TP Simulation Acoustique

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Décembre 2003 Promotion 63 Magali Amenta Annabelle Brouard Olivier Pfeiffer Alban Guillemot TP Simulation Acoustique L'objectif du TP est de proposer un document sonore mettant en œuvre les procédés de

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Décembre 2003 Promotion 63 Magali Amenta Annabelle Brouard Olivier Pfeiffer Alban Guillemot TP Simulation Acoustique L'objectif du TP est de proposer un document sonore mettant en œuvre les procédés de simulation du logiciel CATT Acoustic afin de proposer une 'déambulation' virtuelle en écoute binaurale au casque. L'idée étant que ce voyage comporte des changements sensibles d'acoustique de lieux et aussi des effets de profondeur, de mouvement de sources et de déplacement du point d'écoute. 1. Mise en Œuvre 1.1 Scénario: Une femme, Roberta, rentre chez elle, elle habite dans un immeuble, au n'ième étage. La sonnerie dans l'ascenseur indiquant que l'appareil est arrivé à bon port, lui arrache un soupir de soulagement. Les portes s'ouvrent, elle en sort et se dirige vers son appartement. Ses talons frappant le sol du couloir rythment sa marche. Arrivée devant sa porte, elle fouille dans son imperméable, en sort sa clef et l introduit dans la serrure. Elle s'ouvre alors en grinçant subtilement, sur une pièce dont la décoration, rappelant le style alsacien, est rougie par un soleil couchant rentrant mollement par une fenêtre au double vitrage laissant de la rue qu'une lointaine rumeur. Elle accomplit alors le rituel désormais bien connu, répéter à l'identique chaque soir, machinalement, sans réfléchir: elle appuie sur la touche lecture de son répondeur, se dirige vers sa chaîne hi-fi, la règle sur sa station préférée, puis va dans la cuisine pour se faire un thé. Sur le répondeur, un message de son voisin aigri, elle pense alors qu'il est jaloux et seul dans la vie. La pendule de la cuisine indique vingt heures zéro deux. Elle regarde machinalement l heure de la séance écrite sur un pense bête magnétique à coté de la poignée du frigidaire. Ca va aller elle a tout son temps pour se faire son thé. Elle se choisit une tasse puis aussi improbable que cela puisse lui paraître le malheur survient. Sa plus belle tasse se brise au contact du froid carrelage, toutefois sans trop de violence. Tout simplement, alors, elle jure. A peine remise de ses émotions la porte émet le son caractéristique de la présence d'un visiteur. Elle se dit pour elle même que cela doit être son voisin du dessous. Une réponse imprécise et confuse lui parvient du salon. Elle cède à la curiosité et va vers la porte en répétant sa question plus distinctement. A nouveau une réponse lui parvient, cette fois-ci plus claire. Elle ouvre sa grinçante de porte et fait la connaissance de Léon Le Livreur. Après un court et assez curieux échange elle revient dans son salon avec un mystérieux paquet dans les mains. Elle ressent soudain l envie inexpliquée de changer se station, une fois satisfaite de son choix elle revient à son canapé et ouvre le paquet et le voyage se produit. La voilà comme suspendue dans les airs plongé au cœur de l univers de la radio. Elle se sent bien et à presque oubliée son ancienne vie si ce n est quelques tournoyant souvenirs Intérêts du scénario : Nous avons traité le scénario comme une fiction, avec des changements de