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Pourquoi il faut utiliser l'ordre 7 1. la technique ambisonique est aujourd'hui

Pourquoi il faut utiliser l'ordre 7 1. la technique ambisonique est aujourd'hui incontournable pour la prise de sons mobile comme pour la diffusion de contenus • capture d'ambiances pour le cinéma • field recording • diffusion de vidéos à 360° sur Youtube • intégrée dans certains moteurs audio de jeux vidéo en VR • utilisée comme technique unique ou alternative dans des logiciels de spatialisation • prisée par certains centres de recherche et des dômes 2. c'est une technique de compression spatiale qui permet de représenter un champ sphérique au moyen d'un nombre de canaux de transmission initialement réduit (en 1er ou 2nd ordre en tout cas) et qui possède néanmoins un très bon degré de continuité et d'enveloppement (nous verrons pourquoi...) compression (encodage) : les signaux provenant des positions réelles de capsules d'un microphone (captation), de canaux d'un système multicanal (conversions) ou simplement d'un traitement numérique (spatialisation) sont combinés en un point central unique (dimension 0) et associés à des informations directionnelles plus ou moins détaillées (harmoniques sphériques) décompression (décodage) : ces informations sont utilisées pour reconstruire le signal envoyé vers les positions réelles des haut-parleurs d'un dispositif multicanal (disposés idéalement le long d'une sphère) attention : la plupart des auteurs on pris a l'habitude de nommer HOA (Higher Order Ambisonics) tous les codages supérieurs à l'ordre 1, ce qui s'explique historiquement mais ne veut plus rien dire aujourd'hui si l'on ne précise pas quelle est cette valeur. sources/production média/transmission diffusion espace physique (+/- sphérique) => espace mathématique => espace physique ou virtuel (+/- sphérique) sources haut-parlantes + encodage 1 "point" + directions décodage > reconstruction (ou construction) haut-parlante sources microphoniques + encodage ou microphonique quasi-coïncidente + conversion A/B (sources numériques + spatialisation azimut/élévation) ou binaurale (+ traitement HRTF) 3. la notion d'ordre détermine la quantité d'harmoniques sphériques disponibles et donc le degré de précision du codage, elle est analogue à celle du débit pour un mp3 : plus cette valeur est faible et plus le taux de compression est élevé ... et inversement 320 kpbs 256 kbps 192 kbps 128 kbps 96 kbps 64 kbps 32 kbps 7oA 6oA 5oA 4oA 3oA 2oA 1oA augmenter la valeur de l'ordre revient à se rapprocher de l'espace linéaire non compressé... mais la quantité d'informations à traiter et la taille des fichiers croissent ! ordre 1 = 4 canaux ordre 2 = 9 canaux ordre 3 = 16 canaux ordre 4 = 25 canaux ordre 5 = 36 canaux ordre 6 = 49 canaux ordre 7 = 64 canaux 4. comme le mp3 c'est une compression psychoacoustique asymétrique : le décodage ne permet pas de retrouver ce qui a été encodé précédemment avant : après : source stéréophonique, encodage IEM StereoEncoder ordre 7, décodage IEM SimpleDecoder en 7.1.4 ordre 7 / basic (la stéréo devient automatiquement plus immersive...) stéréo vers stéréo : en haut : une fréquence différente sur chacun des deux canaux (Left à gauche et Right à droite) ; au milieu : après encodage/décodage stéréo en ordre 7 ; en bas : en ordre 1 (quasimono !) et il vaut mieux bien-sûr éviter les ré-encodages ! un signal d'origine monophonique après encodage/décodage en ordre 7 : après un nouvel encodage/décodage en ordre 7 : chaque génération cumule les effets du codec, faibles si l'ordre est élevé, catastrophiques pour les ordres faibles ! 5. malgré tout son utilisation avec des microphones quasi coïncidents associés à un encodage spécialement adapté ("conversion A vers B") est très intéressante et permet d'obtenir des captations d'espaces qui nécessiteraient sinon de nombreux microphones, supports et câbles, et qui seraient plus complexes à mettre en place et à régler... microphone Octomic pour l'ordre 2 incomplet "arbre" NHK 22.2 6. on considère qu'à partir de l'ordre 3 les difficultés dues aux contraintes mécaniques et acoustiques rendent son utilisation peu pertinente (et coûteuse !) Voyage Audio Spatial Mic : 8 capsules / ordre "1.8" Zylia : 19 capsules / ordre 3 Eigenmike : 32 capsules / ordre 4 7. mais son décodage avec des techniques paramétriques (Compass, Harpex, Soundfield) permet d'augmenter d'une manière significative la précision et le relief spatial des enregistrements, même en ordre 1* (* ouf !) 8. d'un autre côté, son utilisation pour la diffusion d'œuvres permet de disposer d'un format facilement échangeable et qui est relativement simple à configurer pour tous les espaces de diffusions de type périphoniques* (formats de composition) stéréo quadri octo cercle octo cube 5.1, 7.1 Auro-3D Atmos 7.1.4, 9.1.6... 