Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
La réverbération artificielle consiste à ajouter à un signal sonore un effet qui émule les phénomènes de réverbération acoustique d’un espace. Cette technique est une composante essentielle dans les domaines de la production audiovisuelle, de la réalité virtuelle, ou des jeux vidéo, puisqu’elle contribue à la création d'un espace sonore convaincant et immersif. Les procédés de réverbération artificielle s'appuient soit sur des simulations numériques qui visent à un résultat objectivement précis, soit sur des algorithmes qui émulent certains critères acoustiques pertinents d’un point de vue perceptif.
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Thibaut CARPENTIER : Ingénieur de recherche CNRS - STMS Lab (sciences et technologies de la musique et du son) – CNRS, IRCAM, Sorbonne Université Paris, France
INTRODUCTION
La réverbération artificielle consiste à ajouter à un signal sonore un effet qui émule les phénomènes de réverbération acoustique d’un espace. Cette pratique est apparue nécessaire dès les prémices de la musique enregistrée et diffusée ; en effet, les prises de son en studio et l’utilisation de microphones de proximité produisent des sons qui, dépourvus d’environnement acoustique, paraissent « secs » et non naturels. Aussi, de nombreuses techniques ont été développées pour produire un effet convaincant de réverbération artificielle. Dans le domaine de la production audiovisuelle (mixage de musique ou de films), l’utilisation de réverbération artificielle est devenue incontournable pour susciter une sensation d’acoustique perceptuellement « plausible » ou simplement pour créer un espace sonore « plaisant», voire un effet sans véritable souci de réalisme (par exemple : réverbération infinie) .
Les techniques de réverbération artificielle servent également dans les applications de réalité virtuelle, les jeux vidéo et les outils de modélisation architecturale pour simuler – avec plus ou moins de réalisme – des environnements acoustiques. On parle alors d’« acoustique virtuelle » ou d’« auralisation ». Ce terme est employé par analogie avec la visualisation ; il désigne les procédés qui visent à rendre audible , à partir de données mesurées ou modélisées, le champ sonore produit par une (ou des) source(s) dans un espace, en simulant l’expérience auditive en un point d’écoute [TE 5 914].
Dans l’article [BR 1 150] nous dressons un état de l’art des techniques permettant le contrôle spatial de sources virtuelles dans un environnement ; ici nous présentons les différentes approches pour produire des effets de réverbération artificielle. Ces deux composantes, étroitement liées, sont essentielles pour développer des applications convaincantes de spatialisation sonore.
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Signature acoustique d’un espace
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6. Conclusion
Cet article a présenté un état de l’art des algorithmes de réverbération artificielle permettant d’imiter le phénomène de réverbération acoustique. Depuis les travaux pionniers de Schroeder dans les années 1960, ce champ de recherche est en constante évolution et aujourd’hui trois grandes familles de techniques coexistent. L’approche convolutive produit un effet très convaincant et « réaliste » en exploitant la réponse impulsionnelle captée entre deux positions d’un espace. Elle a souvent valeur d’étalon auquel les autres techniques sont confrontées. Grâce à des algorithmes optimisés et à la puissance des processeurs actuels, un rendu en temps réel est possible pour de nombreuses applications. Les réverbérateurs par convolution sont populaires dans les domaines de production musicale ou cinématographique, où l’acoustique d’un espace spécifique (par exemple une salle de concert prestigieuse) est souhaitée. Cependant l’approche est peu flexible et demeure restreinte aux usages statiques ou faiblement interactifs.
Les algorithmes basés sur des réseaux de retards permettent un rendu très efficace et flexible. Bien qu’ils ne simulent que grossièrement les caractéristiques d’une réverbération, ceci est souvent suffisant d’un point de vue perceptif, en particulier pour la synthèse d’un champ réverbéré tardif. Ils sont adéquats (et communément employés) pour les applications interactives comme les environnements virtuels ou les jeux vidéo, mais aussi pour les productions audiovisuelles. Leur architecture économe en mémoire et coût de calcul peut être déployée sur des équipements domestiques et mobiles.
Les réverbérateurs par approche physique permettent de simuler avec une certaine précision les phénomènes acoustiques dans un espace, mais ils nécessitent d’importantes ressources mémoire et de calcul. Parfois des géométries simplifiées sont employées pour réduire les temps de calcul ; parfois des réponses impulsionnelles sont précalculées en temps différé (puis exploitées en convolution). Actuellement, les modèles physiques sont principalement utilisés dans les environnements virtuels et les jeux vidéo. Toutefois, l’augmentation des capacités de calculs disponibles – et en particulier la démocratisation des processeurs massivement parallèles (comme les GPU) – contribue à...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AHNERT (W.), FEISTEL (R.) - EARS Auralization Software. - In: Proc. of the 93rd Convention of the Audio Engineering Society (AES), San Francisco, CA, USA (1992).
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(4) - ASTLEY (R.J.) - Numerical Acoustical Modeling (Finite Element Modeling). - In: CROCKER (M.J.), éditeur, Handbook of Noise and Vibration Control, chapitre 7, p. 101-115. Wiley (2007).
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(5) - ATALLA (N.), SGARD (F.) - Finite Element and Boundary Methods in Structural Acoustics and Vibration. - Taylor & Francis (2015).
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(6) - BARRON (M.) - Auditorium...
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