Post on 10-Jan-2016
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Comment la technologie Comment la technologie actuelle actuelle permetpermet elle elle d'accéderd'accéder à un rendu à un rendu
tridimensionnel réaliste?tridimensionnel réaliste?
Maxime Maxime HubertHubertGabriel Gabriel
SynnaeveSynnaeve
Première diffusion sur 2 canaux en 1935 avec Napoléon Bonaparte.
Première diffusion sur 5 canaux en 1940 avec le film Fantasia de Walt-Disney.
Ces deux premiers films multicanaux ressemblèrent plus à des prototypes qu’à un système commercialisé. Il faudra ensuite attendre les années 80 pour le développement de systèmes multicanaux au cinéma et dans les foyers. Vinrent ensuite les systèmes en grand développement actuellement, c’est-à-dire, le Dolby Digital 5.1 en 1992 (The Batman Return), le DTS en 1992 et le SDDS quelques années plus tard.
Introduction historique :Introduction historique :
Evolution des ventes de Evolution des ventes de lecteurs DVD de 1999 à 2001lecteurs DVD de 1999 à 2001
300 000 en 1999
850 000 en 2000
1.5million de lecteurs DVD ont été vendu en France en 2001
La notation utiliséeLa notation utilisée
Un format de son se note sous la forme X.X. Le Un format de son se note sous la forme X.X. Le premier x correspond au nombre de canaux premier x correspond au nombre de canaux satellitaires qui varie de 2 à 5, et le deuxième ne satellitaires qui varie de 2 à 5, et le deuxième ne peut être qu'un 1 ou un 0 selon la présence ou non peut être qu'un 1 ou un 0 selon la présence ou non d'un canal basse fréquence. Le format stéréo d'un canal basse fréquence. Le format stéréo classique est donc noté 2.0 et le format Dolby Digital classique est donc noté 2.0 et le format Dolby Digital utilisé dans la plupart des salles de cinéma est un utilisé dans la plupart des salles de cinéma est un format 5.1. Cependant, il est important de faire format 5.1. Cependant, il est important de faire attention à la différenciation entre le nombre de attention à la différenciation entre le nombre de canaux et le nombre d’enceintes, même si sur un canaux et le nombre d’enceintes, même si sur un système courant de home-cinema, les enceintes sont système courant de home-cinema, les enceintes sont au nombre de 6.au nombre de 6.
Annexe sur le décibelAnnexe sur le décibel
Aussi surprenant que cela puisse paraître, lorsque l’on double la puissance électrique d’un appareil producteur de son, la différence est à peine perceptible !Pour le démontrer, une très simple expérience peut être faite, celle d’alimenter un haut-parleur par un GBF avec une tension précise et une fréquence audible, puis de doubler la tension d’alimentation (multiplier par racine carré de 2).
En Bel : En Bel : En Décibels En Décibels ::
Choix d’orientation :Choix d’orientation :
Le DOLBY DIGITAL au Le DOLBY DIGITAL au cinéma, exemple de rendu cinéma, exemple de rendu
tridimensionnel du sontridimensionnel du son
Comparatif de quelques Comparatif de quelques formats parmi les plus utilisésformats parmi les plus utilisés
Dénomination Dénomination NumériqueNumérique CanauxCanaux UtilisationUtilisation
Dolby Stereo Dolby Stereo SurrondSurrond
NonNon 22 K7 audio / VHSK7 audio / VHS
Dolby SurroundDolby Surround NonNon 33
Dolby Pro Logic IIDolby Pro Logic II NonNon 5.15.1 Home-cinémaHome-cinéma
Dolby SRDDolby SRD OuiOui 5.15.1 Cinéma, Home-Cinéma, Home-cinéma, DVD, cinéma, DVD, jeux videosjeux videos
Dolby EXDolby EX OuiOui 7.17.1 CinémaCinéma
DTSDTS OuiOui 5.15.1 Cinéma, DVD Cinéma, DVD audio / videoaudio / video
EAXEAX OuiOui 5.15.1 Jeux video, Jeux video, multimediamultimedia
SDDSSDDS OuiOui 7.17.1 CinémaCinéma
Caractéristiques :Caractéristiques :
Introduit en 1992 avec Introduit en 1992 avec Batman ReturnsBatman Returns Très utilisé de nos jours pour le cinéma, les DVD, les Très utilisé de nos jours pour le cinéma, les DVD, les
jeux vidéos et certaines applications multimédias.jeux vidéos et certaines applications multimédias. Système 5.1 basé sur l’algorithme de compression Système 5.1 basé sur l’algorithme de compression
perceptif AC3 développé par Dolby Laboratories perceptif AC3 développé par Dolby Laboratories (facteur de compression de 12:1)(facteur de compression de 12:1)
Stocké directement sur la pellicule de 35mm, entre Stocké directement sur la pellicule de 35mm, entre les perforations servant à l’entraînement. Les pistes les perforations servant à l’entraînement. Les pistes numériques sont en plus des pistes Dolby SR pour numériques sont en plus des pistes Dolby SR pour une compatibilité maximale.une compatibilité maximale.