point de vue, panoramique, hors champs, etc. - L'ascenseur donnant sur le couloir nous permettait d'avoir une transition d'un lieu feutré et confiné à un couloir volontairement assez long afin de marquer une rupture nette et franche d'acoustique. Tandis que le couloir nous permettait d'apprécier à la fois l'éloignement et le rapprochement des pas avec des effets de profondeur exagérés. - L'appartement est divisé en deux, salon et cuisine. Les couplages salon/cuisine nous permettent d apprécier les effets de couplages entre deux salles proches et de voir comment était perçu un son provenant de l autre salle. L autre intérêt de ce ces deux lieux étaient d avoir un volume que l on pouvait baliser avec des sources fixes rendant compte des dimensions et des déplacements effectués dans ce dernier. Enfin, il y a ce grand volume le Tajmahal, qui nous permettait de tenter une expérience fantaisiste de déplacements des sources dans un espace en trois dimensions suggérant des hallucinations spatialisées. - Afin de rendre l'écoute variée et intéressante, nous avons pensé à l'utilisation de procédés cinématographiques. La scène dans l ascenseur se passe en subjectif. La marche dans le couloir se fait vue d'un point d'écoute situé au milieu du couloir sur une des parois. On profite bien de la sensation d'approche puis d'éloignement au fur et à mesure qu'elle avance. On revient en subjectif pour l'ouverture de la porte, ainsi que pour toutes les scènes dans le salon/cuisine. Il faut attendre le dialogue à la porte d'entrée pour avoir à nouveau un effet d'objectif de caméra. On est alors placé littéralement entre les deux protagonistes. 1.3 Démarche : Le principe est d utiliser les différentes fonctions du logiciel CATT acoustic. Le travail se faisant par étapes, il faut avoir une vision assez précise de l objectif afin de déterminer toutes les étapes utiles à effectuer : a- Déterminer un modèle acoustique en utilisant les possibilités de modélisation du logiciel.(dessins vectoriels, attribution des coefficients d absorption des parois, etc.) mode prediction. b- Ajuster ce modèle par rapport à une écoute sensée du lieu en plaçant un couple récepteur / émetteur dans chaque partie du modèle afin d en apprécier l acoustique simulée. (Tirage de rayons, calcul du TR, ajustement des absorbants et de la diffusion si nécessaire, etc.) Objectif : obtenir un modèle dont l évolution du temps de réverbération à toutes les fréquences est cohérent. c- Choix des couples sources / récepteurs intéressants pour notre simulation, dans le modèle, afin d'obtenir des échogrammes pour chacun de ces couples. d- Obtention de deux réponses impulsionnelles, oreille gauche et oreille droite en écoute binaurale, pour chaque couple, exploitant les échogrammes de ces mêmes couples e- Convolution des sources WAV anéchoiques avec les réponses impulsionnelles, gauches et droites, afin d'obtenir le fichier WAV correspondant à la simulation. f- Utilisation du mode WalkThrought afin de calculer des déplacements de sources ou de récepteurs avec un calcul d'interpolation des variations entre deux réponses impulsionnelles. g- Mixage en utilisant un éditeur de son afin de synchroniser les différents sons stéréo convolués. Ajustements éventuels. Après avoir divisé le travail de modélisation en quatre, chacun s'occupant d'un lieu avec les offset appropriés, nous avons réussi à réunir nos modèles moyennant quelques ajustements. Le résultat est un modèle global ascenseur/couloir/salon/cuisine et un autre indépendant le Tajmahal. 