les informations nécessaires quant à l'espace du son, et permet de simuler le pointage des microphones vers toute direction. Si par exemple nous décidons d'élever vers le haut le diagramme polaire qu'on vient d'obtenir, il suffira d'ajouter une petite quantité du signal Z aux deux précédents. L'angle vertical de pointage sera réglé par la quantité du signal Z qu'on ajoute. Si l'on imagine d'enregistrer tout un orchestre avec cette technique, on pourra, au besoin, pointer notre "microphone virtuel" vers quelque zone que ce soit et donner ainsi une plus grande emphase à une section d'instruments plutôt qu'à une autre (par exemple entre un morceau et l'autre nous pourrons décider de pointer vers le public[53 ]). Lorsque les 4 signaux X, Y, Z et W sont disponibles, ils pourront être codés et réduits à 2, autrement dit aux signaux standard L et R, en suivant une idée similaire au codage du Dolby ProLogic décrite précédemment (même si incompatible avec celle-ci); ce qui est réalisé, bien entendu, afin de conserver la compatibilité stéréo et mono. En ce qui concerne la phase de décodage, celle-ci dépend strictement du nombre de hauts-parleurs qu'on a l'intention d'utiliser pour la reproduction. Le nombre va de 4 à 8 et influence le décodage même par rapport à la présence de l'information sur l'axe Z. Il existe des codeurs qui effectuent un codage du signal A-Format dans le format 5.1 du Dolby Pro-Logic et qu'il peut donc être décodé par les systèmes surround plus diffus dans le commerce; ce qui évite de devoir disposer d'un décodeur Ambisonics. Il est bien sûr évident que de cette manière plusieurs informations concernant le son original seront perdues, surtout parce que le décodage ne dépend plus du nombre de hauts-parleurs utilisés.



[53 ] Pour éviter tout équivoque, on souligne de nouveau qu'il s'agit d'un pointage virtuel et qu'il est effectué durant la phase de reproduction des signaux et non pas lors de l'enregistrement. Autrement on aurait parlé plutôt d'un pointage réel, n'est-ce pas?