Les AirPods Pro d'Apple vont-ils lancer une révolution audio 3D?

Les AirPods Pro d'Apple vont-ils lancer une révolution audio 3D?

Avez-vous remarqué que les entreprises d'électronique grand public - pas nécessairement uniquement des vendeurs d'équipements audio - poussent soudainement l'audio 3D, alias `` immersif ''? Sennheiser, Smyth Research, Sony, Dolby, Amazon et Apple ne sont que quelques-unes des entreprises qui se lancent de manière agressive dans le monde de l'audio spatial. Au cours du récent Conférence mondiale des développeurs , la société a annoncé que l'audio 3D sera disponible sur les AirPods Pro cet automne. Fondamentalement, Apple suit l'exemple de Dolby et d'autres en appliquant des filtres spécialement conçus pour écouter approximativement de la musique dans un espace réel. Pour ceux qui connaissent la façon dont les humains expérimentent le son immersif, le terme binaural vient immédiatement à l'esprit.



Alors, qu'est-ce que l'audio binaural exactement et comment un ensemble sophistiqué d'écouteurs, d'écouteurs, de haut-parleurs ou même d'une barre de son à formation de faisceaux peut-il le fournir? Et le son surround immersif cinématographique Dolby Atmos de pointe est-il souhaitable lorsqu'il s'agit d'écouter de la musique? Lisez la suite pour découvrir le nouveau monde passionnant de l'audio spatial. Ce pourrait bien être la prochaine grande chose.





Un passé binaural
En 1986, j'étais doctorant en composition musicale à l'Université de Californie à Los Angeles. Les dissertations de composition sont généralement rédigées sous la direction de votre groupe de professeurs et impliquent de grandes ressources instrumentales - un orchestre de chambre ou un orchestre symphonique complet. Une visite à la section de la bibliothèque musicale qui abrite des mémoires passées a une étagère entière de partitions rouge vif surdimensionnées avec un texte d'or sur le dos - des compositions qui n'ont malheureusement jamais été exécutées. Ma thèse est là aussi. Mais contrairement aux autres, lors de ma soutenance de thèse finale, tout le panel de la faculté a enfilé des écouteurs et a écouté attentivement pendant 18 minutes une composition enregistrée binauralement intitulée Morphisme IV pour bande. J'ai enregistré, mixé et présenté toute la pièce en son binaural 3D. Le panel a été suffisamment impressionné et j'ai obtenu mon doctorat.





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À l'époque, j'étais déjà un ingénieur du son actif. J'avais un petit studio chez moi, possédais une machine portable à bobine Nagra IV-S et réalisais d'innombrables enregistrements de récitals, concerts et performances destinés à être diffusés sur disque compact. C'était avant l'ère de l'enregistrement numérique portable et peu coûteux. J'ai apporté quelques microphones à condensateur de studio, je les ai montés sur une barre stéréo, je les ai hissés à 12 pieds en l'air juste devant l'ensemble et j'ai capturé les performances sur ma chaîne stéréo Nagra.

product_detail_x2_desktop_KU-81_Neumann-Dummy-Head_H.jpgEn 1994, Newport Classics, une maison de disques basée sur la côte Est, m'a engagé pour enregistrer la Pasadena Symphony à l'aide d'un microphone binaural Neuman KU-81. C'était le même microphone stéréo que j'avais utilisé à UCLA. Appelé «Fritz», le microphone Neumann KU-81 est une tête humaine en caoutchouc avec deux «pennes» précisément formés de chaque côté. Derrière ces oreilles se trouvent deux microphones à condensateur de haute qualité. Lorsqu'ils sont utilisés pour capturer de l'audio ou de la musique, les auditeurs utilisant des écouteurs découvrent le monde tel que Fritz l'entend, y compris toute la dimensionnalité. Les sons semblent venir de la gauche, de la droite, du haut, du bas et même derrière vous. Historiquement, le son binaural a été utilisé assez efficacement pour vous immerger dans un champ sonore réaliste - ce que la stéréo et même les systèmes surround 5.1 ne peuvent tout simplement pas accomplir.



