Ligne de référence tournante

Le concept de ligne de référence adaptable pour chaque source primaire élémentaire xs

pourrait être critiqué, puisqu'il se distance de la littérature et de la WFS 2.5D classique. Dans cette section, on présente l'eet de cette rotation de la ligne de référence autour du centre du RSS sur la zone de validité à l'intérieur de l'espace de reproduction.

On reprend le cas de plaque focalisée montré à la section 4.7.3. À la gure 5.27, on reprend la gure 4.18 et on dessine les lignes de référence (en orange et vert) pour les sources primaires élémentaires aux extrémités de la plaque. Pour toutes les sources primaires

élémentairesde la plaque, leslignesde référence tourneront entre cesdeux limites, avec comme point de rotation le centre du RSS. Tel que mentionné dansla section 4.7.1, pour lessourcesprimairesélémentaireshorsplan, lesphaseset amplitudesdu champ reproduit ne sont égales au champ cible que sur la ligne de référence. Pour un grand nombre de sources, et donc de lignes de référence, la validité du champ reproduit global (somme de la contribution de touteslessourcesélémentaires) diminuera avec la distance par rapport au centre du RSS. C'est ce qu'on illustre avec le gradient bleu qui devient de plus en plus transparent verslesbordsdu RSS, c'est-à-dire où l'erreur globale est plusélevée. C'est un compromisinhérent à l'utilisation desopérateursWFS 2.5D proposésdansce mémoire pour la reproduction de modèles3D.

Figure 5.27 Diminution de la taille de la zone de validité dansl'espace de reproduction pour une source primaire étendue focalisée. Le gradient en bleu illustre la diminution de validité avec la distance par rapport au centre du RSS (croix rouge). Leslignesorangeset vertesreprésentent leslignesde référence associées aux deux extrémités de la plaque.

Avec le recul, on constate que la reproduction découlant de la méthode proposée n'est plus valide, selon un critère d'erreur de reproduction minimal, dans tout l'espace de reproduc- tion, mais seulement en une zone restreinte au centre du RSS. Ceci est inhérent au choix d'utiliser la WFS 2.5D pour reproduire desmodèles3D. Par ailleurs, il convient de rap- peler ici que la dénition d'un critère de validité est un sujet d'actualité en soit. En eet, certainsauteursmentionnent qu'il n'est pasgaranti qu'une erreur minimale corresponde à une perception idéale.

CONCLUSION

6.1 Sommaire

Bien que l'évaluation perceptive et des tests de qualité sonore sont maintenant reconnus comme des parties essentielles du processus de développement de produit dans plusieurs domaines, ils sont rarement mis en oeuvre en utilisant des techniques de reproduction sonore spatiale. À la place, diérentes présentations auditives (stéréophoniques, Surround ou binaurales) sont utilisées. Dans un contexte musical, des techniques de reproduction sonore spatiale sont déjà employées an d'encoder séparément les caractéristiques sonores et spatiales de sources virtuelles. Des approximations à la Wave Field Synthesis théo- rique existent déjà pour eectuer une réalisation pratique avec un réseau linéaire de haut- parleurs, dans un contexte artistique. Ce mémoire propose une méthode pour utiliser des modèles vibroacoustiques courants en ingénierie pour commander des systèmes audio ba- sés sur la Wave Field Synthesis (WFS) 2.5D et formés de plusieurs réseaux linéaires de haut-parleurs.

Dans ce mémoire, des opérateurs pour Wave Field Synthesis 2.5D améliorés sont proposés, pour une application dans un contexte d'ingénierie. Les opérateurs sont étudiés pour plu- sieurs cas de reproduction de modèles analytiques vibroacoustiques 3D de plaques (sources primaires étendues extérieures ou focalisées), rayonnant un champ acoustique cible P . La méthode accepte aussi en intrant d'autres types de modèles (méthode des éléments nis, méthode des éléments frontière). Les reproductions simulées S et mesurées R en salle WFS sont évaluées et comparées avec deux critères d'erreur qui prennent en compte l'amplitude et la phase spatiales instantanées des champs acoustiques, soit eS (erreur entre S et P ) et

eR (erreur entre R et S).