40 000 salles équipées de décodeur Dolby Digital de 40 000 salles équipées de décodeur Dolby Digital de par le monde.par le monde.
6 000 films encodés en Dolby Digital6 000 films encodés en Dolby Digital
Capture du son :Capture du son :Oreille interneOreille interne
Capture du son :Capture du son :SpacialisationSpacialisation
Mesuré avec des impulsions de Mesuré avec des impulsions de 100 ms de bruit blanc, le flou de 100 ms de bruit blanc, le flou de localisation dans le plan horizontal est localisation dans le plan horizontal est de :de :
- 8° pour une source - 8° pour une source directement devant l'auditeur;directement devant l'auditeur;
- 20° pour une source vis-à-vis - 20° pour une source vis-à-vis les oreilles;les oreilles;
- 11° pour une source - 11° pour une source directement derrière l'auditeur.directement derrière l'auditeur.
Varie de façon graduelle et Varie de façon graduelle et continue. Dépend de la fréquence. continue. Dépend de la fréquence. Maximum autour d'un son à 2000Khz.Maximum autour d'un son à 2000Khz.
Loi du Premier Front Acoustique Loi du Premier Front Acoustique : si l'écart entre les deux sons est : si l'écart entre les deux sons est inférieur à 37ms, notre oreille ne inférieur à 37ms, notre oreille ne distinguera pas les deux directions et distinguera pas les deux directions et interprétera celle de la seconde comme interprétera celle de la seconde comme étant celle de la première.étant celle de la première.
Capture du son :Capture du son :capturecapture
C = microphones cardioïdes (à zones de C = microphones cardioïdes (à zones de capture restreintes)capture restreintes)Les micros C ont tous le même centre de Les micros C ont tous le même centre de gravité.gravité.(4) C1 + C2 + C3 + C4 = W (4) C1 + C2 + C3 + C4 = W (5) C1 + C2 - C3 - C4 = X (5) C1 + C2 - C3 - C4 = X (6) C1 - C2 + C3 - C4 = Y (6) C1 - C2 + C3 - C4 = Y (7) C1 - C2 - C3 + C4 = Z(7) C1 - C2 - C3 + C4 = Z
Il en existe différentes Il en existe différentes variantes suivant la variantes suivant la fréquence voulue, l’époque, fréquence voulue, l’époque, le format … Ici ce sont des le format … Ici ce sont des micros SoundFieldmicros SoundField
Conversion analogique-Conversion analogique-numériquenumérique
La conversion analogique dépend La conversion analogique dépend principalement de deux principalement de deux paramètre qui sont :paramètre qui sont :
La résolution de numérisation. La résolution de numérisation. Elle dépend du nombre de bits Elle dépend du nombre de bits du convertisseur. Plus elle est du convertisseur. Plus elle est élevée et meilleur est le signal élevée et meilleur est le signal converti.converti.
La fréquence La fréquence d’échantillonnage. C’est-à-dire d’échantillonnage. C’est-à-dire le nombre de changement par le nombre de changement par unité de temps de valeur en unité de temps de valeur en sortie du CAN.sortie du CAN.
TP BTS électroniqueTP BTS électronique
Echantillonage d’un signal Echantillonage d’un signal sinusoïdal.sinusoïdal.
Loi de FourrierLoi de Fourrier
Toute fonction peut être décomposée Toute fonction peut être décomposée en plusieurs signaux sinusoïdaux.en plusieurs signaux sinusoïdaux.
La précision dépend du nombre de La précision dépend du nombre de signaux utilisés.signaux utilisés.
Un exemple JAVAUn exemple JAVA
22 k
Hz
44 k
Hz
66 k
Hz
blo
cag
es
fréquence
fMax
Fe-
fMax
Fe-
fmin
Fm
in
Fe+
fmi
n
22 k
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Théorème de ShanonThéorème de Shanon
Pour éviter le recouvrement il faut : Pour éviter le recouvrement il faut : fe-fMax > fMax ou fe-fMax > fMax ou
fe/2 > fmax-fe/2 > fmax-εε ou oufe/2 < fmax+fe/2 < fmax+εε
Lors d’un échantillonage, on doit au Lors d’un échantillonage, on doit au minimum avoir fMax < fe/2.minimum avoir fMax < fe/2.
