Conservatoire National des Arts et Métiers Soutenance en vue d ’obtenir le diplôme d ’ingénieur en acoustique

Etude de la perception de la localisation pour une prise de son acoustique en différence d’intensité en 5.1. par Laurent Givernaud Président : Jacques Jouhaneau Correspondant : Jean-Marc Lyzwa

Présentation 5.1 Perception de la localisation Prise de son acoustique Différence d ’intensité

5.1 Recommandation internationale Compatibilité télévision, cinéma et audio Impose notamment le nombre et l’angle de reproduction des enceintes. Compatibilité monophonique et stéréophonique sur deux canaux Inconvénients : enceintes non équidistantes et peu nombreuses

Etude de la perception de la localisation C ’est une des caractéristiques du multicanal qui est recherchée en audio. La direction du son perçue par le cerveau dépend de nombreux facteurs. Repérages monoraux et binauraux La prise de son en stéréophonie utilise le plus souvent les différences d ’intensités ou de temps pour générer des images fantômes.

Prise de son acoustique Réalisme sonore Simplicité Demande de la production Une absence de codage ou de matriçage est un avantage 5 enceintes = 5 microphones

Différence d’intensité Résultats décevants en différences de temps Simplicité de mise en œuvre par rapport aux autres repères de la localisation Nécessite des microphones directifs : format 2/2 Le pan-pot des consoles utilise les I.

Angles physiques

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Avantages du I par rapport au T Le signal ne doit pas être cohérent entre les canaux Pas d ’image fantômes multiples Restitution des premières réflexions et de la réverbération dans le quadrant approprié. Pas de réverbération artificielle. Zone de reproduction élargie. En s ’écartant du point central on génère des différences de temps. Compatibilité descendante

La captation en I avec deux canaux

Test de Localisation Quel est la correspondance entre la direction perçue (image fantôme) du son et la différence d ’intensité à affecter à une paire d ’enceintes ? Le test est fait pour 38 combinaisons de différence d ’intensité Le signal sonore utilisé est du chant Ordre séquentiel aléatoire 25 auditeurs au total Les différences d ’intensité sont réalisées à la console par pan-pot entre paire d ’enceinte

Aucune inversion de localisation dans les résultats 0.2 0.4 0.6 0.8 1 330 150 300 120 270 90 240 60 210 30 180 Avant droite Avant gauche Arrière droite Arrière gauche Avant Aucune inversion de localisation dans les résultats

Que faire de ces résultats ? Trouver des microphones avec les directivités correspondantes aux résultats Ces directivités n’existent pas pour les microphones de prise de son ! Adapter les microphones existants pour s ’approcher le plus possible des résultats

0.2 0.4 0.6 0.8 1 330 150 300 120 270 90 240 60 210 30 180 Avant droite Avant gauche Arrière droite Arrière gauche Avant

0.2 0.4 0.6 0.8 1 330 150 300 120 270 90 240 60 210 30 180 Avant droite Avant gauche Arrière droite Arrière gauche 2nd ordre Cardioïde Avant

270 30dB 240 300 20 210 330 10 180 Avant 150 30 120 60 90

270 30dB 240 300 20 210 330 10 180 Avant 150 30 120 60 90

270 30dB 240 300 20 210 330 10 180 Avant 150 30 120 60 90

270 30dB 240 300 20 210 330 10 180 Avant 150 30 120 60 90

270 30dB 240 300 20 210 330 10 180 Avant 150 30 120 60 90

270 30dB 240 300 20 210 330 10 180 Avant 150 30 120 60 90

Microphone de directivité du 2nd ordre Les microphones du 1er ordre ont des directivités de la forme A+B cos() et correspondent aux microphones les plus utilisés en prise de son. Des microphones du 2nd ordre ont été réalisés depuis 1950. Réponse en fréquence très médiocre. Directivité en cos2()

Principe des microphones du 2nd ordre Microphones cardioïdes Gradient de microphones

La courbe de réponse d ’un microphone du 2nd ordre Pente de 6dB/octave en basse fréquence Filtrage en peigne Zone utile très réduite

Amélioration de la réponse aux basses fréquences Passage progressif du 2nd au 1er ordre Zone de fonctionnement en second ordre

Augmentation de la bande passante Atténuation sur la capsule arrière couple pour la captation BF couple pour la captation HF Ajustement en phase Séparation des 2 bandes Génération du gradient

Diagramme polaire du prototype Avant

Microphone cardioïde DPA4011

Directivité du prototype

Courbe de réponse du prototype égalisée

Prise de son réalisée Test de localisation. Conditions de test similaires au test initial: séquence aléatoire, tests réalisés dans la même salle et avec les mêmes enceintes... Utilisation de quatre sonorités différentes: Claves, woodblock, maracas et Vega. Test de deux systèmes: Assemblage de 2 prototypes du 2nd ordre + 2 cardioïdes arrières Assemblage de 4 capsules cardioïdes

Systèmes d ’enregistrement

Inversions ressenties 10% sur les tests de chant et de maracas Causes possibles nombreuses: Les directivités ne sont pas idéales Effet de diffraction entre les capsules Les capsules ne sont pas totalement coïncidentes Le test est aléatoire

Moyenne de tous les stimuli

Que dire de ces résultats ? La prise de son en I respecte la localisation Le prototype est légèrement plus fidèle quant à la précision de la localisation Il serait souhaitable de comparer ces résultats avec d ’autres tests de localisation

Conclusion Cette étude montre certains avantages de la prise de son coïncidente par rapport au T pour le multicanal Le prototype doit être amélioré Les exigences d ’un enregistrement sonore de qualité nécessitent des études complémentaires