Une façon de mentaliser le processus de l’encodage 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.
La topographie de la croûte terrestre
L’échantillonnage de l’espace trouve des applications dans de nombreux domaines comme la description de la surface terrestre.
Imaginons que nous souhaitions décrire le relief de la terre depuis son centre. Celle-ci est supposée être une sphère régulière mais sa surface est un ensemble infini de points à des altitudes différentes.
D’emblée trouver une équation mathématique qui puisse exprimer les coordonnées de chaque point est impossible.
L’ambisonie d’ordre 1 que nous avons vu précédemment permet par exemple d’observer la surface terrestre dans toutes les directions : depuis son centre, selon une cardioide. Autrement dit, avec 4 données WXYZ nous sommes à même de décrire des zones de la surface terrestre. Mais cette description est toute relative puisqu’une cardioïde représente une zone large ne permettant pas de décrire suffisamment finement l’altitude de petites zones géographiques voire d’un point précis.
Idéalement, il faudrait pouvoir générer une directivité très selective d’observation et les seules directivités élémentaires omni et bidirectionnelles de l’ordre 1 ne suffisent pas.
Il faudra donc utiliser des combinaisons plus complexes de directivités initiales (appelées aussi harmoniques sphériques) en augmentant l’ordre d’échantillonnage permettant de reconstruire une directivité selective d’observation : la décomposition en harmoniques sphériques.
L’image ci-dessus illustre la description de la surface terrestre à l’ordre 5. La représentation donne une très vague idée des mers et des continents.
Si l’on échantillonne à l’ordre 1000 la description devient suffisament précise pour décrire finement la topographie terrestre.
Une analogie pourrait être faite, toute proportion gardée, en assimilant le relief à la pression acoustique. Plus exactement il s’agirait de la distribution de la pression acoustique sur une sphère autour de l’auditeur. Notons que la variation de la pression locale en tout point de cette sphère est beaucoup plus volatile dans le temps.
L’image ci-dessus présente les seuls harmoniques jusqu’à l’ordre 3. Nous pouvons remarquer la complexité de leur morphologie. Toutefois, la combinaison de celles-ci permettra d’observer l’espace 3D dans toutes les directions avec plus de finesse qu’à l’ordre 1 et ainsi de pouvoir encoder cet espace.
In fine l’enjeux sera de faire l’opération inverse, le décodage afin de rendre compte de celui comme pour la topographie. Grande difference concernant le champ du sonore : nous ne pouvons pas mettre en oeuvre autant de haut-parleurs que de pixels !