Capturing orchestral music for three-dimensional audio playback

This thesis details the design, implementation, and evaluation of a novel technique for orchestral music capture for three-dimensional audio reproduction. The technique is optimized for Japan Broadcasting Corp. (NHK)'s "22.2 Multichannel Sound" three-dimensional audio playback format. The design of the technique draws upon previous research in spatial hearing, music recording for stereo and multichannel playback environments, concert hall acoustics, spatial impression in multichannel audio, and subjective evaluation and analysis of reproduced sound. Preliminary experiments investigate immersion and envelopment in three-dimensional music recording, as well as the relationship between microphone polar patterns and vertical height channel signal capture. A novel technique for three-dimensional orchestral music recording is then introduced. The technique is designed to capture a fully immersive sound scene featuring a cohesive orchestral image with realistic horizontal and vertical extent, stable sound source imaging, natural ensemble and scene depth, and a highly enveloping ambient sound field. A series of formal and informal subjective evaluations show that the proposed technique achieves these sonic imaging goals, and is suitable for 3D commercial music production and immersive content creation for broadcast. This new microphone technique is also applicable to other genres of music recording, as well as productions optimized for smaller-scale 3D audio formats. Further investigation finds 22.2 Multichannel Sound to be perceptually unique among common 3D audio formats with respect to the reproduction of acoustic music. A library of high-quality 3D audio test material was created for this research, which will be made available to other researchers for future studies.Cette thèse détaille la conception, la mise en œuvre et l'évaluation d'une nouvelle technique en prise de son orchestrale en trois dimensions. La technique est optimisée pour le format de lecture audio tridimensionnelle "22.2 Multichannel Sound" de Japan Broadcasting Corp. (NHK). La conception de la technique s'appuie sur des recherches antérieures dans l'audition spatiale, l'enregistrement de musique pour les environnements de lecture stéréo et multicanaux, l'acoustique des salles de concert, l'impression spatiale dans l'audio multicanal et l'évaluation subjective du son reproduit. Les expériences préliminaires font focus sur l'immersion et la sensation d'enveloppement d'enregistrement musical 3D ainsi que la relation entre la courbe de directivité des microphones et la prise de son de canaux verticaux surélevés. Une technique novatrice en prise de son 3D pour musique orchestrale en est découlée. Cette technique est conçue pour une prise de son pleinement immersive caractérisée par une image orchestrale cohérente avec étendue verticale et horizontale réaliste, une image de la source stable, une perception de profondeur ainsi qu'une ambiance hautement décorrélée. Une série d'évaluations subjectives formelles et informelles montre que la technique proposée atteint ces objectifs d'imagerie sonique, et convient à la production de musique commerciale 3D et à la création de contenu immersif pour la diffusion. Cette nouvelle technique de microphone est également applicable à d'autres genres d'enregistrement de musique, et aux productions optimisées pour formats audio 3D à plus petite échelle. Les recherches approfondies révèle que le son multicanal 22.2 est perceptuellement unique parmi les formats audio 3D courants en ce qui concerne la reproduction de la musique acoustique. Une librairie d'enregistrements 3D haute-qualité servant de matériel test a ainsi été créé et sera mis à la disposition d'autres chercheurs pour de futures études