17.1, 22.2 DTS:X 30.2, Imax 12 dômes sphères ...** encodage o7 (ou moins) fichier multicanal unique 64 canaux (ou moins) décodage o7 (ou moins) (systèmes haut-parlants) sphères dômes DTS:X 30.2, Imax 12 17.1, 22.2 Atmos 7.1.4, 9.1.6... Auro-3D 5.1, 7.1 octo cube octo cercle quadri stéréo ... attention, il n'y a pas de virtualisation des dimensions : diffuser un "7.1.4" sur un "cercle octo" fait perdre la dimension de l'élévation, le contraire ne l'ajoute pas ! * n'est pas applicable pour les dispositions 3D maillées et les systèmes multi-couches / multi-plans ** si les œuvres sont déjà produites en ambisonique conserver la valeur d'ordre original (ne pas ré-encoder) 8. mais pour obtenir un degré de précision spatiale correspondant à un point il faudrait une valeur d'ordre quasi infinie* ! certains logiciels comme le SPAT de l'IRCAM disposent d'une valeur d'ordre virtuellement illimitée pour les calculs internes, et pour les exports actuellement l'ordre 15 (225 canaux...) (* la progression est vite asymptotique : il y a beaucoup de différence entre l'ordre 1 et 3, assez peu entre 5 et 7, quasiment plus entre 9 et 15...) 9. dans la pratique et pour la diffusion de fichiers on est généralement limité à l'ordre 7 (64 canaux) toutefois il peut être tentant de réduire cette valeur qui semble tout de même bien élevée pour des formats disposants de peu de canaux comme le 7.1.4 (12 canaux) ? que se passe-t'il alors ? 10. génération et production d'un signal sur le canal 3 d'un dispositif 7.1.4 (Front Center) 11. résultats après l'avoir encodé et décodé respectivement en ordre 7, 5, 3, 2 et 1 : (moralité : ne JAMAIS utiliser l'ordre 1 !) 12. la différence entre les ordres 7 et 5 est plus nuancée mais tout aussi sensible si le nombre de canaux de sortie est plus élevé ici avec un dôme sur 45 canaux : Note : ces images ne montrent que la valeurs d'intensité, or le codage/décodage fait également intervenir les phases, qui peuvent améliorer la perception subjective de l'espace (mais qui peuvent aussi dégrader d'autres aspects de la sonorité et de la spatialité...) 13. c'est bien-sûr la même chose si le signal est "panoramisé" entre deux points : le fantôme s'étale d'autant... ... et la méthode choisie pour le décodage pour aussi influencer comment le son est diffus et la largeur du sweet-spot : ordre 7 maxrE ordre 7 inPhase ... ainsi que pour tout type de "trajectoires", une spirale descendante sur le dôme 31 canaux de la Satosphère : l'original et sa version HOA7 et bien-sûr pour l'ensemble de la polyphonie spatiale (il faut imaginer les effets précédents additionnés et mélangés pour chaque son) 14. on peut aussi comparer l'étendue des masses spatiales possibles, de la plus localisée et ponctuelle à la plus large et englobante, à celle des masses spectrales, de la plus étroite (une seule fréquence) à la plus large (bruit), ou à l'échelle des fréquences/longueurs d'ondes, de la plus aigüe/courte à la plus grave/longue multicanal en haute résolution <--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------> HOA7 <-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------> HOA3 <---------------------------------------------------------------------> 15. un des effets de la compression ambisonique consiste ainsi à agir à la manière d'un filtre passe-bas ou de lissage : plus l'ordre est élevé (plus le taux de compression est faible) et plus on peut retranscrire des masses spatiales étroites et "aigües", mais dans tous les cas la "bande passante spatiale" est toujours plus ou moins limitée, l'espace a tendance à être "plus doux", plus enveloppant mais aussi un peu plus flou* (en création il est bien-sûr possible d'obtenir ce genre de chose en toute liberté sans utiliser de compression spatiale. C'est souvent accessible avec le paramètre de "Spread" dans les outils de spatialisation, et ceux d'Area et de Shape dans les Acousmodules) * le rôle des techniques de décodage paramétrique consiste justement à "reconstruire les aigüs" - les ondes directes par rapport aux ondes diffuses - afin d'augmenter la perception de la localisation et le relief des plans 16. contrairement à la captation microphonique d'une ambiance ou d'un concert où la diffusion acoustique est généralement importante, la conversion d'une composition qui utilise potentiellement toute l'étendue des masses spatiales nécessite un haut degré de précision pour que celle-ci soit conservée d'autre part la valeur de l'ordre conditionne également le "taux de compression de la zone d'écoute" : plus elle est faible et plus la surface qui permet de percevoir le champ spatial d'une manière convenable est petite (sweet-spot)* ordre faible ordre élevé ce qui peut constituer un soucis pour une diffusion publique... (* pour un même nombre de points haut-parlants) 17. voilà uploads/Litterature/ pourquoi-il-faut-utiliser-l-x27-ordre7.pdf