Audio binaurale

Imaginez-vous dans une salle de cinéma, où les sons provenant de toutes parts vous donnent l'impression d'être complètement immergé dans l'action. Les concepteurs sonores et les cinéastes tentent de créer cet effet en utilisant des systèmes audio multicanaux placés dans toute la salle. Dans les superproductions, il est particulièrement important de retranscrire avec précision le mouvement du son afin que le public ait l'impression d'être au cœur de l'action.

L'audio binaural est une technologie qui imite la façon dont les gens perçoivent les sons dans la vie réelle. Bien que le son surround et les systèmes multicanaux existent depuis longtemps, l'audio binaural a récemment attiré l'attention. Étonnamment, il n'utilise que deux canaux audio, mais il crée une impression de volume impressionnante qui n'est pas inférieure à celle des systèmes traditionnels.

L'audio binaural offre une immersion profonde en utilisant un nombre minimal de sources sonores. L'idée de base de cette technologie est d'enregistrer le son tel qu'une personne l'entend, en tirant parti des particularités de l'audition humaine, qui perçoit le monde à travers deux oreilles. Cela permet d'obtenir un niveau de réalisme incroyable, même lorsque l'on écoute avec des écouteurs stéréo classiques. Contrairement aux méthodes d'enregistrement standard, où le son est capté par un seul microphone et où l'espace est créé artificiellement, l'audio binaural utilise deux microphones, ce qui permet de capturer les sons non seulement sur les côtés, mais aussi à l'avant, à l'arrière, en haut et en bas. Une tête factice avec des microphones intégrés dans les modèles d'oreilles est souvent utilisée pour l'enregistrement. Cela peut sembler inhabituel, mais le résultat permet de créer un effet de présence très réaliste lorsque l'on écoute avec un bon casque.

• Pourquoi est-il important d'utiliser un casque ? Les ondes sonores provenant des haut-parleurs se mélangent et déforment l'effet, de sorte qu'un positionnement sonore précis n'est possible qu'avec un casque.
• Pourquoi deux microphones ne suffisent-ils pas ? Pour obtenir un effet optimal, il est nécessaire de prendre en compte les réflexions sonores de la tête, du corps et des caractéristiques des oreilles, ce que l'on appelle les HRTF (fonctions de transfert liées à la tête) ;
• Où l'audio binaural est-il utilisé ? Ces dernières années, l'intérêt pour l'audio binaural s'est accru en raison du développement des jeux vidéo et des technologies de réalité virtuelle, qui nécessitent une immersion profonde dans des mondes tridimensionnels. L'audio binaural est également utilisé dans la musique, les films et certains genres spécifiques sur YouTube.

Musique

L'audio binaural est apparu à la fin du XIXe siècle. À cette époque, on utilisait un appareil appelé Tetrophone, qui permettait d'écouter des concerts dans les théâtres et les sociétés philharmoniques par téléphone. Des microphones étaient placés dans les salles afin de créer un effet de présence. Le Tetrophone était très populaire et a été commercialisé jusqu'en 1932.

Dans les années 1930, la première tête artificielle équipée de microphones a été créée aux Pays-Bas, dans le laboratoire de recherche Philips à Eindhoven. Ce mannequin était utilisé pour des expériences visant à transmettre avec précision les sons perçus par l'oreille humaine. En 1972, Neumann a commercialisé le premier mannequin KU 80, espérant qu'il révolutionnerait l'enregistrement sonore. Cependant, les ingénieurs du son sont restés indifférents et ont continué à utiliser les microphones habituels.

Le principal problème était que l'utilisation de mannequins limitait les possibilités d'enregistrement et de post-traitement du son. Les méthodes traditionnelles d'enregistrement multicanal permettent d'utiliser des microphones avec la directivité souhaitée, en les plaçant de manière optimale pour capter les sons nécessaires et exclure ceux qui ne le sont pas. Les mannequins sont équipés uniquement de microphones à condensateur omnidirectionnels, ce qui rend difficile le travail avec l'espace des instruments pendant le mixage. Il devient presque impossible de régler le niveau de volume, d'égaliser et de compresser les différents éléments de l'enregistrement, ce qui constitue un sérieux problème pour les ingénieurs du son.

