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RÉSUMÉ
Grâce aux techniques de spatialisation, il est désormais possible de simuler des sources sonores virtuelles. Les systèmes de réalité virtuelle interactifs permettent alors une immersion totale dans l’exploration d’un nouveau monde. Cet article propose une analyse des différentes techniques pouvant apporter une dimension sonore immersive à un environnement virtuel interactif. Pour cela, la problématique du rendu sonore est tout d’abord abordée. La modélisation de la propagation du son, nécessaire à la maîtrise de la simulation, est ensuite largement détaillée. Les études des rendus audio structurés et optimisés, et des rendus audio 3D par manipulation directe d’enregistrement in-situ, viennent clore cet article.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Nicolas TSINGOS : Chargé de recherche, INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique) - Équipe REVES (rendu et environnements virtuels sonorisés)
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Olivier WARUSFEL : Chargé de recherche, IRCAM (Institut de recherche et coordination acoustique/musique)
INTRODUCTION
Si la visualisation 3D bénéficie d'un développement privilégié pour les applications de réalité virtuelle, le son en est un autre composant incontournable. Les techniques de spatialisation du son permettent aujourd'hui de simuler des sources sonores virtuelles placées arbitrairement dans l'espace autour de l'auditeur. Sur casque ou enceintes, elles permettent une immersion décuplée dans les environnements de synthèse tout en restant naturelles et peu intrusives pour l'utilisateur. Ce dossier propose un tour d'horizon des différentes techniques pouvant être mises en œuvre pour apporter une dimension sonore immersive à un environnement virtuel interactif.
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2. Pipeline de rendu sonore
Une fois synthétisés, les signaux sonores émis par les sources virtuelles sont ensuite traités de manière à reproduire les effets de propagation du son dans l'environnement de synthèse (occultation par les obstacles, réflexions sur les parois et réverbération, effet Doppler pour les sources en mouvement). Ces effets dépendent fortement de la géométrie de l'environnement, de la position des sources et de l'auditeur. Les traitements effectués sont donc contrôlés par des calculs géométriques très proches de ceux effectués pour la synthèse d'images (du lancer de rayons, par exemple) mais ont également leurs particularités comme le traitement de la diffraction du son par les obstacles qui est généralement négligeable pour la lumière. Pour les applications où le réalisme plus que la précision physique de la simulation est suffisant, des modèles perceptifs peuvent être également utilisés pour décrire les traitements à appliquer aux sons sans recourir à des simulations géométriques trop coûteuses en temps de calcul.
Enfin, la dernière étape du processus, traitée en [TE 5 912] Dispositifs et interfaces de restitution sonore spatiale, est la restitution du son aux oreilles de l'auditeur de manière la plus fidèle possible. Au-delà des notions de fidélité généralement admises en audio (précision des calculs et de la représentation numérique des signaux, qualité de l'électronique et des hauts-parleurs), l'acoustique virtuelle) s'intéresse tout particulièrement à la fidélité de la restitution spatiale du son, la spatialisation.
La spatialisation du son est un traitement spécifique qui vise à reproduire aux oreilles de l'auditeur la sensation correcte de la direction de provenance, de la distance des sons virtuels et de l'effet de salle associé.
C'est l'un des composants les plus importants dans la production de son pour la réalité virtuelle. On peut le comparer à la production d'images en relief pour le canal visuel. Depuis la mise au point des premiers systèmes de restitution...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AJDLER (T.), VETTERLI (M.) - The plenacoustic function and its sampling - . Proc. of the 1st Benelux Workshop on Model-based processing and coding of audio (MPCA2002), Leuven, Belgium (2002).
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(2) - ALIAGA (D.G.), CARLBOM (I.) - Plenoptic stitching: a scalable method for reconstructing 3d interactive walk throughs - . In SIGGRAPH '01: Proceedings of the 28th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pages 443-450, New York, NY, USA. ACM Press (2001).
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(3) - ALLEN (J.), BERKLEY (D.) - Image method for efficiently simulating small room acoustics - . J. of the Acoustical Society of America, 65(4) (1979).
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(4) - ALLMAN-WARD (M.), BALAAM (M.), WILLIAMS (R.) - Source decomposition for vehicle sound simulation - . Available from http://www.mts.com/nvd/pdf/source_decomp4veh_soundsim.pdf (2005).
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(5) - ALRUTZ (H.), SCHROEDER (M.) - A fast hadamard transform method for evaluation of measurements using pseudorandoom test signals - . Volume 6, pages 235-238 (1983).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
SIGGRAPH http://www.siggraph.org
L'AES http://www.aes.org
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EAX Environmental audio extensions 4.0, Creativec_ http://www.soundblaster.com/eaudio Suite d'outils logiciels, intégrée à DirectSound de Microsoft et Open Al, qui gère des modèles de réverbération.
Soundblaster. Creative Labs Soundblasterc_ http://www.soundblaster.com Type de carte son supportant des effets de spatialisation du son et de réverbération.
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