On voit dans ce cas que le signal est très décalé et la qualité sonore en sera altéré.
RéalisationRéalisation Nous avons procédé au montage suivantNous avons procédé au montage suivant
Voici quelques PhotosVoici quelques Photos
RésultatsRésultats Nous avons imprimé 3 courbes à 3 fréquences Nous avons imprimé 3 courbes à 3 fréquences
différentes pour montrer le fonctionnement du différentes pour montrer le fonctionnement du bloqueur et illustrer le théorème de Shanon.bloqueur et illustrer le théorème de Shanon.
À 2 KhzÀ 2 Khz
À 12KhzÀ 12Khz
À 20KhzÀ 20Khz
Compression
Algorithme d’encodage perceptif AC3 (Audio Algorithme d’encodage perceptif AC3 (Audio Coding 3)Coding 3)
Facteur de compression de 12:1Facteur de compression de 12:1 Les données sont stockées sous forme de « blocs » Les données sont stockées sous forme de « blocs »
de donnée qui sont eux même constitués de de donnée qui sont eux même constitués de différents blocs. A une fréquence d’échantillonnage différents blocs. A une fréquence d’échantillonnage de 48kHz, un bloc contient 5,3ms de son.de 48kHz, un bloc contient 5,3ms de son.
Structure d’une trame de données AC3
StockageStockageNon DolbyDigitalNon DolbyDigital
Dolby Dolby DigitalDigital
Lecture des donnéesLecture des données
…et son schéma optique simplifié
Un lecteur de son Dolby Digital…
Décodage et conversion Décodage et conversion numérique-analogiquenumérique-analogique
Le décodage est assuré par Le décodage est assuré par une puce interne au système de lecture une puce interne au système de lecture DD.DD.
Les valeurs numériques sont Les valeurs numériques sont converties en valeurs analogiques à une converties en valeurs analogiques à une fréquence de 48kHz, un dispositif fréquence de 48kHz, un dispositif bloqueur ou interpolateur est utilisé bloqueur ou interpolateur est utilisé pour résoudre les problèmes des crêtes pour résoudre les problèmes des crêtes et des bruits de numérisation (paliers). et des bruits de numérisation (paliers). Un filtre passe-bas peut être utilisé pour Un filtre passe-bas peut être utilisé pour lisser le signal numérique. Cependant, lisser le signal numérique. Cependant, une autre technique permet d’avoir de une autre technique permet d’avoir de meilleurs résultats : l’meilleurs résultats : l’oversampling, oversampling, ouou suréchantillonnage.suréchantillonnage.
AmplificationAmplification
Un Un préamplificateur préamplificateur DD 5.1 THX DD 5.1 THX YamahaYamaha
Schéma Schéma illustrant la bi-illustrant la bi-
amplificationamplification
EqualisersEqualisers
Les équalisers Les équalisers servent à corriger certains défauts servent à corriger certains défauts acoustiques de la pièce en diminuant ou en accentuant acoustiques de la pièce en diminuant ou en accentuant certaines bandes de fréquence comme l’illustre l’image ci-certaines bandes de fréquence comme l’illustre l’image ci-contre d’un équaliser logiciel.contre d’un équaliser logiciel.
Certains équalisers numériques ont des fonctions de Certains équalisers numériques ont des fonctions de réglage automatique.réglage automatique.
Placement des enceintes au Placement des enceintes au cinémacinéma
Placement des enceintes chez Placement des enceintes chez soisoi
1 pré-amplification intégrée 1 pré-amplification intégrée au lecteur DVD.au lecteur DVD.
2 l’ampli / équalizer / 2 l’ampli / équalizer / décodeur.décodeur.
3 l’ensemble acoustique.3 l’ensemble acoustique.
Etude d’un son tridimensionnel sur 5.1
canaux :
Déplacement d’une balle devant le spectateur
dans le film The Matrix
Trajectoire de la balle
Conclusion sur le Dolby Conclusion sur le Dolby DigitalDigital
Les deux éléments systèmes 7.1 des deux standards : Les deux éléments systèmes 7.1 des deux standards : Dolby Digital EX (décodeur SA10) et DTS ES.Dolby Digital EX (décodeur SA10) et DTS ES.
Conclusion des TPEConclusion des TPE