# Outil de spatialisation sonore pour la scène. Axoa, alternative au mixage objet

François Weber

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François Weber. Outil de spatialisation sonore pour la scène. Axoa, alternative au mixage objet. Journées d'informatique théâtrale, Oct 2024, Avignon, France. hal-05138754

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Submitted on 1 Jul 2025

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# OUTIL DE SPATIALISATION SONORE POUR LA SCENE. AXOA, ALTERNATIVE AU MIXAGE OBJETS.

François Weber
Réalisateur Son / Vidéo
Enseignant
Francois.weber@ensatt.fr

## RÉSUMÉ

Axoa est avant tout un outil pour la conception et l'exploitation du son au théâtre. C'est un programme qui permet une écriture de la spatialisation sonore, en s'appuyant sur trois principes techniques différents : simple matriçage, HOA et DBAP. Ces choix de développement ont été réalisés afin de proposer une « diffusion multiple ».

## 1. INTRODUCTION

Axoa<fnref n="1" /> est une application dédiée à la création et à la régie Son pour le spectacle vivant (Théâtre, Danse, Cirque, Marionnettes, Musique...). Cette application est née d'un besoin qui paraît simple, voire simpliste : positionner des sons issus de fichiers audio dans l'espace d'une scénographie. Pour ce faire, nous ne disposons pas vraiment d'outils fonctionnels, si nous souhaitons utiliser des algorithmes de spatialisation.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Schéma de principe</figcaption></figure>

Les caractéristiques suivantes sont données ici pour la version 4.17 du programme.

– 64 sorties configurables.

– 4 groupes d'enceintes affectables simultanément.

– 3 types de spatialisation (matrices, HOA et DBAP).

– Système de diffusion configurable graphiquement.

– 16 lecteurs de fichiers son (8 pistes max chacun).

– 8 lecteurs de fichiers HOA (AmbiX, 4eme ordre).

– 24 entrées mono.

– 8 entrées stéréo.

– 1 entrée HOA (AmbiX, 4eme ordre).

– 4 instruments virtuels 8 pistes (VSTi, AU).

– 4 Séquenceurs MIDI.

– Boucles synchronisables (interne ou MIDI click).

– Égalisation (EQ 5 bandes) sur chaque module.

– Plugins (VST, AU, VST3) sur chaque module.

– Panoramiques 3D (XYZ) sur chaque module.

– Mémorisation et gestion des trajectoires.

– 4 départs Auxiliaires (avec VST, AU, VST3).

– 1 départ Auxiliaire HOA (4eme ordre).

– 1 canal sub-bass (Aux 4).

– 12 masters DCA.

– Monitoring binaural.

– Suivi de la position de la tête (Head Tracking).

– Enregistrements audio multipiste des sorties.

– Tous les paramètres sont mémorisables.

– Gestion des sorties indépendante de la conduite.

– Contrôlable via MIDI et/ou OSCQuery.

Axoa a été conçu au fil de tournées et créations depuis plus de 20 ans...

Son architecture singulière, conçue pour les besoins de la scène, se distingue du modèle « objets » du cinéma.

## 2. A PROPOS DE L'ADM-OSC

### 2.1. Mixage objets

La notion de « mixage objets » (Object-Based Audio – OBA) vient du cinéma. En effet, dans les salles de projection, les normes de diffusion sonore sont nombreuses et ne sont pas compatibles entre elles. THX, Dolby ou autres formats *surround* ont tous des contraintes qui imposent une production particulière. La diffusion d'un film pour le DVD ou la TV pose également des problèmes de formats. Dans ce contexte,

<footnote n="1">¹ Axoa: Nom d'origine Basque qui se prononce « achoa » (HOA). Axoa est gratuit : http://hapax84.free.fr/Axoa.html</footnote>
l'industrie de l'audiovisuel (TV et cinéma – EBU<fnref n="2" />) a inventé une norme, qui permet de distribuer un film en ne faisant qu'un seul mixage, un « mixage objet ». Les éléments sonores sont alors considérés comme des objets autonomes. Ils ne sont pas mixés mais sont encodés dans un fichier (ADM) de manières indépendantes avec des informations numériques relatives à leurs positions et leurs volumes. Au moment de la diffusion, un moteur de rendu<fnref n="3" /> interprète ces données pour placer les objets sonores<fnref n="4" /> dans l'espace de diffusion.

Quel que soit l'algorithme choisit pour le rendu, ce principe doit permettre une restitution similaire dans chaque salle quel que soit son format *surround*. Le mixage de la bande son d'un film doit être restitué correctement dans les salles de cinéma, télévisions et systèmes d'écoute domestiques compatibles.

* Dans une production audiovisuelle, **un seul mixage** (fichier ADM) est réalisé pour différents systèmes de diffusion.

Or sur scène, nos approches du mixage sont très différentes car nos modes de production et de diffusion artisanales n'ont rien de commun avec l'industrie audiovisuelle.

