J'avais ouvert un sujet similaire il y a maintenant pas mal d'années sur Cinetips, directivité, rt, courbe de réponse ... il est temps de partager.
Depuis, on trouve pas mal d'explication sur le net mais au final, je trouve intéressant de vous partager de façon un peu plus détaillée et sous forme de synthèse ce qui nous amène à la courbe de réponse que l'on mesure au point d'écoute.
Je ferai évoluer ce message en fonction vos contributions.
Ce n'est pas forcément ultra simple mais c'est justement le problème que l'on rencontre souvent sur le net, la simplification à l'extrême qui amène à des remèdes pire que le mal.
Je n'aborderai pas l'égalisation de façon détaillée et je n'ai pas toutes les réponses, la psychoacoustique rentre également en jeu. Ohl a beaucoup travaillé sur le sujet.
Néanmoins, on peut donner des pistes lorsque l'on sait ce que l'on mesure au point d'écoute et dans quelles conditions.
ps : Pas d'IA, je n'ai pas fais de lecture croisé d'ouvrage pour m'assurer des termes exacts. On affinera si vous avez des remarques. Tout cela provient de mes nombreuses lecture (livres d'acoustique) et expérience sur le sujet.
Les éléments qui rentrent en jeu simplement énumérés dans la construction de la courbe de réponse au point d'écoute.
L'enceinte, la distance d'écoute, la pièce, la disposition de l'enceinte dans la pièce, l'absorption de l'air.
Pour l'enceinte, je ferai le lien avec les spinorama que l'on retrouve aujourd'hui sur beaucoup d'enceintes mais que l'on peut également générer avec VituixCad.
Que retrouve t'on à la position d'écoute ?
Une réponse en fréquence contient très peu d'information mais en acoustique des salles on considère qu'il y 3 zones principales dans la réponse impulsionnelle associée à la courbe de réponse : le champ direct, les premières réflexions et le champ diffus. C'est ce qui caractérise une partie importante de l'écoute.
Chaque zone influence la courbe de réponse globale et nous allons maintenant voir comment.
Mais comme rien n'est simple, la frontière entre ces 3 zones n'est pas simple que ça en pratique.
Spinorama
Il fait le lien direct entre le rayonnement de l'enceinte idéalement mesuré et l'effet qu'il aura sur la réponse impulsionnelle à la position d'écoute. Vous verrez, chacune des courbes a du sens et vous en comprendrez l'intérêt.
1- Le champ direct
C'est la réponse de l'enceinte qui arrive directement au micro sans aucune réflexions.
C'est le trajet le plus court entre l'enceinte et le micro, c'est le premier front sur l'impulsion.
La réponse en fréquence de ce champ direct correspond à celui de l'enceinte en condition anéchoïque (chambre sourde) sur l'axe utilisé.
C'est la aussi important d'apporter cette nuance car la réponse dans l'axe correspond au champ direct seulement si l'enceinte est orientée vers la zone d'écoute.
Ca peut parraitre évident mais ce n'est pas forcément une règle et ce n'est pas toujours souhaitable.
Sur le spinorama, ce champ direct correspond à la réponse dans l'axe mais aussi à la zone d'écoute (listening windows).
En effet, on peut considérer un ou plusieurs points de mesure, une position d'écoute ou une zone d'écoute.
Pour une zone d'écoute, il sera intéressant de vérifier que la réponse de la listening windows reste proche de la réponse dans l'axe, c'est un premier indicateur de la régularité de la réponse en fréquence pour l'auditoire.
C'est ce qui conditionnera également l'égalisation du direct, sur la base de la réponse dans l'axe ou sur la base de la listening windows.
Certaines enceintes comportent un défaut marqué dans l'axe. Dans ce cas, mieux vaut ne pas orienter parfaitement l'enceinte vers le point d'écoute.
Il y a un autre facteur qui joue sur ce champ direct, même deux en fait, l'absorption de l'air et la distance d'écoute.
Déjà, la distance d'écoute provoque en condition anéchïque (champ direct sans aucune réflexion) une atténuation de 6dB par doublement de la distance. Valable pour une source ponctuelle.
A cette atténuation théorique s'ajoute l'absorption de l'air qui augmente à haute fréquence. Ca peut être anecdotique à 2m, ça ne l'ai plus à 10m.
L'atténuation sera d'autant plus importante à la position d'écoute que la part de direct est élevée.
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Un encastrement d'une enceinte dans un mur rigide est le meilleur bondary gain que l'on puisse envisager mais il va tout de même introduire une variation dans la directivité de l'enceinte loin d'être négligeable.