2-L enregistrement des bruitages Après avoir listé tous les sons nécessaires à notre histoire, nous avons entrepris de les enregistrer au studio en tentant de reconstituer une «chambre anéchoïque». Bien entendu celle ci n était pas parfaite cependant mis à part les résonances apportées par le sol (malgré les moquettes) la qualité de la chambre était plutôt satisfaisante. Le dispositif de prise de son était installé dans le local batterie. Un DAT nous servait de préampli micro (BK omni placé à 1 m de la source), et un poste Protools était utilisé pour l enregistrement (permettant directement de monter les sons). Une fois la cabine constituée nous avons dû affronter un problème de taille : Celui de la calibration des prises. Pour cela nous avons utilisé un DN6000 générant du bruit rose à un niveau très précis. Ce dernier était diffusé dans une enceinte Yamaha MS 101 placée à 1 m du micro BK dans la chambre anéchoïque. Puis nous avons calibré le DAT de manière à bien attaquer le préampli ; nous avons choisi un niveau de 94 dbspl Le plus important était de bien enregistrer le bruit rose afin de calibrer chaque son ; Suite à divers problèmes de niveaux des prises, nous avons dû changer le gain du DAT plusieurs fois. Il a donc fallu réenregistrer le bruit rose et bien noter la référence de chaque son. (cf tableau si dessous) Le Montage des sons Dans CATT, il est impossible de gérer plusieurs envois de sons dans une même source à des temps différents. Pour parer à ce problème, nous avons utilisé un subterfuge lors du montage : Une fois les sons nettoyés, nous avons pré-monté des mini séquences des sons. Par exemple, le son de l ascenseur mettait en jeu différentes sources. Afin de les caler, nous avons affecté une piste par source. Puis chaque bounce faisait la même durée. Durée du bounce Ting PorteL Porte R Voix ascenseur Création des fichiers.awi Pour créer le fichier.awi, nécessaire à la convolution, nous avons été attentif à bien respecter les références des fichiers wave. Chaque «bounce» était associé à un bruit rose dans l option calibration. Ensuite, il ne fallait pas oublier de choisir une directivité (dans la majorité des cas OMNI). Son durée Calibration marche 15s -14 tingversion2 04s portel 04s porter 04s voixascenseur 04s963-1 Bounce cleimper 5s grattzen 1mn09-14 messagerepondeur 24s horloge 2mn05-14 bouilloire 52s radio 7mn30, cestcamoncoco 04s147-1 calicedetabernacle -1 tajmahal 1mn23s055-1 relou 06s982-1 cestleplombier 06s982-1 toctoctoc 06s982-5 frigo -1 paquetdechire 17s tassepres 10s tassequicasse 2s portecle 14s108-5 grincement 14s108-5 cloc 14s108-5 paquet 25s porte2 25s800-5 grincement2 25s800-5 cloc2 25s800-5 quiestla 25s800-1 leon 25s800-1 leonderriereporte 25s800-1 2.2 MODELISATION DANS CATT Avant de commencer le travail, nous nous sommes réparti les lieux à modéliser : Couloir et ascenseur Salon Cuisine Tajmahal Nous avons déterminé ensemble un repère commun, la fourchette des numéros de points et de plans pour chaque lieu, les numéros des points en commun, et les variables communes. Tout ce travail en amont nous a permis de ne pas avoir de mauvaises surprises lors de la réunion de nos modèles. Le résultat est un modèle global ascenseur/couloir/cuisine et un