Néanmoins, certains musiciens continuent d'expérimenter le son 3D. On trouve des exemples de musique électronique expérimentale sur YouTube. Lou Reed, du groupe The Velvet Underground, a utilisé des enregistrements binauraux dans ses albums solo, et les Rolling Stones ont utilisé cette approche dans l'album Flashpoint.

L'audio binaural a acquis une grande popularité dans l'industrie musicale grâce à sa capacité à restituer le son d'un concert live. Comme à la fin du XIXe siècle, le son 3D est aujourd'hui particulièrement adapté à l'écoute de concerts, car il crée une sensation de présence.

Cinéma

L'histoire du son binaural dans l'industrie cinématographique est encore moins impressionnante que dans la musique. Les films sont généralement regardés en compagnie, et les cinémas calmes équipés de casques audio plutôt que de haut-parleurs sont plutôt rares. À la maison, les systèmes audio à plusieurs haut-parleurs, tels que les 5.1 et 7.1, sont également très répandus. L'utilisation de mannequins à tête en caoutchouc sur le plateau pose également des difficultés. Par conséquent, l'audio binaural est non seulement difficile à enregistrer et à mixer, mais il touche également un public limité.

Récemment, certains changements sont intervenus. Sennheiser a sorti un film indépendant inhabituel comme support promotionnel pour son casque conçu pour l'enregistrement binaural. Bien que les mérites artistiques du film soient discutables, la tentative même de démontrer les capacités du format est remarquable.

Les créateurs de la série « Doctor Who » ont adopté une approche plus sérieuse de l'audio binaural. Le quatrième épisode de la dixième saison, « Knock Knock », utilise une bande-son binaurale en plus de la bande-son classique. L'intrigue, qui met en scène une maison dont les murs abritent des insectes extraterrestres, a permis aux concepteurs sonores de créer un effet d'immersion totale du spectateur dans des sons tels que des coups effrayants, des portes qui grincent et des hurlements du vent. Les films de festival ont également commencé à expérimenter le son surround. Par exemple, le film d'horreur « Interior », financé par Kickstarter, a été tourné à l'aide de microphones binauraux et a remporté plusieurs prix. Le documentaire « Blind Faith » utilise cet effet pour transmettre les sentiments du protagoniste aveugle.

YouTube

Si l'on parle de genres moins traditionnels d'enregistrement vidéo, l'audio binaural est souvent utilisé dans les vidéos ASMR. Oui, ce sont les mêmes vidéos où l'on fait bruisser des sacs ou où l'on chuchote. Beaucoup de gens les regardent pour se détendre et éprouver la sensation agréable de la chair de poule sur la peau. Le son surround permet de transmettre ces bruissements, ces chuchotements et ces tapotements de manière plus naturelle.

L'audio binaural peut transporter l'auditeur dans un autre environnement. De nombreux passionnés enregistrent les sons des grandes villes, des lieux insolites ou des phénomènes inhabituels. Par exemple, vous pouvez ainsi entendre le son réel du lancement d'une fusée, qui, dans les diffusions vidéo classiques, n'est présenté que comme un bruit inexpressif.

Jeux et réalité virtuelle

Bien que les développeurs rivalisent souvent sur les capacités graphiques de leurs jeux, c'est le son qui crée le lien le plus fort avec le joueur. Le son transmet mieux les émotions et l'atmosphère, fournit des informations importantes sur ce qui se passe, aide à construire des paysages sonores, élargit l'univers du jeu, crée une tension et permet même au joueur d'imaginer ce qui se passe en coulisses. De plus, les jeux se jouent souvent avec des écouteurs et, plus important encore, l'audio binaural créé artificiellement peut être utilisé ici.

