Les techniques ambisoniques - suite -

La représentation du champ sonore en harmoniques sphériques nécessite des capteurs adaptés.  

Les capteurs

Les capteurs A et B-format

Michael Gerzon propose un capteur ambisonique de 1° ordre composé de 4 capsules microphoniques à directivité cardioïde disposées suivant les 4 faces d'un tétrahèdre régulier. Une fois correctement matricés et traités, les signaux bruts issus de ces 4 capsules constituent le format B, identifiés chacun par une lettre : W, X, Y et Z.





Un microphone ambisonique de 1° ordre délivrant ses signaux en B-format peut être vu comme un triple couple MS : la composante W est délivrée par un capteur de pression virtuel situé au centre du dispositif, les composantes X, Y et Z seraient délivrées par 3 bi-directionnels orientés suivant 3 axes orthogonaux. L'avantage par rapport à un montage mettant en jeu directement des microphones ayant les directivités requises : 1 omni et 3 bi-directionnels ou figure en 8 constituant un microphone B-format dit natif, est l'intégration des capsules en un dispositif extrêmement compact, plus coincident, étendant le fonctionnement du dispositif vers les fréquences hautes.

Microphones SoundField ST350, DPA-4 et SoundField SPS200



Capteurs d'ordres supérieurs

Nul doute que l'avenir appartient aux capteurs d'ordres supérieurs, appartenant à la catégorie High Order Ambisonics. Plus coûteux en nombre de capsules microphoniques et en canaux de traitement, ces capteurs permettront une meilleure résolution angulaire dans la reproduction. Les modalités de leur mise en oeuvre au stade industriel restent à définir et sont pour l'instant au stade de la Recherche et du Développement. Le B-format, par ses 4 capsules et autant de canaux de traitement / stockage et sa facilité de mise en oeuvre technique constitue pour l'instant un très bon compromis entre coût de mise en oeuvre et précision de reproduction.

Une image sonore modelable

Toutes sortes de directivités microphoniques intermédiaires entre omni et figure 8 peuvent être synthétisées à partir du B-format; ce type de micro présente aussi l'avantage que l'image sonore qu'il délivre peut être manipulée (étirée, tournée, faire l'objet d'un effet de zoom) très facilement afin de répondre à des impératifs / envies de recadrage et / ou déformation plastique de l'image sonore.


Geométrie variable

Un autre atout du format réside dans le fait que le même jeu de signaux ambisonics peut être matricé (décodé) en vue d'être reproduit sur des dispositifs de reproduction variés : au casque, sur 2 enceintes, 4 ou une douzaine.  Le travail de préparation/mixage des oeuvres sonores peut donc s'effectuer sur un dispositif à échelle réduite en studio (en principe au moins une diffusion quadriphonique, la solution d’un pentagone compatible 5.1 ITU pouvant être également adoptée).


Un exemple particulier : le SRP de Trinnov Audio

On peut  citer un exemple inverse de microphone ambisonique d'ordre élevé utilisable avec bonheur en prise de son, à ce jour le seul de ce type à notre connaissance : c'est le SRP (Surround Recording Platform) de Trinnov Audio. C'est un microphone ambisonique d'ordre 5 mettant en jeu 8 capsules dont la disposition spatiale a été optimisée pour en faire un capteur dédié au système de reproduction ITU 5.0. Il présente par là une caractéristique à l'opposé des microphones ambisoniques généralistes : il est dédié à un système de reproduction sur haut-parleurs particulier (le système ITU), alors que les signaux ambisoniques classiques peuvent être matricés vers différents systèmes de restitution.

B-format, une matrice universelle ?

Un autre atout du format réside dans le fait que le même jeu de signaux ambisonics peut être matricé (décodé) en vue d'être reproduit sur des dispositifs de reproduction variés : au casque, sur 2 enceintes, 4 ou une douzaine.  Le travail de préparation/mixage des oeuvres sonores peut donc s'effectuer sur un dispositif à échelle réduite en studio (en principe au moins une diffusion quadriphonique, la solution d’un pentagone compatible 5.1 ITU pouvant être également adoptée).

Car c'est là une caractéristique très intéressante et constituant un véritable atout de l'ambisonic, il propose un format de stockage indépendant du format de restitution : on stocke les 4 signaux B-format et on les matrice à l'envi vers le système de reproduction envisagé (mono, stéréo, binaural, 5.1, 7.1, en fait tout arrangement de haut-parleurs, régulièrement disposés ou non, le passage à des formats irréguliers se faisant au prix d'une perte d'information).

La composante verticale du champ sonore y est inscrite (composante Z), ce qui est un atout quand on connait son importance pour la sensation d'immersion sonore; même si celle-ci n'est pas encore exploitée au cinéma, il apparait grandement profitable de disposer d'un système de captation dont le format demeure pérenne avec l'évolution des formats de restitution, et on sera heureux de constituer des sonothèques qui traverseront les modes en matière de dispositifs d'enceintes; par ailleurs, l'ambisonie trouvera tout naturellement son application dans les systèmes de réalité virtuelle ou augmentée.

Ambisonic, un micro universel ?


Avec de pareils atouts, un micro A ou B-format pourrait presque passer sur le papier pour une solution universelle...
Ce serait sans compter sans le débat sur les techniques à microphones espacés ou coïncidents.
L'ambisonique s'inscrit donc dans la famille des systèmes coïncidents, prêtant par là le flanc aux détracteurs de ce type de captation. Au nom d'une certaine sensation d'espace (plus que de réelle précision de localisation), ceux-ci prêtent aux microphones ambisoniques de moins bonnes capacités à procurer une sensation de grand espace. Mais qu'on en juge sur pièces et nul doute qu'ici intervient le goût de l'ingénieur du son qui, s'il n'est pas discutable, doit s'incliner devant certains des atouts qu'amènent les micros ambisoniques : compacité très bienvenue en extérieur (tournage TV, ciné, radio), réelle compatibilité mono, format  d'archivage indépendant du format de diffusion.

Les produits


Euphonia propose à la vente et à la location l'exceptionnel DPA-4. Initialement développé sur un cahier des charges d'Anthony Morris (AGM), c'est le premier microphone construit par la société DPA à sa création, au début des années 1990. Tout le savoir-faire des ingénieurs Danois est présent dans ce fabuleux capteur. Euphonia a développé un plugin spécifique(VST, AU, autres formats nous consulter) pour encoder les signaux bruts issus des capsules au format B.


La société SoundField, dont Euphonia diffuse les produits depuis de nombreuses années, a été constituée pour commercialiser des microphones tels que décrits par M. Gerzon. Pour les versions portables, le ST 250 laisse maintenant la place à son remplaçant ST 350 qui corrige certains défauts de son ainé : capsules plus petites, bruit de fond réduit, alimentation sur batterie standard avec préchauffage des capsules. Soundfield propose également des capteurs au format A avec le SPS200, maintenant disponible en 2 versions, dont une raccourcie pour se loger dans la bonnette Zephyx de Cinela.


Lire la suite de cette présentation : Plugins ambisoniques pour tout savoir sur les dispositifs de traitement, encodage / décodage d'Euphonia.