D’une façon générale, la reproduction du réel par une technologie n’est pas parfaite.
Dans le cas d’une ligne source (« line array ») par exemple, la production d’une onde sonore est supposée cylindrique offrant ainsi une atténuation de l’intensité acoustique[1] inversement proportionnelle avec la distance, contrairement à l’onde sphérique (plus proche de la réalité) qui est inversement proportionnelle au carré de la distance. Cette propriété permettra de projeter le son avec une faible atténuation sur une plus grande distance. Toutefois, les contraintes pour reproduire cette onde cylindrique couvrent un ensemble de 5 critères théoriques : WST[2]. La difficulté de mise en œuvre a pour conséquences une couverture spectrale hétérogène spatialement au-delà d’une certaine fréquence liée au pas entre les éléments de la ligne notamment.
Dans le cas de la WFS, la distance inter-acoustique, et de façon analogue, aura pour effet de produire un « aliasing spatial », c’est-à-dire une définition, une résolution spectrale hétérogène spatialement dépendant de la position du point d’écoute. En théorie la distance inter-acoustique devrait tendre vers 0 et la ligne devrait avoir une longueur infinie.
HOLOPHONIX propose d’agir sur un certain nombre de paramètres afin d’ajuster la reconstruction d’un front d’onde en fonction des limites qui pourraient intervenir.
Remarques, limites et solutions
“Full delay” et “Minimal delay”
Par défaut, l’objectif de la WFS est de reconstruire un front d’onde sphérique secondaire identique à l’original en intégrant la distance de la source à la ligne. Ainsi, et en fonction de cette distance, ce délai peut être important (\(\simeq 3ms/m\)). Cela est d’autant plus significatif pour une source virtuelle qui n’existe pas réellement, qui ne rayonnent pas réellement derrière la ligne.
La spatialisation, et donc l’écriture de l’espace sonique peut conduire les créateurs sonores à déplacer virtuellement ce type de source à des distances importantes et donc d’induire un délai impactant le mixage global. Pour y remédier, il est possible de soustraire le délai minimum lié à la distance de la source avec le haut-parleur le plus proche (mode “minimal delay”).
Variation de délai
La conséquence directe du déplacement d’une source derrière la ligne est une variation du délai spécifique à chaque haut-parleur.
La variation de délais est directement lié à la vitesse de déplacement d’une source. Elle aura une incidence sur le signal de la source qui sera transposé dans le grave ou dans l’aigüe pendant cette variation. C’est un phénomène analogue à celui de l’effet “doppler”.
Si le délais augmente, le son sera transposé dans le grave et inversement dans l’aigüe s’il diminue. Cet effet ne dure que le temps de la variation et donc le temps nécessaire au déplacement compte tenu de sa vitesse. Si la source ne se déplace pas trop vite, l’effet ne sera quasiment pas perceptible.
Effets de bord aux limites de la ligne : troncature du front secondaire
Comme décris précédemment, la ligne WFS est supposée de dimensions infinies. Dans la réalité, la mise en œuvre implique une longueur contrainte essentiellement par les dimensions d’un cadre de scène par exemple. Aux extrémités de la ligne, le front d’onde secondaire ne peut être reconstruit de façon cohérente puisqu’il n’y a plus de haut-parleurs pour le reconstruire. Cette troncature radicale à un effet de diffraction de l’onde.
Une atténuation progressive aux extrêmes permettra d’éviter cet effet de diffraction (figure ci-dessus) : fenêtrage. Dans la pratique si la zone de couverture du système de diffusion s’étend au-delà, ce fenêtrage sera limité voir inactif afin de couvrir des zones extrêmes. Il sera acquis que ces zones extrêmes hors du cadre efficace de la ligne ne profiteront pas d’une reconstruction WFS, mais seulement d’une reproduction quasi mono. Ce sera le prix à payer pour garantir une sonorisation la plus étendue possible. HOLOPHONIX propose un contrôle fin de la taille de cette fenêtre (« windowing »). La taille de cette fenêtre est ajustable entre 0 et 100% via les paramètres avancés d’un bus WFS. Par défaut 30% de la taille maximal possible est appliqué.
Distance minimale des auditeurs : la distance critique.
S’il est assez naturel, en tant qu’auditeur, de se positionner à une distance confortable d’un haut-parleur, il est retenu, pour un réseau WFS de haut-parleurs, qu’un auditeur proche de la ligne perçoive la contribution d’au moins trois haut-parleurs. Cette distance minimal s’appelle la distance critique \(D_{critique}\).
Avantages :
- Localisation précise sur une large zone de l’auditoire.
- La source est perçue et localisée au-delà du réseau de haut-parleurs.
- Permet une forte sensation de distance et de réalisme.
- La localisation des sources est indépendante de la position de l’auditeur.
Inconvénients :
- Nécessite une densité spatiale de haut-parleurs importante pour éviter l’ « aliasing ». En général cela dépend essentiellement de la proximité de l’auditoire.
- Peut produire du filtrage en peigne dans les hautes fréquences.
- Susceptible de produire des artefacts similaire à l’effet doppler lorsque les sources se déplacent rapidement (en mode “vdelay”).
- Peut produire du filtrage en peigne (en mode “xdelay”).
[1] L’intensité acoustique est une puissance acoustique dissipée au travers d’une surface.
[2] Wave Sculpture Technology est fondé sur une approche optique des réseaux de Fresnel pour construire un front d’onde cylindrique contrôlé. M. Urban, C. Heil et P. Bauman, «Wavefront Sculpture Technology,» AES Journal, 2003.