autre indépendant, le Tajmahal Le couloir et l ascenseur a L ascenseur Le modèle ascenseur s approche au plus près d un ascenseur standard. Il est petit 1,5 m de large, 1,5 m de long, 2m de haut. Toutes ses surfaces sont recouvertes de moquette sauf la porte qui est en métal. On a donc un petit volume très absorbant dans les aigus. Représentation du modèle ascenseur avec source et récepteur servant au calcul du TR Mesure du temps de réverbération T 15 acenseur 0,7 0,6 0,61 temps de reverbération en secondes 0,5 0,4 0,3 0,2 0,5 0,33 0,1 0,08 0,06 0, fréquence en herz ,5 0,33 0,61 0,08 0,06 0,04 Détails du modèle GLOBAL yas = 1,5 ; point entre l'origine et le debut de l'ascenseur GLOBAL loa = 1,5 ; longueur ascenseur GLOBAL laa = 1,5 ; largeur ascenseur GLOBAL has = 2 ; hauteur ascenseur ABS moket { } ; moquette ABS metal { } ; porte métal 13 x(1) yas 0 14 (x(13) - laa) y(13) 0 15 x(14) (y(14) + loa) 0 16 (x(15) + laa) y(15) 0 17 x(16) y(16) has 18 x(15) y(15) z(17) 19 x(14) y(14) z(17) 20 x(13) y(13) z(17) [20 mur_as_dehors / / moket*] [21 mur_as_gauche / / moket*] [22 mur_as_droit / / moket*] [23 plafond_as / / moket*] [24 sol_as / / moket*] [100 porte_co_ascenseur \ \ metal*];porte ascenseur 2.2.1.b Le couloir et l ascenseur Contrairement à l ascenseur, le couloir est un lieu très réverbérant. Il mesure 15m de long, 3m de large et 3m de haut. Il est entièrement composé de béton. Afin de faciliter la réunion de ce modèle avec le salon, nous avons mis en place un petit sas de 10cm juste devant la porte d entrée de l appartement. Cela nous a permis de réduire le nombre de points communs (seuls les points de la porte sont en commun) Représentation du modèle couloir et ascenseur avec source et récepteur servant au calcul du TR Mesure du temps de réverbération T 15 couloir + acenseur 3 2,5 2,46 temps de reverbération en secondes 2 1,5 1 0,88 1,26 2 2,29 1,56 0, fréquence en herz ,88 1,26 2 2,46 2,29 1,56 Détails du modèle GLOBAL loc = 15 ;longueur couloir + petit sas GLOBAL lap = 0,9 ; largeur porte couloir GLOBAL hp = 2,05 ; hauteur porte couloir GLOBAL lac = 3 ; largeur couloir GLOBAL cc = 0,10 ; longueur sas GLOBAL hc = 3 ; hauteur couloir GLOBAL loco = loc-cc ; longueur réelle couloir ABS beton { } ABS moket { } ABS bois { } ABS metal { } ; points communs couloir 3 ((las / 2)-(lap / 2)) loc 0 4 ((las / 2)-(lap / 2)) loc hp 5 ((las / 2)+(lap / 2)) loc hp 6 ((las / 2)+(lap / 2)) loc 0 ;couloirs 1 ((las / 2) - (lac / 2)) x(1) loco 0 7 (x(2) + lac) y(2) 0 8 x(7) y(7) hc 9 x(2) y(2) z(8) 10 x(1) y(1) z(9) 11 x(8) y(1) z(10) 12 x(11) y(11) 0 13 x(1) yas 0 14 (x(13) - laa) y(13) 0 15 x(14) (y(14) + loa) 0 16 (x(15) + laa) y(15) 0 17 x(16) y(16) has 18 x(15) y(15) z(17) 19 x(14) y(14) z(17) 20 x(13) y(13) z(17) 23 x(3) loco 0 24 x(23) y(23) hp 25 x(5) y(24) hp 26 x(25) y(25) 0 [202 porte_sa_couloir / / portesa*] ;porte couloir ;couloir [1 mur_co_gauche / / beton*] [2 mur_co_salon / / beton*] [3 mur_co_dehors / / beton*] [4 mur_co_cour / / beton*] [5 plafond_co / / beton*] [6 sol_co / / beton*] ;sas [10 mur_co_sas_dehors / / beton*] [11 mur_co_sas_cour / / beton*] [12 plafond_co_sas / / beton] [13 sol_co_sas / / beton*] ;ascenseur [20 mur_as_dehors / / moket*] [21 mur_as_gauche / / moket*] [22 mur_as_droit / / moket*] [23 plafond_as / / moket*] [24 sol_as / / moket*] 2.2.2 Le salon Le salon est une pièce composée de plein de matériaux