Et bien sûr, ça joue énormément dans le bas médium et le grave.
2- Les premières réflexion (réflexion primaire ou early reflection)
La, c'est beaucoup plus complexe et surtout très variable d'un cas à l'autre.
Enceinte proche d'un mur ou non, plafond bas ....
L'enceinte émet du son en dehors de la zone d'écoute voir très en dehors et arrose les surfaces à proximité de l'enceinte. On peut imaginer un billard en 3d ou un tir de rayon pour imaginer les réflexions qui partent de l'enceinte et se retrouvent au point d'écoute avec une seule réflexion.
Un bon moyen pour localiser ces premières réflexions et d'utiliser un petit miroir. Une personne à la position d'écoute et l'autre qui déplace le miroir au sol/murs/plafond. A chaque fois que l'auditeur voit l'enceinte dans le miroir, cela correspond à une surface de réflexion.
Chacune de ces réflexions à une courbe de réponse/phase qui lui est propre, elle dépend à la fois de la courbe de réponse de l'enceinte avec sa phase sur l'axe conidéré et du coefficiant d'absorption de la surface qui varie lui aussi avec la fréquence sur cette surface de réflexion et bien sûr de la géométrie de la salle, du positionnement de l'enceinte, de son orientation !
Un niveau de réflexion supérieur à 10dB commence à provoquer un filtrage en peigne significatif. L'idéal est d'éviter toute réflexions dont le niveau est supérieur à -10dB par rapport au direct.
Pas simple hein !
Donc, le rayonnement de l'enceinte hors axe, sa directivité mais aussi la qualité de la réponse hors axe joue globalement dans la cohérence que l'on retrouvera entre le direct et les première réflexions.
Le spinorama réalise une moyenne des réponses hors axe de l'enceinte pour fournir la courbe de réponse "early relfections". C'est la son intérêt, vérifier que l'enceinte qui au début de tout ça ne provoque pas à elle seule un début de déséquilibre dans la réponse en fréquence.
C'est donc une simplification sous forme de moyenne des réponses de l'enceinte dans les angles qui provoquent habituellement ces réflexions primaire.
La seule première réflexion que l'on rencontrera tout le temps, difficile à traiter par nature, c'est celle du sol.
Il y a également les réflexions causées par les dossiers de fauteuils.
Petit apparté pour les mesures, comme on l'a vu, il s'agit de réflexions pour un point de mesure unique et c'est très dépendant de la géométrie. Si on déplace le point de mesure, le micro, la réflexion est différente.
Un bon moyen pour amoindrir l'effet de ces premières réflexions dans la mesure est donc de jouer avec la géométrie, c'est à dire multiplier les points de mesure et réaliser une moyenne.
Et c'est la tout l'intérêt d'une mesure MMM par exemple.
Cela ne veut pas dire qu'elles n'existent pas mais s'il y a une chose à éviter dans tous les cas, c'est prendre en compte ce type de réflexion dans l'égalisation.
3- Le champ diffus
Dernière zone qui influence considérablement notre courbe de réponse.
Le champ diffus est en théorie uniforme dans toute la salle, c'est la réverbération de la salle. Ce sont en fait des réflexions comme les premières mais le nombre, la densité est tellement importante que ces réflexions s'apparente plus à un bruit blanc qui ne va pas provoquer de rotation de phase ou d'annulation franche.
Ce champ étant uniforme et homogène dans toute la salle, ça veut tout simplement dire que son niveau est constant. Plus on s'éloignera des enceintes, plus la part de diffus sera importante et moins le signal s'atténuera avec la distance jusqu'à devenir constant.
Alors ce champ diffus a aussi sa courbe de réponse et cette courbe de réponse dépend de 2 facteurs principaux, la réponse en puissance de l'enceinte que l'on retrouve dans le spinorama (sound power) qui a sa propre courbe de réponse et la réverbération de la salle qui est également variable avec la fréquence.
L'enceinte excite la réverbération naturelle de la salle au travers de sa réponse en puissance.
Un logiciel comme REW permet de s'abstraire en parti de la réponse en puissance pour estimer la réverbération de la salle mais le meilleur moyen fiable pour mesurer la réverbération est d'utiliser une source omnidirectionnelle et non une enceinte.
Direct/diffus, dans quelles proportions ?
Et bien cela dépend principalement du rapport d'énergie entre le champ direct/réflexions et champ diffus.
