Les scientifiques du Canada ont construit un tableau d’enceintes qui peut imiter un paysage sonore 3D avec une telle fidélité que, à l’oreille humaine, cela ressemble exactement à la vraie chose.
Le système d’enceintes d’audiodome de 11 pieds (3,4 mètres), mis en place dans une chambre scellée en Ontario, exploite des techniques avancées de secours audio pour créer de riches champs de son virtuel qui simulent les emplacements précis des sons comme ils ont été enregistrés – transportant sur le plan des utilisateurs sur le monde partout dans le monde.
Dans de nouvelles recherches, les scientifiques ont testé le système de haut-parleurs sur les personnes pour évaluer sa précision. Les résultats ont montré que l’audiodome pouvait simuler des paysages sonores avec un niveau de détail qui dépassait les limites de la perception auditive humaine. Les chercheurs ont publié leurs résultats le 15 avril Le Journal of the Acoustical Society of America.
Les résultats ont démontré que la technologie Ambisonics pourrait être utilisée pour des recherches plus approfondies sur la façon dont les processus du cerveau humain sonnent, les chercheurs ont écrit dans le document.
Le dôme donne aux chercheurs la capacité de « maintenir un contrôle expérimental serré tout en étudiant la perception spatiale auditive humaine dans le type de paysages sonores complexes, dynamiques et tridimensionnels que le système auditif a évolué pour gérer », auteur principal de l’étude Nima Zargarnezhadun étudiant diplômé en neurosciences et cognition musicale à l’Université Western, en Ontario, dit dans un communiqué.
Une nouvelle frontière pour simuler des sons en 3D
La technologie des solides surround existe depuis un certain temps, utilisant souvent d’autres formes de reproduction sonore telles que la présentation à canal unique (SC) ou le panoramique d’amplitude vectorielle (VBAP) pour offrir aux auditeurs une expérience d’écoute immersive.
Dans un système de son surround à canal unique, la source sonore présentée est limitée par l’emplacement physique de chaque haut-parleur dans le tableau, tandis que VBAP s’appuie sur la manipulation du gain à travers un trio de haut-parleurs dans le tableau, créant une source virtuelle quelque part entre elles pour approximer l’emplacement du son d’origine.
Mais aucun de ces systèmes ne peut créer un paysage sonore virtuel précis sur une zone aussi large que le panoramique ambisée, selon l’étude.
Ambisonic Panning est une technique de représentation du son qui décompose un paysage sonore 3D dans une série de fonctions mathématiques qui décrivent la directionnalité, la pression et la vitesse de chaque son.
Théoriquement, le panoramique Ambisonic a également une résolution spatiale plus élevée que SC ou VBAP, ont écrit les chercheurs – mais il a ses limites. Les systèmes de panoramique ambisants de l’ordre inférieur (ceux qui ont moins de canaux) ont été constatés pour rendre des sources sonores d’une manière qui est « floue » ou diffusée.
L’audiodome a donné aux chercheurs la possibilité de tester si un système de panoramique ambisant d’ordre supérieur pourrait atteindre une résolution spatiale suffisante pour être adaptée aux expériences qui étudient l’audition et la perception humaines.
« Nous savions déjà que certaines erreurs de reconstruction étaient théoriquement prédites et confirmées par des simulations, mais nous ne savions pas comment et dans quelle mesure ils affecteraient la perception humaine de l’emplacement et de l’identité du son », a déclaré Zargarnezhad.
Composé de quatre subwoofers à double canal et de 91 haut-parleurs disposés dans un dôme, la structure est positionnée dans une chambre sans amortissement et sans écho pour fournir un contrôle maximal sur l’environnement acoustique.
Le tableau d’enceintes de l’audiodome est un système de panoramique ambisé de neuvième ordre (ce qui signifie qu’il utilise 100 canaux sonores dans le système) que les chercheurs ont trouvés capables de reproduire « l’identité et l’emplacement de nombreux sons communs, y compris la parole, à une résolution spatiale qui est au niveau de l’acuité spatiale humaine, sinon mieux. »
Cela signifie que l’audiodome était « suffisant pour s’assurer que les paysages sonores reproduits simulent avec précision le monde réel », ont conclu les chercheurs.
L’étude met cependant en évidence une faiblesse du panoramique ambisée. Pour des sons avec des fréquences d’énergie supérieures à 4 kHz, comme le gamme vocale humaineles indices de localisation sont devenus déformés – ce qui signifie que les informations qui aident le cerveau à déterminer le son d’emplacement proviennent de l’incorrect pour les auditeurs.
Le résultat a été que le discours, bien que reproduit « avec précision », a été quelque peu dégradé et sonnait à la place comme s’il était entendu sur une ligne téléphonique. En tant que tel, l’article a recommandé d’utiliser la reproduction de SC pour les «études naturalistes de la parole».
Néanmoins, les chercheurs ont écrit que l’audiodome offre une progression prometteuse pour la recherche sur le fait que notre cerveau traite son son et « jette les bases de futures expériences sur la perception auditive humaine naturaliste ».