Des simulations de reproduction en champ libre démontrent que les opérateurs développés permettent une reproduction physique acceptable, à l'intérieur des limites fréquentielles imposées par la géométrie du réseau de haut-parleurs utilisés, avec des niveaux d'erreur physique allant de -25 dB à -5 dB. Le son direct (puisque la simulation de reproduction est supposée en champ libre) provenant de l'objet est bien reproduit.

Des reproductions physiques mesurées dans la salle WFS du GAUS suggèrent que les nom- breux eets de salle (réexions et diractions) modient les caractéristiques reproduites du modèle. Des déviations dans la réponse fréquentielle (timbre) sont introduites, à cause de la réponse non plate de la salle et des haut-parleurs utilisés. Globalement, bien que les amplitudes et phases dièrent à plusieurs temps et endroits, de nombreuses similitudes existent entre les mesures R et les simulations S, soit les amplitudes globales, les distri- butions spatiales et temporelles, ainsi que les directions d'arrivée des fronts d'onde. Il en résulte que la localisation des modèles dans l'espace par un auditeur est possible. Dans cette optique, il serait pertinent de dénir un meilleur critère d'erreur pour les mesures temporelles, an de mieux évaluer la reproduction physique par rapport à la reproduction simulée. Par ailleurs, il convient de rappeler ici que la dénition d'un critère de validité est un sujet chaud en soit. En eet, certains auteurs mentionnent qu'il n'est pas garanti qu'une erreur minimale corresponde à une perception idéale.

Globalement, les caractéristiques spatiales et sonores des modèles sont bien reproduites pour S et R, soit le patron de directivité (distribution spatiale des lobes de directi- vité), l'étendue spatiale perçue (perceived spatial extent, tel que déni dans [Ahrens, 2012, sec. 5.5]) et le timbre (spectre fréquentiel rayonné de l'objet). Cette validité est limitée dans le plan horizontal de reproduction, choix inhérent à la WFS 2.5D.

La méthode proposée a été appliquée à une auralisation de mesure de perte par insertion et de perte par transmission de plaque, an d'illustrer le potentiel d'utilisation en ingé- nierie. Dans les résultats présentés, les signaux temporels des modèles vibroacoustiques de plaque sont soit des réponses à l'impulsion, soit des réponses causées par une excitation par champ dius large bande. An de mieux répondre à la question de recherche, pouvoir écouter la réponse de ces modèles sous d'autres excitations, telles que trouvées dans la réa- lité, serait plus pertinent. C'est en se posant cette question qu'on trouve tout le potentiel de la méthode proposée : en ayant la réponse calculée d'un modèle1 _{sous ces deux excita-}

tions (ponctuelle, c.-à-d. solidienne, et acoustique, c.-à-d. aérienne), on peut simplement convoluer les signaux de commandes D à n'importe quelle excitation que subit le modèle, et ainsi écouter la réponse spatiale et fréquentielle de ce modèle soumis à cette excitation. Parmi des exemples concrets, on peut donner : un moteur débalancé xé à une structure métallique, une couche limite turbulente agissant sur un panneau aéronautique (travaux actuels au GAUS de Olivier Robin, Ph.D.) et une table d'harmonie de piano [Aramaki, 2003].

1_{C'est-à-dire avec une géométrie et une position xées dans l'espace du modèle et du réseau de haut-}

Bien que des commentaires subjectifs soient faits dans le texte quant aux modèles re- produits écoutés, aucune évaluation perceptive systématique rigoureuse n'a été faite. Bien que ces opérateurs proposés soient développés dans un contexte d'ingénierie, ils pourraient aussi être utilisés à des ns artistiques, même si les opérateurs actuels proposés dans la littérature semblent déjà satisfaire la communauté.

Étant donné que ces travaux furent dans les premiers réalisés dans la nouvelle salle WFS du GAUS (avec [Ramanana, 2015] et diérents éléments des travaux de Philippe-Aubert Gauthier, Ph.D.), la prise en main des équipements et la transmission des connaissances a fait partie intégrante de la charge de travail de cette maîtrise. Dans cette optique, des annexes ne portant pas spéciquement sur le projet sont incluses à ce mémoire, an que ce dernier reste comme un ouvrage de référence pour les futurs étudiants du GAUS qui continueront à utiliser la salle WFS.