Restitution sonore spatiale - Dispositifs et interfaces

Abstract

Certaines techniques logicielles et des dispositifs materiels associes permettent de realiser une restitution spatialisee du son pour les environnements virtuels. La spatialisation du son , c'est-a-dire la simulation des indices de localisation spatiale de notre audition pour des sources sonores virtuelles, est l'un des themes de recherche les plus actifs en acoustique a l'heure actuelle. Il faut dire que les applications grand public font legion : jeux video, home cinema, musique, que ce soit a la maison ou sur des dispositifs nomades. Dans les applications de realite virtuelle, l'ajout de son spatialise contribue egalement a renforcer la sensation d'immersion [1]. Ces technologies reposent toutes sur d'intenses recherches fondamentales sur la perception spatiale du son chez l'Homme [2]. Des ouvrages et travaux de references comme [3] [4] peuvent egalement etre consultes pour plus de details. Les systemes de restitution sonore spatiale vont, d'une maniere generale, s'interesser a reproduire aux oreilles d'un auditeur les indices de localisation appropries pour une source sonore virtuelle en fonction de sa position souhaitee. On peut categoriser ces systemes en deux familles. La premiere serie que l'on peut qualifier d' approches perceptives , repose sur le fait qu'un modele simple de difference de niveau sonore ou de temps d'arrivee aux deux oreilles suffit a creer l'illusion de positionnement d'une source « fantome » entre les positions physiques des haut-parleurs. Ce principe est en particulier a la base de la restitution stereophonique classique mais peut etre etendu a des ensembles de haut-parleurs plus complexes. La deuxieme serie d'approches vise a reconstruire de maniere physiquement precise le champ acoustique au voisinage de l'auditeur. Dans cette categorie, se distinguent les approches binaurales qui reconstituent le champ sonore en deux points (les oreilles de l'auditeur) et des approches plus globales , reproduisant le champ sonore correct dans toute une zone de l'espace. Chacune de ces approches a ses avantages et ses inconvenients en terme de ressources de calcul, complexite du dispositif et nombre d'auditeurs simultanes. Pour un complement d'information, on peut egalement se referer aux ouvrages [3] et [5]. Nous presentons egalement quelques exemples d' integration de dispositifs de restitution spatiale du son dans des systemes de realite virtuelle immersifs . En particulier, nous dressons un comparatif des differentes approches et de leurs conditions d'utilisation optimale. Enfin, nous consacrons la derniere partie a un bref tour d'horizon des quelques librairies logicielles existantes permettant d'implementer de telles techniques et beneficiant pour certaines d'une acceleration materielle.