différents. Aux murs, il y a des plaques de placoplâtre recouvertes de tissu mural, au sol nous avons du parquet et un tapis épais. Le plafond est un plafond Focus Ecophon, traité acoustiquement d entrée de gamme. Il y a des bibliothèques remplies de livres, des tables en bois, deux fenêtres, une cheminée en marbre, et surtout le kit salon avec un canapé et un fauteuil. Ce salon est une pièce relativement absorbante. Représentation du modèle salon avec source et récepteur servant au calcul du TR Mesure du temps de réverbération T 15 salon 0,7 0,6 0,59 temps de reverbération en secondes 0,5 0,4 0,3 0,2 0,35 0,3 0,24 0,28 0,3 0, fréquence en herz ,59 0,35 0,3 0,24 0,28 0,3 Détails du modèle GLOBAL las = 9 ; largeur salon GLOBAL los = 7 ; longueur salon GLOBAL hs = 4 ; hauteur salon GLOBAL hfs = 1 ; hauteur fenetre du salon GLOBAL lofs = 1,5 ; longueur fenetre du salon GLOBAL loss = loc + los ;variables canape GLOBAL locan = 1,8 ;longueur canape GLOBAL hacan = 1,2 ; hauteur canape GLOBAL procan = 1 ; profondeur canape GLOBAL haascan = 0,5 ; hauteur assise GLOBAL epcan = 0,3 ; epaisseur du canape GLOBAL lofau = 1 ; longueur fauteuil ;variables table basse GLOBAL lotaba = 1 ; longueur table basse GLOBAL lataba = 0,6 ; largeur table basse GLOBAL eptaba = 0,3 ; epaisseur table basse ;variables table a GLOBAL lotasa = 0,5 ; longueur table GLOBAL latasa = 0,5 ; largeur table GLOBAL eptasa = 0,15 ; epaisseur table ;variables table b GLOBAL lotasab = 1 ; longueur table GLOBAL latasab = 0,4 ; largeur table GLOBAL eptasab = 0,15 ; epaisseur table ;variables bibliotheque GLOBAL lobibli = 0,55 GLOBAL labibli = 3,5 GLOBAL habibli = 2,5 ;variables bibliotheque b GLOBAL lobiblib = 1,55 GLOBAL labiblib = 0,8 GLOBAL habiblib = 0,8 ;variables bibliotheque c GLOBAL lobiblic = 0,55 GLOBAL labiblic = 2,5 GLOBAL habiblic = 1,2 ;variables bibliotheque d GLOBAL lobiblid = 3 GLOBAL labiblid = 0,45 GLOBAL habiblid = 0,8 ABS mursa = { } ;plenum 40mm Panneau mural T ABS parquet = { } ABS plafondsa = { } ;faux plafond Knauf Alterné perforation plenum 60mm ABS marbresa = { } ABS vitre = { } ABS portesa = { } ABS vide = { } ABS canape = { } ABS taba = { } ABS moquettesa = { } ABS bibli = { } ABS tasa = { } ; points salon sol loc las loc las loss loss (loss - 1) (loss - 1) (((los / 2)+loc) + 0,7) ,5 y(206) x(207) (((los / 2)+loc) - 0,7) y(208) 0 ;points salon plafond loc hs 211 las loc hs 212 las loss hs 2212 (las - 1) loss hs loss hs 2213 (las (lacc / 2)) loss hs (loss - 1) hs (loss - 1) hs (y(206) - 0,5) hs 217 0,2 y(216) hs 218 0,2 (y(208)+ 0,5) hs y(218) hs ;points salon fenetre 220 las (loc + 1) las (y(220) + lofs) las (y(220) + lofs) (1 + hfs) 223 las y(220) (1 + hfs) 224 las (loss lofs) las (y(224) + lofs) las (y(224) + lofs) (1 + hfs) 227 las y(224) (1 + hfs) ;points cheminee 231 x(207) (y(207) - 0,4) z(207) 232 x(207) y(231) 0,6 233 x(207) (y(208) + 0,4) z(232) 234 x(207) y(233) z(207) 236 x(206) y(206) x(207) y(207) z(236) 238 x(208) y(208) z(236) 239 x(209) y(209) z(236) ;points tapis 240 (x(200) + 1,2) (y(200) + 1,5) x(240) (y(240) + los - 3) (x(200) + las - 1,2) y(241) x(242) y(240) 0 ;points canape 250 ((las / 2) + 1) (loc + (los / 2) - (locan / 2)) 0,1 251 x(250) (y(250) + locan) 0,1 252 (x(251) + procan) y(251) 0,1 253 (x(250) + procan) y(250) 0,1 254 x(253) y(253) hacan 255 x(252) y(252) z(254) 256 (x(255) - epcan) y(255) z(255) 257 