WFS sur des lignes haute densité
En augmentant la densité de haut-parleurs, la WFS peut offrir une localisation d’une remarquable précision, permettant même de donner l’illusion de la profondeur, et d’atteindre ainsi l’effet appelé « holophonie ».
Un tel maillage de haut-parleurs à haute densité peut être entendu à l’auditorium ESPRO de l’Ircam, qui compte 280 haut-parleurs Amadeus PMX5 formant quatre lignes WFS, pilotées par la technologie au cœur du moteur audio HOLOPHONIX. Sur le réseau frontal, les haut-parleurs ont une distance inter-acoustique[1] de 16 cm. Avec ce dispositif, les ingénieur·e·s peuvent jouer sur l’effet de profondeur, mais également positionner les sources virtuelles devant la ligne de haut-parleurs. Cette zone dite de « focalisation » est réservée aux lignes WFS à haute densité.
WFS en sonorisation
Dans notre pratique de la sonorisation, il n’est évidemment pas possible d’atteindre une telle densité d’enceintes. Cependant, et en dépit d’une quantité moindre de haut-parleurs, la WFS, à défaut de reproduire idéalement la profondeur, permettra de restituer la direction de toutes les sources indépendamment du point d’écoute.
Dans les lieux équipés en WFS, l’espacement entre les enceintes du système principal « Front Of House » (FOH) varie de 1m à 2m. Il permet d’avoir une excellente localisation dans le plan frontal. Idéalement, plus cet espacement sera petit, augmentant la densité de la ligne (nombre de haut-parleurs), plus la ligne WFS pourra recomposer finement (spatialement parlant) un front d’onde secondaire identique à celui d’une source (onde primaire). En théorie, la distance inter-acoustique (le pas entre chaque haut-parleur) définira la longueur d’onde la plus petite reconstructible et donc la fréquence maximum du front d’onde idéalement reconstituée (holophonie). Cette fréquence est donnée par la relation :
\(F_{max}=\frac {c} {2.d_{step}}\)
- \(c\) : célérité du son dans l’air (\(\simeq340 m/s\)).
- \(d_{step}\) : distance inter-acoustique entre haut-parleur.
Ici, la ligne WFS est supposée de longueur très grande devant les dimensions de la zone d’écoute (longueur infinie). Le graphique ci-dessous illustre cette relation et l’holophonie sera possible pour des fréquences inférieures à \(F_{max}\). Cela signifie qu’au-delà de cette fréquence dite d’aliasing, les ondes ne sont pas uniformément reproduites spatialement en fonction de la fréquence (en différents points de la zone d’écoute).
Un algorithme sans sweet-spot
Étant donné que la WFS se concentre sur la reconstruction d’un front d’onde sphérique naturel et sur l’utilisation de délais et de différences de niveaux finement calculés, chaque auditeur sera en mesure de percevoir le son comme provenant de la direction souhaitée, quel que soit sa place dans la zone de couverture préalablement identifiée et étalonnée.
[1] La distance ou pas inter-acoustique est la distance entre les centres de chaque haut-parleur.