Dans ce billet, je présenterai les procédés entourant la spatialisation d’une oeuvre. Je discuterai des outils utilisés ainsi que des étapes nécessaires au travail. Mon objectif est d’illustrer une façon minimaliste de réaliser un projet de spatialisation audio.

Dans un premier temps, j’exposerai les outils ayant permis de réaliser cet exercice. Par la suite, j’analyserai les différentes problématiques rencontrées au cours de l’exercice tout en explorant différentes solutions permettant d’obtenir un bon résultat acoustique dans le dôme de la Société des arts technologiques.

Cet exercice a été entièrement réalisé sur un ordinateur x64 avec Windows comme système d’exploitation. En théorie, les outils utilisés sont aussi compatibles sur Mac. Sur Linux, il faudra utiliser une autre station de travail audionumérique (Digital Audio Workstation ou DAW) comme Reaper, Bitwig ou Ardour.

Outils utilisés

En dehors de Ableton Live, qui est mon logiciel de composition de prédilection, ces outils ont été choisis car ce sont des logiciels libres, open source et gratuits, fonctionnant sur tous types de machines :

  • Ableton Live (design sonore, composition)

  • SuperCollider (design sonore)

  • SATIE (Spatial Audio Toolkit for Immersive Environments) (spatialisation)

  • SATIE4Live (envoi des données de spatialisation de Ableton Live à SATIE, par message OSC)

  • JACK (envoi du signal audio de Ableton Live à SATIE)

Le séquenceur Ableton Live a servi de base principale pour la composition et l’arrangement. Notons qu’il est possible de créer une connexion entre Ableton Live et les autres outils, ce qui élargit le champ des possibles au-delà même de la spatialisation.

SuperCollider est un environnement de programmation audio. Il permet de faire de la génération et du traitement de signal complexes. Sa flexibilité et son aspect modulaire offrent de nombreuses possibilités. Pour ces raisons il est l’hôte de SATIE, le moteur de spatialisation du Metalab.

Reposant sur SuperCollider, SATIE est une architecture ayant la spatialisation comme première vocation. Toutes les actions de SATIE peuvent être contrôlées par des messages de type Open Sound Control (OSC). La capacité de gestion de SATIE de plusieurs types de spatialisation, et ce de façon simultanée, en fait un outil puissant et flexible.

SATIE4Live (S4L) est un device Max4Live créé pour relier Ableton Live à SATIE. Son interface présente des potentiomètres qui correspondent aux paramètres de spatialisation de SATIE. Leurs valeurs sont ensuite envoyées par message OSC à SATIE.

JACK est un outil permettant de transférer l’audio entre différentes applications à l’intérieur d’un ordinateur. Il agit comme une interface virtuelle et permet dans notre cas de faire passer l’audio d’une piste d’Ableton Live, à la piste correspondante sur SuperCollider/SATIE.

Processus

Pour résumer, je récupère l’audio de chacune des pistes d’Ableton Live avant de les transmettre à SATIE grâce à JACK. Le device SATIE4Live, placé sur chaque piste d’Ableton Live, sert à contrôler la spatialisation de la piste correspondante en envoyant des messages OSC à SATIE. Ainsi, SATIE reçoit deux informations : en premier l’audio d’une piste, et en deuxième les messages OSC contenant les informations de spatialisation de cette même piste.

Pour en savoir plus, référez-vous à la documentation de SATIE4Live.

La spatialisation dans la Satosphère

Puisque la spatialisation et le mixage ont été réalisés en premier temps avec un casque comme sortie audio, il y avait du travail à faire afin de pouvoir obtenir un résultat satisfaisant sur le système du dôme de la Satosphère, notamment concernant le mixage et la répartition des sons dans l’espace. Suite à l’obtention d’une première spatialisation cohérente, certains problèmes persistaient. Explications.

Le mix

Comparativement à une écoute au casque audio, la diffusion du mix dans le dôme donnait une impression de faiblesse, voire de vide. Cet effet était particulièrement remarquable dans les basses fréquences, qui semblaient absentes. Le fait de rehausser les basses fréquences ainsi que celles plus aiguës, augmentant ainsi la plage de fréquences couvertes, nous a permis de mieux remplir le mix.