x(256) y(254) z(254) 258 x(257) y(257) (epcan + haascan) 259 x(250) y(250) z(258) 260 x(259) (y(259) + epcan) z(259) 261 x(258) y(260) z(260) 262 x(256) y(256) (epcan + haascan) 263 x(251) y(262) z(262) 264 x(263) (y(263) - epcan) z(263) 265 x(262) y(264) z(264) 266 x(260) y(260) haascan 267 x(264) y(264) z(266) 268 x(256) y(265) z(267) 269 x(261) y(261) z(268) ;points fauteuil 2250 ((las / 2) - 1) (loc + (los / 2) - (lofau / 2)) 0, x(2250) (y(2250) + lofau) 0, (x(2251) - procan) y(2251) 0, (x(2250) - procan) y(2250) 0, x(2253) y(2253) hacan 2255 x(2252) y(2252) z(2254) 2256 (x(2255) + epcan) y(2255) z(2255) 2257 x(2256) y(2254) z(2254) 2258 x(2257) y(2257) (epcan + haascan) 2259 x(2250) y(2250) z(258) 2260 x(2259) (y(2259) + epcan) z(2259) 2261 x(2258) y(2260) z(2260) 2262 x(2256) y(2256) (epcan + haascan) 2263 x(2251) y(2262) z(2262) 2264 x(2263) (y(2263) - epcan) z(2263) 2265 x(2262) y(2264) z(2264) 2266 x(2260) y(2260) haascan 2267 x(2264) y(2264) z(2266) 2268 x(2256) y(2265) z(2267) 2269 x(2261) y(2261) z(2268) ;points table basse 270 ((las / 2) + (lataba / 2)) (y(250) + (locan / 2) - (lotaba / 2)) (haascan - 0,1) 271 x(270) (y(270) + lotaba) z(270) 272 (x(271) - lataba) y(271) z(271) 273 (x(270) - lataba) y(270) z(270) 274 x(270) y(270) (z(270) + eptaba) 275 x(271) y(271) (z(271) + eptaba) 276 x(272) y(272) (z(272) + eptaba) 277 x(273) y(273) (z(273) + eptaba) ;points bibliotheque 280 (x(203) + 0,7) (y(203)-0,1) (z(203)+ 0,02) 281 (x(280) + labibli) y(280) z(280) 282 x(281) (y(281) - lobibli) z(281) 283 x(280) y(282) z(282) 284 x(280) (y(203)-0,1) (z(280) + habibli) 285 (x(280) + labibli) y(280) z(284) 286 x(281) (y(281) - lobibli) z(284) 287 x(280) y(282) z(284) ;points bibliotheque b 2280 (x(200) + 0,1) (y(200)+0,5) (z(200)+ 0,02) 2281 (x(2280) + labiblib) y(2280) z(2280) 2282 x(2281) (y(2281) + lobiblib) z(2281) 2283 x(2280) y(2282) z(2282) 2284 x(2280) y(2280) (z(2280) + habiblib) 2285 (x(2280) + labiblib) y(2280) z(2284) 2286 x(2281) (y(2281) + lobiblib) z(2284) 2287 x(2280) y(2282) z(2284) ;points bibliotheque c 290 (x(201) - 0,2) (y(201)+0,1) (z(201)+ 0,02) 291 (x(290) - labiblic) y(290) z(290) 292 x(291) (y(291) + lobiblic) z(291) 293 x(290) y(292) z(292) 294 (x(201)- 0,2) (y(201)+0,1) (z(290) + habiblic) 295 (x(290) - labiblic) y(290) z(294) 296 x(291) (y(291) + lobiblic) z(294) 297 x(290) y(292) z(294) ;points bibliotheque d 2290 (x(201) - 0,1) (y(201)+ (los / 2) - (lobiblid / 2)) (z(201)+ 0,02) 2291 (x(2290) - labiblid) y(2290) z(2290) 2292 x(2291) (y(2291) + lobiblid) z(2291) 2293 x(2290) y(2292) z(2292) 2294 x(2290) y(2290) (z(2290) + habiblid) 2295 (x(2290) - labiblid) y(2290) z(2294) 2296 x(2291) (y(2291) + lobiblid) z(2294) 2297 x(2290) y(2292) z(2294) ;points table a 300 (x(3) - 0.3) (y(3) + 0,1) 0, x(300) (y(300) + lotasa) z(300) 302 (x(301) - latasa) y(301) z(301) 303 x(302) y(300) z(302) 304 x(300) y(300) (0,75 + eptasa) 305 x(300) (y(300) + lotasa) z(304) 306 (x(301) - latasa) y(301) z(304) 307 x(302) y(300) z(304) ;points table b 3300 (x(205) + 0.2) (y(205) - 0,4) 0, x(3300) (y(3300) - lotasab) z(3300) 3302 (x(3301) + latasab) y(3301) z(3301) 3303 x(3302) y(3300) z(3302) 3304 x(3300) y(3300) (0,6 + eptasab) 3305 x(3300) (y(3300) - lotasab) z(3304) 3306 (x(3301) + latasab) y(3301) z(3304) 3307 x(3302) y(3300) z(3304) ; points communs cuisine 400 (las - 1)
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