Un écran expérimental de 2,5 mètres peut désormais faire entendre une voix ou un bruit depuis l’endroit exact où sa source apparaît à l’image. Mis au point par le Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM), le prototype ne s’appuie pas sur des enceintes placées autour de la dalle : 80 actionneurs font vibrer directement des zones choisies de sa surface, avec un déplacement du point sonore en temps réel.
Test de performance, réalisé à l’aide d’une caméra acoustique, du dispositif d’affichage à convergence audiovisuelle mis au point par l’équipe de recherche du Dr Dongjoon Kim. Crédit : Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM)
Une dalle transformée en réseau de haut-parleurs
Le dispositif associe un film LED transparent à un panneau en aluminium. À l’arrière, 80 moteurs à bobine mobile appliquent de petites vibrations au panneau. Pris séparément, chacun ne suffit pas à créer une source sonore parfaitement localisée. Le système calcule donc la tension à envoyer à l’ensemble des actionneurs pour concentrer l’énergie vibratoire dans une zone et la réduire ailleurs.
Cette opération repose sur une cartographie préalable de la façon dont les vibrations se propagent dans le panneau. Le logiciel traite ensuite le problème à l’envers : il part de la zone qui doit produire du son, puis détermine quelles combinaisons de moteurs doivent travailler et avec quelle intensité. Les chercheurs indiquent avoir ajouté un algorithme qui écarte les actionneurs transmettant mal la vibration à l’endroit visé, afin d’éviter des calculs instables et des parasites audibles.
Lors des essais effectués avec une caméra acoustique, la bonne zone a été sélectionnée dans 99,9 % des cas. L’écart d’amplitude vibratoire entre les parties actives et inactives a atteint 35 dB, ce qui montre que l’énergie peut être nettement concentrée. La démonstration ne se limite pas à un point fixe : lorsque l’objet se déplace dans la vidéo, la zone émettrice se déplace avec lui.
Le son suit automatiquement les personnages
L’équipe a également associé ce pilotage mécanique à des outils de séparation et de localisation des sources sonores. L’objectif est d’identifier, dans une piste mêlant plusieurs voix et bruits, la source correspondant à un personnage ou à un objet, puis de la reproduire depuis sa position à l’écran. Une personne qui traverse l’image pourrait ainsi être entendue successivement depuis la gauche, le centre et la droite sans avoir à répartir le signal entre des enceintes externes.
Ce principe vise surtout les très grands écrans, pour lesquels le décalage entre l’image et des enceintes placées sur les côtés devient perceptible. Il pourrait aussi intéresser les expositions, la signalétique numérique, les installations artistiques ou les écrans embarqués dans les véhicules. Les modules peuvent être assemblés pour adapter la taille de la surface, tandis que l’activation simultanée de plusieurs éléments doit permettre de renforcer les basses fréquences, à la manière d’un caisson de graves.
Le travail prolonge une tendance consistant à intégrer davantage l’audio à l’image, alors que les solutions commerciales restent le plus souvent séparées, comme la barre de son Dolby Atmos FlexConnect de LG. Ici, l’intérêt n’est pas seulement de masquer les haut-parleurs : il est de multiplier les positions sonores possibles sur toute la surface.
Un prototype, pas encore une télévision prête à vendre
Le statut du projet impose néanmoins de garder les pieds sur terre. Le système est un prototype expérimental d’environ 100 pouces, sans calendrier de commercialisation, prix annoncé ni partenaire industriel présenté. Les performances publiées dans le Journal of Mechanical Science and Technology portent notamment sur une structure modulaire de deux rangées par cinq colonnes et sur la concentration des vibrations dans les fréquences basses et moyennes, sous 500 Hz.
Cette limite compte beaucoup pour un téléviseur ou un écran de cinéma : une bande sonore complète couvre un spectre bien plus large et doit rester convaincante à plusieurs positions d’écoute. La mesure de 99,9 % décrit la sélection de la zone visée, pas la fidélité musicale globale, la puissance maximale ni l’uniformité perçue par tous les spectateurs. Le panneau en aluminium et les 80 moteurs ajoutent aussi de l’épaisseur, du poids, du câblage et une consommation qui devront être comparés à ceux d’un système audio classique.
Le KIMM prévoit maintenant d’adapter la commande à des dalles LED modulaires. Cette étape devra montrer si le passage d’un panneau de laboratoire à un mur d’images composé de nombreuses tuiles conserve la localisation, évite les vibrations parasites aux jonctions et reste calculable en temps réel lorsque plusieurs sources bougent simultanément.
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