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Serious auralizations

Thèse de Bart Postma, équipe AA, le 28 avril 2017 à 14h au Limsi (attention : adresse Parc Club - 24 rue Jean Rostand à Orsay)

Au cours des dernières décennies, la présence des auralisations dans l'acoustique architecturale et la réalité virtuelle est devenue de plus en plus importante. De nombreuses applications en découlent, telles que les explorations de la réalité virtuelle multimodale ou les études de l'influence acoustique des rénovations et la recherche historique. Malgré ces nombreux cas d'utilisation, peu d'études scientifiques ont été réalisées sur le sujet. L'objectif de cette thèse était donc d'examiner l'utilisation d'auralisations acoustiques de salles, basées sur l'acoustique géométrique (GA) comme outil scientifique et visant à aider à la création d'auralisations historiquement exactes plus écologiquement valables.

Déjà dans les années 1930 les premières tentatives ont été entreprises pour rendre audible (de manière imaginaire) les champs sonores. Les développements au cours des 80 dernières années ont conduit à des améliorations significatives des auralisations. Aujourd'hui, si l'on veut créer des auralisations, l'enregistrement anéchoïque réalisé préalablement doit être convolué avec une réponse impulsionnelle ambiante, mesurée ou simulée (RIR). Les logiciels GA sont souvent utilisés pour calculer numériquement la RIR de géométries compliquées. Les méthodes basées sur les ondes sont gourmandes en calcul, nécessitant des modèles géométriques complexes et des données d'entrée complexes.

Cette thèse vise à améliorer la qualité de auralisations entièrement calculées. À cette fin, on a étudié l'étalonnage des modèles acoustiques des salles et l'inclusion de la directivité vocale dynamique. Des mesures acoustiques de la pièce ont été réalisées dans quatre salles et des modèles d'acoustique géométrique ont été créés des mêmes espaces. Une procédure méthodique de calibration du modéle a été proposée, réalisée dans les quatre salles, et validée au préalable par comparaison d'estimation de paramètres. Des tests d'écoute subjectifs comparant des auralisations mesurées et simulées pour trois espaces différents ont révélée que les auralisations étaient également percues pour huit attributs acoustiques évalués. Par la suite, un cadre permettant d'inclure la directivité vocale dynamique a été présenté. Les résultats des tests d'écoute ont montré des différences perceptuelles entre la directivité vocale dynamique et la directivité de source statique pour la plausibilité, l'enveloppement de l'auralisation ainsi que la largeur percue de la source.

L'amélioration de la validité écologique des auralisations a permis d'étudier l'influence des visualisations sur l'expérience acoustique, avec un degré de confiance raisonnable que les effets percus sont également applicables dans des situations réelles. À cet effet, un cadre a été établi qui a permis des évaluations multimodales de pièces de théâtre et de concerts. Les résultats d'un test d'écoute multi-modal présentant une scène cohérente visuelle-sonore ont confirmé les différences perceptuelles entre les auralisations de directivité vocale dynamique et statique. Dans ce même cadre, un second test d'écoute comparant des scènes visuelles/sonores incohérentes è cohérentes, indiquait que avec une distance source-récepteur accrue, les auralizations sont percues acoustiquement plus éloignées et plus élevées.

Jury

Damian Murphy, rapporteur (UK)
Stefan Weinzierl, rapporteur (DE)
Michel Beaudouin-Lafon (Paris Saclay, Prof.)
Jean-Marie Normand (Ecole Central Nantes)
Patrick Bourdot (Paris Saclay/LIMSI)
Brian FG Katz, directeur de thèse (Paris Saclay/LIMSI)

LIMSI
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