D'abord, nos espaces scénographiques sont différents. Ils sont virtuels dans l'écran plat du cinéma, ils sont concrets sur la scène du théâtre. Chaque spectacle se construit autour d'une scénographie particulière et d'un système de diffusion sonore particulier. Si nous avons envie de positionner une enceinte derrière un pendrillon, au sol, dirigée vers le mur du théâtre, nous le ferons sans hésiter si le résultat nous semble cohérent dans l'espace acoustique que nous souhaitons dessiner.

Ensuite, nos mixages ne sont pas figés dans le temps (fichiers) comme au cinéma, ils sont exécutés dans le temps réel de la représentation. Une fois le rideau rouge baissé le mixage n'existe plus, il est remis en jeu à chaque représentation, dans chaque lieu où est joué le spectacle. De plus, nous avons besoin de souplesse au cours de la création, où les choses doivent pouvoir changer rapidement.

* Dans une production pour le spectacle vivant, **plusieurs mixages** (direct) sont réalisés pour différents systèmes de diffusion.

Dans l'espace comme dans le temps, l'écriture du son pour la scène a des caractéristiques propres.

## 2.2. ADM-OSC<fnref n="5" />

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

Principe d'une liaison ADM-OSC ; la spatialisation est effectuée en aval du mixage.

Ce schéma expose le principe adopté par les fabricants d'enceintes.

On voit ici que la spatialisation est traitée au niveau des sorties de la chaine. Ce sont des unités de traitement (PC avec carte réseau + logiciel propriétaire) qui permettent de positionner des objets sonores mono dans leurs systèmes de diffusion. Il est donc indispensable de réduire les différentes entrées en « objets », correspondant aux entrées de l'unité de spatialisation. Quels que soit les algorithmes choisis, ce schéma est calqué sur le mixage OBA du cinéma décrit précédemment. Le mixage étant réalisé en direct, il faut transmettre les informations relatives à la position et au volume de chaque objet (entrée), comme si c'était un fichier ADM.

Pour cela, le protocole OSC<fnref n="6" /> a été choisi par tous les fabricants. Ce protocole, ouvert par définition, permet à chacun de transmettre des messages avec le vocabulaire qui lui convient. C'est bien pour cette raison que ce protocole a été largement adopté.

Les fabricants se sont accordés sur la définition d'une norme qui restreint les messages OSC à un vocabulaire très simple de quelques mots seulement : position et volume de chaque objet mono. C'est l'ADM-OSC.

Il n'y a pas d'ambiguïté, le nom choisi fait clairement référence aux fichiers ADM de l'industrie de l'audiovisuel et du cinéma. Ce schéma n'est pas conçu pour les besoins de la scène, c'est une adaptation du mixage OBA du cinéma, L'ADM-OSC remplace simplement les fichiers XML de l'ADM.

<footnote n="2">² l'Audio Definition Model (ADM), élaboré au sein de l'European Broadcasting Union (EBU), L'ADM est une norme internationale (standard ITU) depuis 2015. C'est un format de metadata (XML) encapsulé avec l'audio dans un fichier BWF (Broadcast Wave File).</footnote>

<footnote n="3">³ *Dolby atmos*, par exemple</footnote>

<footnote n="4">⁴ L'objet sonore décrit ici n'a pas de rapport avec la notion d'objet musical définie par Pierre schaeffer dans le Traité des objets musicaux.</footnote>

<footnote n="5">⁵ Liste des messages de l'ADM-OSC : https://github.com/immersive-audio-live/ADM-OSC/blob/main/Source/ADM-OSC%20Specification.xlsx?raw=true</footnote>

<footnote n="6">⁶ L'OSC (Open Sound Control) est un protocole de communication réseau ouvert proposé en 2002 par le CNMAT (Université de Californie à Berkeley).</footnote>
## 3. ANALYSE

A la vue de ce schéma de principe où la spatialisation est déportée au niveau des sorties de la chaîne, on peut s'interroger sur la pertinence de ce choix pour la scène.

Deux points principaux me posent question :

### 3.1. Objets MONO

Les objets (OBA) sont limités à des éléments mono, un seul canal audio par objet.

Si on souhaite travailler sur l'espace sonore, peut-on sérieusement limiter son travail au placement de sources mono dans un système de diffusion normée ?

Qu'en est-il de mes prises de son stéréo ou ambisoniques d'ordre 2 ou 3 ?

Certes, on peut considérer qu'un signal multipiste est équivalent à une somme de signaux mono<fnref n="7" />. Mais, il semble possible de prendre un chemin plus simple pour décodeur un fichier HOA.

### 3.2. Position du traitement spatial

On l'a montré avec le schéma précédent, la spatialisation est déportée au niveau des sorties de la chaîne sonore, juste avant la gestion de la diffusion.