La principale difficulté dans la création d'un son surround dans les jeux est de le rendre interactif. Bien que l'enregistrement binaural traditionnel et la création d'un panorama en post-traitement soient incompatibles, les ordinateurs modernes ont suffisamment de puissance pour simuler cet effet dans un logiciel. Toutes les pistes sonores sont enregistrées et mixées à l'aide de méthodes conventionnelles, puis un algorithme spécial les traite, simulant le son à travers une oreille virtuelle, en tenant compte des réflexions de la tête et du corps. Cela augmente la charge sur le processeur, mais permet de profiter de tous les avantages de l'audio binaural sans ses principaux inconvénients. Vous pouvez trouver de nombreux jeux sur Internet qui utilisent l'audio binaural. Cependant, il convient de mettre en avant les jeux dans lesquels ce format joue un rôle clé dans le gameplay. Par exemple, dans le jeu d'action furtif Sniper Elite 4, il est important de déterminer avec précision la source des tirs ou des conversations ennemies, car le personnage principal, comme vous pouvez le deviner, est un sniper. Et dans le jeu Hellblade, les développeurs sont allés encore plus loin : le personnage principal souffre d'hallucinations et entend des voix dans sa tête, et ici, l'audio binaural devient non seulement un outil de gameplay, mais aussi un élément artistique important.

Comment le son binaural est-il enregistré ?

Il n'est pas nécessaire de disposer d'un studio spécialement équipé pour obtenir l'effet souhaité dans l'enregistrement binaural. Le secret réside dans le placement correct de l'équipement afin que le son soit enregistré tel qu'une personne l'entend. En général, on utilise une paire de microphones pour l'enregistrement, qui sont installés au centre du studio à la hauteur d'une tête humaine. La distance entre les microphones est presque la même que celle entre les oreilles. Cette disposition permet aux microphones de capter les ondes sonores de la même manière que l'ouïe, créant ainsi l'impression que vous vous trouvez vous-même au centre du studio.

Au fur et à mesure du développement de la technologie binaurale, les ingénieurs, les ingénieurs du son et les fabricants ont découvert que les meilleurs résultats étaient obtenus en utilisant des mannequins équipés de microphones intégrés, appelés « têtes artificielles ». Au fil du temps, cela a conduit à la création de dispositifs spécialisés : des mannequins avec des têtes en caoutchouc et des microphones intégrés dans les oreilles. Au départ, ces systèmes ne comprenaient qu'une tête, mais par la suite, certains fabricants ont ajouté un cou et un torse, soulignant qu'il s'agissait d'une caractéristique essentielle de leurs appareils. Ces innovations ne sont pas nées d'un simple ennui ; elles sont conçues pour faciliter le travail des ingénieurs du son en rendant le processus d'enregistrement plus visuel. Les ingénieurs de studio ne se soucient plus de la façon dont le son parvient aux oreilles de l'auditeur et de la façon dont il change lorsqu'il traverse le corps humain. Tout ce qu'enregistre un tel mannequin donne l'impression que l'ingénieur du son se trouve lui-même au milieu du studio.

Cependant, malgré sa simplicité, cette technologie a ses limites. L'audio binaural crée un contenu sonore conçu pour l'auditeur « moyen », sans tenir compte du fait que le corps de chaque personne est unique. Les gens diffèrent par la taille de leur tête, la largeur de leurs épaules, la longueur de leur cou et même la forme de leurs oreilles. Ces différences individuelles peuvent avoir une incidence significative sur la perception du son et la crédibilité de l'audio binaural. Deux personnes peuvent percevoir le même son de manière complètement différente : l'une peut être impressionnée par cette expérience sonore unique, tandis que l'autre peut trouver toute cette technologie inutile.

Comment écouter l'audio binaural

Malgré l'existence de diverses méthodes d'enregistrement de l'audio binaural, il n'y a qu'une seule façon de le lire : avec un casque. C'est la nécessité d'utiliser un casque, ainsi que les particularités de notre audition, qui empêchent la diffusion de cette technologie dans l'industrie cinématographique et d'autres formes d'art.

