Fondamentaux

La synthèse de front d’onde s’appuie sur le principe de reconstruction du champ acoustique en alignant les délais sur les différentes enceintes.
Voici une présentation rapide du principe et un rappel de quelques notions importantes.

Cette technique a été mise en œuvre tout d’abord par Berkhout à l’Université Technique de Delft en 1988.
La synthèse s’appuie sur le principe de Huygens qui dit qu’une onde peut être recrée par un ensemble de sources élémentaires.
Dans une première approche on place la source au milieu d’un anneau constitué d’enceintes. Si on retire la source et que l’on diffuse son enregistrement  par ces enceintes on continue de percevoir la source comme si elle était encore au centre. Ensuite si on veut déplacer la position de cette source virtuelle, on modifie les délais en fonction des distances à chaque enceinte. Cette perception est indépendante de là où on se place face aux enceintes. Dans une application frontale on travaille de préférence avec des lignes de haut-parleurs en applicant le même principe.

principeWFSsources

Dans une application de laboratoire on utilise un grand nombre d’enceintes côte à côte. Les dimensions des pièces qui servent à l’écoute sont plus petites. Différentes configurations ont été testées avec les enceintes en rond au milieu, frontale devant un des mur de la pièce, en carré ou en U tout autour de la pièce…

Les limites de ce systèmes sont atteinte pour une source virtuelle qui serait du même côté du rideau d’enceintes que l’auditeur et en particulier si l’auditeur est entre la position de la source virtuelle et les enceintes.

Dans le cas d’un dispositif pour le spectacle d’autres paramètre font entrer en compte puisqu’il faut couvrir des salles de spectacle avec ou sans gradins, loges, scènes en éperon… Les distances des enceintes de longue portée qui couvre la majorité de la salle en dehors des premiers rangs fait qu’il est possible de limiter le nombre de point de diffusion. On cherchera toute fois à ce que la couverture des différentes enceintes prennent le maximum de la salle. Pour les premiers rangs où la distance du public à l’enceinte est bien plus courte en général, il faudra un plus grand nombre d’enceintes de petit format.

Un peu de lecture :
IRCAM (Français)

holophony.net (English Deutsch)

wikipedia (English)
wikipedia (Deutsch)

AES (English)

Vitesse du son dans l’air
La vitesse du son est de 340m/s dans l’air à 15°C et à 1 atmosphère. Elle varie avec la température et la pression. Plus il fait froid et plus la propagation du son ralentit et inversement. L’altitude et la chute de la pression atmosphérique ralentissent également la célérité du son. référence

Calcul de distance dans un repère cartésien
En 2D c’est la racine carrée de la somme des carrés des différences d’abscisse et d’ordonnée, ici les positions en largeur et en profondeur. référence
En 3D c’est la racine carrée de la somme des carrés des différences d’abscisse, d’ordonnée et de côte, ici les positions en largeur, en profondeur et en hauteur.

Engineering Acoustics (pdf)

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