L’ambisonie est une technique de restitution immersive du champ acoustique (centripète). C’est aussi une technologie d’enregistrement de celui-ci. Elle a été développée par Michael Gerzon à l’université d’Oxford dans les années 1970. Sa mise en œuvre est le fruit d’une étroite collaboration avec Peter Craven (Calrec). Sujet d’étude et de recherche toujours actuel, l’ambisonie a très rapidement connu des applications commerciales, orientées vers le grand public. Parce que sa mise en œuvre est englobante avec une densité moins importante de haut-parleurs que la WFS, cette technique est de plus en plus exploitée pour l’immersion sonore.
L’encodage et le décodage
L’Ambisonie est réalisée en deux étapes : l’encodage et le décodage. Elle se fonde sur un découpage de l’espace en subdivisions appelées harmoniques sphériques. Le processus d’encodage correspond à la génération des signaux de contributions pour chaque subdivision (chaque harmonique) d’une source virtuelle. Ces signaux forment un flux ambisonique (multicanal). A titre d’analogie, il y a autant de signaux que de dimensions servant de coordonnées pour identifier des points dans l’espace. L’espace est généralement décrit par les 3 dimensions (\(x,y,z\)) d’un repère cartésien. Dans le cas de l’ambisonie, celui-ci est décrit par un plus grand nombre de dimensions (harmoniques sphériques). In fine, ce flux sera ensuite décodé afin de pouvoir fournir les signaux aux haut-parleurs.
Une autre façon de mentaliser le processus est celle d’un échantillonnage de l’espace : plus celui sera échantillonné finement (résolution élevé, ordre élevé) plus il sera possible de le recomposer précisément et donc fidèlement.
Ce processus confère à l’Ambisonie une très grande flexibilité, car un flux encodé peut être décodé vers une grande variété de dispositions d’enceintes. Avec HOLOPHONIX, ce processus d’encodage et décodage est totalement intégré. Vous pouvez utiliser l’Ambisonie pour spatialiser des sources virtuelles, mais aussi pour décoder des flux créés dans différents formats d’encodage, ou des flux provenant directement de microphones ambisoniques.
Analogie avec le microphone MS
Le principe sur lequel repose l’encodage et le décodage ambisonique est très similaire aux enregistrements M/S, que l’on pourrait considérer comme de l’ambisonie unidimensionnelle.
La paire MS permet d’enregistrer des scènes stéréophoniques, mais ne s’appuie pas sur une paire de microphones classique. Elle utilise à la fois un microphone cardioïde pour enregistrer le milieu (M pour middle) de la scène et un microphone bidirectionnel pour enregistrer les côtés gauche et droit (S pour side). Ceux-ci sont coïncidents.
Les enregistrements produits par cette technique ne sont pas censés être lus sur des enceintes directement. Les signaux doivent d’abord être décodés pour être diffusés sur un système stéréo.
Le processus de décodage consiste donc à matricer les composantes de directivité (figure ci-dessus), pour une disposition d’enceintes donnée comme la stéréophonie :
- le signal du canal gauche est obtenu en additionnant les canaux M et S : le lobe déphasé de S annulera la partie droite du signal M.
- le canal droit est obtenu en ajoutant les canaux M et -S. -S a sa phase et donc sa directivité inversée. Le lobe déphasé sera désormais le lobe gauche qui annulera la partie gauche du signal du milieu.
L’ambisonie d’ordre 1 (2D)
L’ambisonie fonctionne sur le même principe. En 2D, au lieu d’un canal Middle M cardioïde, on a une composante omnidirectionnelle appelé W. L’équivalent du canal latéral S est appelé Y et un canal X, bidirectionnel couvre les zones avant et arrière.
Ce flux 2D peut ensuite être décodé pour un agencement de haut-parleurs contenant au moins trois ou quatre haut-parleurs autour de l’auditeur (la distribution sera la plus homogène possible afin de couvrir la zone d’écoute).
L’immense intérêt de l’Ambisonie réside dans le fait que le décodage du signal d’un haut-parleur peut être fait quelle que soit sa position (toute proportion gardée évidemment), offrant ainsi une très grande flexibilité dans la disposition des enceintes.