Le cerveau humain travaille en étroite collaboration avec l'ouïe, et ensemble, ils déterminent facilement l'emplacement de la source sonore et sa distance. Comme nos oreilles fonctionnent séparément l'une de l'autre, le son atteint une oreille avant l'autre, ce qui permet au cerveau de déterminer avec précision la direction et la puissance du son, ainsi que son emplacement.

Essayer de créer une illusion avec des haut-parleurs ne fonctionnera pas, car le cerveau sait où ils se trouvent. Le signal atteint les oreilles presque instantanément, et nous distinguons facilement les sons réels des sons enregistrés. Pour que l'audio binaural soit naturel et indiscernable du monde réel, il faut des écouteurs qui isolent les canaux gauche et droit l'un de l'autre.

Pour les cinémas, les salles de concert et autres lieux de divertissement, cela devient un obstacle sérieux. À l'heure actuelle, les entreprises ne sont pas prêtes à équiper chaque salle d'un nombre suffisant de casques. Les systèmes audio multicanaux sont moins chers, plus durables, tombent moins souvent en panne et il est impossible d'oublier accidentellement de les rendre en quittant la salle.

Alors pourquoi avons-nous besoin d'un tel système audio ?

Malgré les difficultés et l'incertitude du financement, les avantages de l'audio binaural l'emportent sur les inconvénients, ce qui encourage les ingénieurs et les développeurs à continuer d'améliorer la technologie, la rendant plus accessible et moins coûteuse.

Tout d'abord, l'audio binaural offre une expérience vraiment unique : le son se déplace avec vous, comme dans la vie réelle. Les progrès modernes ont permis à cette technologie de devenir très précise. Vous pouvez tourner la tête, vous asseoir, vous lever, vous pencher : l'audio binaural dans les écouteurs vous donnera toujours l'impression d'être dans le monde réel. Cela permet à l'auditeur d'être littéralement transporté dans un autre environnement et d'y rester, quels que soient ses mouvements. Par exemple, le plugin Waves Abbey Road Studio 3 récemment commercialisé vous permet de vous retrouver virtuellement dans le célèbre studio Abbey Road, où le son change en fonction de la position de votre tête.

Deuxièmement, cette technologie est particulièrement utile pour enregistrer des espaces sonores et des signaux audio complexes. Grâce à elle, vous pouvez enregistrer et reproduire les sons d'une forêt, de la mer ou même d'un orchestre symphonique de la manière la plus naturelle qui soit. Le bruit des arbres et le bruissement des feuilles sembleront tridimensionnels, comme si vous vous trouviez au milieu d'une forêt, et le bruit de l'eau sera si réaliste que vous aurez l'impression d'être sur une plage chaude ou sur le pont d'un bateau.

L'audio binaural est devenu particulièrement populaire parmi les créateurs de contenu ASMR (Autonomous Sensory Meridian Response), où des sons agréables sont utilisés dans des vidéos pour se détendre. YouTube regorge désormais de telles vidéos, dans lesquelles les auteurs font éclater du papier bulle, froissent du papier, ou même mangent des noix et les accompagnent de bière. L'audio binaural est idéal pour ce type de vidéos en raison de la transmission réaliste du son.

À l'avenir, lorsque les systèmes binauraux seront plus répandus et plus abordables, cette technologie pourrait devenir la nouvelle norme pour l'enregistrement de la musique et du son. Bien que le son binaural ne remplacera probablement pas les systèmes surround comme le Dolby dans les salles de cinéma, il pourrait devenir un élément courant dans les foyers. Les auditeurs pourront avoir l'impression d'être au centre du studio, à côté de leurs musiciens préférés, de s'immerger dans des fusillades virtuelles intenses ou de voyager dans d'autres mondes tout en regardant des films. Et surtout, tout ce dont vous avez besoin, c'est d'un casque, de vos propres oreilles et d'une chaîne stéréo.