On parle souvent de distance critique sur le forum, il s'agit de la distance où l'on va retrouver une intensité de champ direct identique à celle des réflexions. On entend autant l'enceinte que la salle !
Comme on a vu précédemment que tout varie avec la fréquence, c'est aussi le cas avec la distance critique.
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Il est primordial d'avoir une idée de la situation à sa position d'écoute car on comprendra alors ce que l'on mesure, ce que l'on entend et comment une égalisation va interragir avec tout ça !
Egaliser, quoi et pourquoi ?
1- Forte proportion de direct
Le champ diffus à moins d'importance, on égalisera l'enceinte et on introduira peu d'écart avec le champ diffus qui ne contribue que peu dans le résultat global.
Seulement, le champ diffus lisse un peu de part la densité de réflexions et ça ne sera pas le cas ici, peu de diffus veut aussi dire que les premières réflexions auront un impact beaucoup plus significatif à l'écoute.
Il faut donc les gérer de façon encore plus efficace. Et c'est la aussi que ça se complique, mesurer le direct, on est aussi vite limité en salle en fréquence car les premières réflexions arrivent vite, notamment celle du sol.
On rentre un peu dans la psychoacoustique mais pour estimer le direct entendu, on peut plutôt partir dans ce cas sur un fenêtrage à 6 ou 12 cycles pour les mesures et plutôt égaliser sur cette base.
Et on s'aperçoit que le réponse fenêtrée sur les premiers cycles est en fait très proche de la réponse mesurée sans fenêtrage ... cqfd, on a principalement du direct. Direct influencé par les premières réflexions et le bondary gain si on compare à une mesure de référence en condition anchoïque.
On peut également dans ce cas utiliser la technique MMM qui sera ici une bonne image du direct (perte liée à l'absorption de l'air déduite) tout en limitant l'effet des réflexions primaire grâce au moyennage spatial.
2 - A à la distance critique
On entendra autant le champ direct que le diffus. Dans ce cas, il est primordial que l'enceinte présente une forte cohérence entre la réponse dans l'axe (zone d'écoute) et la réponse en puissance.
Cette cohérence se retrouve directement dans le spinorama au travers de DI (indice de directivité) car c'est le rapport entre la réponse dans l'axe et la réponse en puissance.
On part d'une réponse dans l'axe égalisée, le direct un peu comme dans le premier cas mais la réverbération aura un impact supérieur sur la courbe de réponse à la position d'écoute. La réverbération de la salle ne doit pas présenter d'accident en fréquence, elle peut être plate ou légèrement descendante.
Mais on n'égalise pas de façon arbitraire à la position d'écoute sans comprendre d'où proviennent les accidents. L'égalisation ne doit pas dégrader le champ direct pour favoriser le mélange présent à la position d'écoute.
La réponse en puissance des enceintes sont généralement descendante avec la fréquence (moins d'énergie dans l'aigu) et les salles plus absorbante dans l'aigu (tapis, rideau), on aura la plupart du temps une courbe de réponse à la position d'écoute naturellement descendante.
Bien sûr, généralement ne veut pas dire tout le temps.
Une salle non traitée peut présenter une réverbération excessivement importante dans le médium (réponse en cloche), l'égalisation peut compenser un peu le perçu mais ne modifiera aucunement le déséquilibre entre la réponse du direct et du diffus.
La bonne solution est de corriger la réverbération pour éviter l'excès dans le médium.
3- au delà de la distance critique
On entendra majoritairement le champ diffus de la salle (on perdra la séparation entre les enceintes, la stéréo) qui sera excité par la réponse en puissance de l'enceinte.
La réponse de l'enceinte dans l'axe/zone d'écoute aura moins d'importance. De part quelques essais qui ont été réalisés par Harmann, la tendance semble privilégier l'égalisation au détriment du champ direct.
On peut légèrement corriger par ce biais la réponse en puissance de l'enceinte en augmentant l'énergie au détriment du champ direct. L'égalisation peut corriger les accidents dans une certaine mesure mais ne pas pour modifier l'allure de la courbe de réponse provoquée naturellement par ces interactions (rt salle, réponse en puissance de l'enceinte). La courbe cible à rechercher, c'est la tendance que l'on mesure à partir d'un direct plat !
La base de départ reste une réponse de l'enceinte dans l'axe/zone d'écoute plate.
On pourrait aussi traiter du grave qui nécessite quelques explications spécifique.
Ca fait déjà un gros pavé et il y aurait beaucoup à dire encore.
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