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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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1. Problématique du rendu sonore
Les systèmes de réalité virtuelle interactifs combinent des représentations visuelle, sonore et haptique, afin de simuler de manière immersive l'exploration d'un monde tridimensionnel représenté depuis le point de vue d'un observateur contrôlé en temps réel par l'utilisateur. La plupart des travaux effectués dans ce domaine ont historiquement porté sur les aspects visuels (par exemple des méthodes d'affichage interactif de modèles 3D complexes ou de simulation réaliste et efficace de l'éclairage) et relativement peu de travaux ont été consacrés à la simulation de sources sonores virtuelles également dénommée auralisation. Il est pourtant certain que la simulation sonore est un facteur clé dans la production d'environnements de synthèse, la perception sonore s'ajoutant à la perception visuelle pour produire une interaction plus naturelle. En particulier, les effets sonores spatialisés, dont la direction de provenance est fidèlement reproduite aux oreilles de l'auditeur, sont particulièrement importants pour localiser les objets, séparer de multiples signaux sonores simultanés et donner des indices sur les caractéristiques spatiales de l'environnement (taille, matériaux, etc.). La plupart des systèmes de réalité virtuelle immersifs, des simulateurs les plus complexes aux jeux vidéo destinés au grand public mettent aujourd'hui en œuvre des algorithmes de synthèse et spatialisation des sons qui permettent d'améliorer la navigation et d'accroître le réalisme et la sensation de présence de l'utilisateur dans l'environnement de synthèse. Comme la synthèse d'image dont elle est l'équivalent auditif, l'auralisation, appelée aussi rendu sonore, est un vaste sujet à la croisée de multiples disciplines : informatique, acoustique et électro-acoustique, traitement du signal, musique, calcul géométrique mais également psycho-acoustique et perception audio-visuelle. Elle regroupe trois problématiques principales :
-
synthèse et contrôle interactif de sons ;
-
simulation des effets de propagation du son dans l'environnement ;
-
perception et restitution spatiale aux oreilles de l'auditeur.
Historiquement, ces trois problématiques émergent de travaux en acoustique architecturale, acoustique musicale et psycho-acoustique. Toutefois, une différence fondamentale entre rendu sonore pour la réalité virtuelle et acoustique réside dans l'interaction multimodale et dans l'efficacité...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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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(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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