Si vous voulez entendre un son immersif, il existe de nombreux enregistrements binauraux disponibles sur YouTube, et des sites comme HeadFi.org en discutent régulièrement. Mettez vos écouteurs et écoutez. C'est vraiment tout à fait remarquable.

Son 3D - Enregistrement binaural d'une performance musicale (feat. Peter et Kerry) 150802_aix_studios.jpgRegardez cette vidéo sur YouTube





Comment nous entendons le son 3D
J'ai visionné un certain nombre de vidéos YouTube et lu plus de quelques explications sur la façon dont nous entendons à 360 degrés. Certains ont raison et d'autres n'ont aucune idée. Les humains n'ont que deux oreilles, mais d'une manière ou d'une autre, notre cerveau parvient à créer un modèle 3D totalement immersif de notre environnement. Ne serait-ce pas génial si la technologie pouvait fournir un modèle sonore complètement convaincant d'un concert live ou permettre à la musique de circuler tout autour de nous? Il s'avère qu'une variété de technologies actuelles peuvent à peu près le faire.

Nos oreilles et notre cerveau utilisent trois paramètres clés pour localiser un son dans l'espace 3D. Et ce sont les petites différences de ces paramètres vécues par nos deux oreilles que notre cerveau utilise pour localiser un son. Les trois paramètres sont: la distance, le temps et le timbre ou le filtrage.





Il y a quelques années, j'ai travaillé avec un ami proche sur une campagne de crowdsourcing pour une barre de son capable de fournir un son spatial sans avoir besoin d'utiliser des écouteurs. Il s'appelait YARRA 3DX. La société basée à San Diego a levé plus de 1 100 000 $ pour cette incroyable barre de son à formation de faisceaux. J'étais en grande partie responsable de la campagne. J'ai trouvé le nom, construit le site Web, créé le logo, écrit la copie et produit une animation YouTube appelée ' Comment fonctionne l'audio 3D ». Bien que je n'approuve plus le produit pour des raisons non techniques, la vidéo est assez bonne pour expliquer comment nous entendons en 3D.

  • ETC.
    Le son qui parvient à nos oreilles n'arrive pas exactement au même moment. Le retard ou delta est appelé différence de temps interaural (ITD). Si un son est plus proche de votre oreille droite, il atteindra cette oreille plus tôt que l'oreille gauche. Cette différence dépend de la fréquence et contribue principalement à la localisation du son le long d'un plan horizontal. De toute évidence, c'est une très, très petite différence, mais nos oreilles et notre cerveau ont la capacité d'entendre des retards de 10 microsecondes ou moins. L'ITD est un indicateur important pour déterminer la direction ou l'angle d'une source sonore par rapport à notre tête.
  • ILD ou IID
    La différence d'intensité interaurale (IID) ou la différence de niveau interaural (ILD) est un autre facteur qui aide à déterminer l'emplacement du son. Un son plus éloigné sera atténué de un sur la distance au carré. Même quelques centimètres comptent. L'IID varie également avec la fréquence.
  • Timbre ou filtrage
    Nos têtes ne sont pas transparentes sur le plan sonore. La masse de nos têtes absorbe et diffuse les ondes sonores qui entrent en contact avec elle. En conséquence, le timbre ou la «couleur» d'un son est différent atteignant chacune de nos oreilles. Les basses fréquences ont des longueurs d'onde plus longues et sont plus efficaces pour contourner nos têtes. Les hautes fréquences sont diffusées et donc atténuées. Le delta du contenu fréquentiel aide à la localisation avec ITD et ILD.

    De plus, nos pennes, ou les parties externes de nos oreilles, ont un impact sur la localisation sonore. Si vous avez déjà remarqué que votre chien ou votre chat pivote ses oreilles vers un son, il le fait pour aider à amplifier et à focaliser la source sonore. Évidemment, nous ne pouvons pas bouger nos oreilles externes comme le font nos animaux de compagnie, mais bouger nos têtes est similaire. La forme de nos pennes est également probablement responsable de l'emplacement vertical.