On comprend bien ce choix dans le cas du mixage OBA du cinéma et de l'audiovisuel.

Mais pour la scène, pourquoi déporter la spatialisation vers les sorties ?

Sur une console de mixage, les panoramiques et le routing sont bien accessibles au niveau des tranches d'entrées, ils ne sont pas traités par une machine externe câblée en sortie de la console.

L'ajout d'une interface intermédiaire pour distribuer des éléments sonores dans l'espace de diffusion est source de complexité. En effet, en suivant ce schéma nous devons définir des 'objets' et gérer un flux OSC permanent.

## 4. ALTERNATIVE

Si la spatialisation est effectuée en amont, au niveau de chaque entrée, la notion « d'objet » n'a pas d'utilité.

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Principe de spatialisation effectué au sein du processus de mixage.</figcaption></figure>

On voit dans ce schéma que la notion « d'objet » n'existe pas.

Avec cette proposition, chaque entrée est spatialisée localement, comme un réglage de panoramique complexe. Pour ce faire, les algorithmes de spatialisation ont besoin d'être renseignés sur le type de diffusion (nombre et position des enceintes...). Quelle que soit la technique de spatialisation choisie (DBAP, WFS, HOA...), il est possible de définir des positions et des trajectoires sans faire appel à la notion d'objet de l'audiovisuel et du cinéma.

Les avantages d'un tel synoptique sont nombreux et semblent assez évidents :

* Pas de transmission de données OSC. Il suffit de définir le système de diffusion (nombre et positions des enceintes). Pas de flux OSC en temps réel.

* Pas besoin d'une interface externe, câblée à la sortie.

* Simplicité dans la gestion du routing, des panoramiques et des trajectoires : pas besoin de définir des objets.

* Différents algorithmes de spatialisation peuvent être utilisés simultanément.

* La spatialisation n'est pas limitée à une somme de flux mono. On peut facilement mélanger des sources ambisoniques (HOA) avec des éléments stéréo ou des entrées micros (mono).

* Possibilité de faire du matriçage de façon très simple.

* L'écriture de la conduite devient indépendante du système de diffusion. Adaptation à la tournée plus facile

* Portabilité facile d'un système de diffusion à un autre, d'une salle à une autre.

*...

Des solutions comme Panoramix<fnref n="8" /> ou Axoa gèrent la spatialisation du côté des entrées, sans utiliser de mixage OBA. Panoramix est un logiciel de mixage et de spatialisation utilisé dans la plupart des productions de l'IRCAM (Concert, Opéra...). D'autres fabricants ou

<footnote n="7">⁷ Méthodes d'enregistrement en Audio Orienté Objet, AES, 140eme Convention, Paris, juin 2016.</footnote>

<footnote n="8">⁸ https://forum.ircam.fr/projects/detail/panoramix/</footnote>
éditeurs de logiciels pourraient proposer des alternatives
mieux adaptées à nos pratiques.

5. CONCLUSION

La spatialisation sonore constitue aujourd'hui un champ
de recherche essentiel pour le théâtre, tant du point de
vue esthétique que technique. Cette approche suppose
une maitrise des mécanismes liés à la localisation, à la
réverbération et au mouvement des sources sonores. Des
recherches pourraient ainsi explorer les modalités
d'intégration des algorithmes de spatialisation (DBAP,
ambisonie, WFS...) dans des environnements
scénographiques souvent contraints.

L'élaboration d'outils logiciels adaptés à l'usage
spécifique du spectacle vivant, permettrait une
manipulation souple et réactive de sources complexes
dans l'espace.

Axoa est un prototype en développement depuis 2019. S'il est utilisé pour la création et l'exploitation de plusieurs spectacles<fnref n="9" />, il n'a pas vocation à être commercialisé ou distribué massivement. C'est un outil développé pour la recherche et l'expérimentation, notamment à l'ENSATT (École Nationale Supérieure des Arts et Techniques du Théâtre). Il permet assez simplement de mettre en évidence des problématiques liées à l'écriture du son dans l'espace scénographique (Position des sources, mouvements, trajectoires, dynamique...).

Axoa est développé avec Max<fnref n="10" />. Au fil du temps et
d'exploitations multiples, il s'est enrichi de nombreuses
fonctions. Aujourd'hui, il est fonctionnel, mais il est
arrivé à la limite de son outil de développement (Max).

<footnote n="9">⁹ Slowly Snoopy, Rémi Billardon / Une Métamorphose, Cie Florence Lavaud (Régie son : Nicolas Dubois) / Martin Eden, Cie Le Café Vainqueur (Régie Son : Jérôme Teutrie) / Pièce pour Piano et double-son, Anne-Marie Fijal (Son : Olivier Renet) / Conte d'amour, Cie Rosa M (Régie son : Julien Pulicani) /...</footnote>

<footnote n="10">¹⁰ Max : https://cycling74.com</footnote>