La spatialisation

SATIE4Live permet de contrôler les paramètres de spatialisation d’un son dans l’espace, soit :

  • L’Azimuth (position du son sur l’axe horizontal)

  • L’Elevation (position du son sur l’axe vertical)

  • Le Spread (diffusion du son autour d’un point)

  • Le Gain (peut être associé à la distance)

Les valeurs de ces paramètres sont ensuite envoyées par message OSC à SATIE à la piste sélectionnée dans le menu déroulant également présent sur l’interface de SATIE4Live.

Une des choses les plus frappantes est la façon dont le son se répand selon la valeur prise par le paramètre de Spread. Le paramètre qui permet donc d’étendre la localisation d’un son autour de son emplacement initial.

Je pensais qu’une valeur de 100% pour le Spread permettrait de répartir le son de manière égale dans l’ensemble du dôme. Or, comme les haut-parleurs sont de plus en plus rapprochés au fur et à mesure que l’on se rapproche du plafond, il en résulte qu’une telle valeur a tendance à positionner le son relativement haut dans le dôme, ce qui n’est pas forcément souhaité.

Il est possible d’y remédier en dupliquant une piste ou un clip avant de le positionner à différents endroits.

Par exemple, si l’on souhaite une nappe complètement enveloppante, je recommenderais de la dupliquer une ou plusieurs fois puis répartir manuellement les copies autour du dôme. Dans ce cas-là, une valeur faible mais positive du Spread pour chaque copie permet de diffuser subtilement le son autour de la localisation choisie. Le son est ainsi mieux réparti dans l’espace, ce qui est le résultat souhaité. Afin d’augmenter l’effet de profondeur, il est aussi possible d’ajouter un très léger délai sur les pistes dupliquées (quelques millisecondes) et de faire osciller subtilement sa valeur de temps. Cela décalera légèrement les signaux dans le temps et donnera un ressenti de spatialisation plus vaste.

De plus, j’observe qu’une élévation négative trop importante peut mener à des résultats inattendus.

Puisque le point zéro d’élévation se trouve environ à deux mètres de hauteur dans le dôme, il est possible de donner des valeurs négatives au paramètre d’élévation. Cependant, si un son est situé un peu trop bas, le système ne sait plus où placer le son. Ceci se produit pour des valeurs d’environ -15 degrés et moins.

Comme le calcul de la position se fait par triangulation, le système ne réagira pas en coupant le son lorsque positionné à une valeur basse; au contraire, il réagira en activant d’autres haut-parleurs à proximitié puisqu’il va tenter de compléter le triangle. Ce point important peut porter à confusion.

Enfin, lors de mouvements trop rapides, j’ai trouvé qu’on pouvait perdre la perception de localisation. Par exemple, le premier mix comportait des automatisations de l’Azimuth décrivant des rotations rapides autour du dôme. Lorsque la vitesse de rotation est trop élevée, le son semble être partout à la fois, ou encore, semble passer rapidement de gauche à droite. J’en conclus qu’au-delà d’une certaine vitesse, la précision du système ne permet pas de préserver la perception de la localisation.

Conclusion

Grâce à SATIE, un outil puissant et flexible, la spatialisation audio devient de plus en plus accessible.

Dans le cas de SATIE, des outils ont été développés autour du logiciel afin de faciliter son utilisation et de pouvoir le faire fonctionner en parallèle avec des logiciels de création sonore. Dans notre cas, nous avons utilisé par exemple SATIE4Live compatible avec Ableton Live. Mais il existe aussi SATIE4Score, une boite à outils modulaire permettant de piloter SATIE à distance, fonctionnant sur le logiciel libre OSSIA Score, développé par OSSIA.

Aujourd’hui, il est donc relativement aisé, même pour une personne débutante, de s’initier à la spatialisation et commencer à produire grâce à ces outils.

Rédigé le 08/07/2022 par Victor Comby.