Comment fonctionne l'audio 3D Regardez cette vidéo sur YouTube

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HRTF
HRTF signifie Head-Related Transfer Function. Les modifications des ondes sonores qui atteignent notre oreille interne à travers les vibrations du tympan sont uniques à chaque individu car il n'y a pas deux têtes identiques et la forme de nos pennes est aussi unique que les empreintes digitales. Des mesures de HRTF ont été menées sur des milliers d'individus et fournissent les données brutes pour la recherche sur la localisation spatiale.

Pour optimiser les effets audio 3D grâce au traitement du signal, les fabricants d'équipements devraient idéalement utiliser les coefficients de nos propres HRTF mesurés. Des efforts ont été faits pour effectuer des mesures personnalisées à l'aide d'applications pour smartphone. Un utilisateur prend des séries de photographies ou de vidéos et un algorithme intelligent produit un HRTF. J'ai vu cela utilisé dans la vidéo de présentation et le marketing pour une variété d'écouteurs et d'écouteurs intra-auriculaires haut de gamme. L'accent est mis sur la personnalisation de l'expérience de chaque auditeur.

Smyth Research 'Room Realiser'
Smyth Research est une petite société audio basée en Irlande, fondée et exploitée par deux frères. Ces gars-là ont accompli quelque chose de vraiment remarquable lorsqu'il s'agit de reproduire l'expérience immersive d'écoute dans une véritable `` pièce '' avec des écouteurs, combinés à leur propre processeur de casque audio 3D. Ils réussissent cet exploit incroyable car ils mesurent les HRTF de leurs clients dans les espaces qu'ils recréent. Je le sais parce que la pièce principale d'AIX Studio était parmi les meilleurs endroits pour se faire mesurer. Avant de déplacer mes cinq enceintes B&W 801 Matrix III et mon subwoofer TMH 'Profunder' hors de ma salle de mixage 30 'x 25' x 14 ', les clients de Smyth Realiser traversaient le pays pour être mesurés en studio. Un homme est arrivé de Boston le matin, s'est mesuré et est rentré chez lui le soir du même jour. Le mot s'était répandu que les propriétaires du 'Room Realiser' de Smyth pouvaient repartir avec mon studio de 250 000 $ sur une petite carte SD.

Ils ont conçu et fabriqué deux versions de leur «Room Realiser», l'A8 et le plus récent A16, qui a été financé avec succès sur Kickstarter il y a quelques années. Ce qui rend les boîtes Smyth uniques dans mon expérience, c'est le HRTF personnalisé qu'elles mesurent et le suivi de mouvement actif qu'elles accomplissent avec un émetteur infrarouge placé au-dessus du casque. Lorsque vous déplacez votre tête d'un côté ou de l'autre, l'emplacement des sources sonores reste fixe. Les sons ne bougent pas avec le mouvement de votre tête.

Cela émule la façon dont nous entendons le monde réel, et jusqu'à ce qu'Apple annonce que son nouvel AirPods Pro adopterait une stratégie similaire, peu d'autres avaient incorporé le suivi de mouvement dans leurs conceptions. Apparemment, les accéléromètres et les gyroscopes des AirPods Pro rendent cela possible, en leur permettant de suivre le mouvement de votre tête. Ils suivront également la position de votre téléphone ou de votre tablette pour garder l'origine du son verrouillée de manière perceptible sur l'écran que vous tenez.

Certes, aucune de ces technologies ne résulte d'un vide. La technologie audio 3D ajoutée aux AirPods Pro et à d'autres appareils grand public comme le Audeze Mobius Suivez de nombreuses expériences précédentes en matière d'audio spatial - certaines réussies, d'autres moins - mais il semble que nous atteignons enfin un moment où cela fonctionne enfin et est enfin accessible par un passionné d'audio moyen. La question est la suivante: êtes-vous enthousiasmé par le potentiel ou êtes-vous sceptique sur la base de l'expérience passée avec les antécédents de cette nouvelle technologie?

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Ressources additionnelles
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