Un diagramme waterfall a l’air tridimensionnel, mais il n’y a qu’une chose à y lire : une bande décroît-elle plus tard que les autres.
La réponse courte
La fréquence court en travers, le temps descend, la hauteur et la couleur donnent le niveau. Si toutes les bandes redescendent ensemble, la pièce va bien. Si une crête traîne, cette fréquence résonne. Recoupez-la avec les bosses de la réponse en fréquence et vous avez de quoi trancher entre absorption et correction.
Ce que l’on empile
On prend la réponse impulsionnelle, on la coupe à des instants successifs, on passe en FFT tout ce qui suit chaque instant, et on empile les résultats le long du temps. Voilà un waterfall, ou CSD (décroissance spectrale cumulée).
On le confond avec un spectrogramme parce qu’ils se ressemblent, mais la fenêtre diffère. Un spectrogramme répond à « qu’est-ce qui sonnait à cet instant ». Un waterfall répond à « qu’est-ce qui reste à partir de cet instant ». D’où le partage : le spectrogramme est l’outil d’un fichier musical, le waterfall celui d’une pièce.
Sonir empile une FFT de 1024 points tous les 256 échantillons, soit environ 5,3 ms d’écart à 48 kHz. L’axe des fréquences prend 64 points répartis logarithmiquement de 50 Hz à 16 kHz. La couleur couvre 0 à -60 dB par rapport à la crête. L’axe du temps place le son direct à 0 ms et se limite à environ 1,2 fois le RT60.
Son direct en haut, instants plus tardifs vers le bas. Tout le reste tombe en quelques dizaines de millisecondes, tandis que ~133 Hz s’accroche
Lire à la verticale
Lire un waterfall à l’horizontale, comme une réponse en fréquence, c’est le meilleur moyen de n’en rien tirer. C’est le travail du graphe de réponse en fréquence. Le waterfall montre la verticale : à quelle vitesse une fréquence donnée chute avec le temps.
Une décroissance régulière signifie qu’il n’y a rien à lire. Le cas courant : une ou deux crêtes de grave qui restent en arrière, c’est-à-dire un mode de la pièce. Le deuxième cas le plus fréquent est une traîne fine et tenace autour de 5 à 8 kHz, qui pointe moins vers la pièce que vers une surface dure toute proche ou vers l’enceinte elle-même.
Dans le grave, la résolution s’arrête
C’est là que la lecture dérape le plus. Une FFT de 1024 points à 48 kHz donne environ 46,9 Hz par bin et une fenêtre d’environ 21,3 ms. Un mode à 80 Hz et un mode à 120 Hz sont séparés d’un seul bin : le waterfall ne peut pas les distinguer. Deux résonances apparaissent comme une seule traîne large.
Allongez la fenêtre et la résolution fréquentielle s’améliore, mais la résolution temporelle suit le mouvement inverse et le « quand » devient flou. Raccourcissez-la et vous suivez le temps pendant que le grave s’étale. Ce marchandage est structurel au CSD comme mode d’affichage, aucun réglage ne le répare. REW et les outils de bureau vivent exactement avec la même contrainte.
Un waterfall de grave n’est donc pas un instrument pour compter les modes. Son travail s’arrête à « quelque chose est lent par ici ». Ensuite, le relais passe aux positions des bosses de la réponse en fréquence et, s’il faut des chiffres, au RT60 par bande. Le RT60 par bande est lui aussi gratuit dans Sonir, et la première orientation tient déjà dans la mesure large bande.
Au passage : les waterfalls sont photogéniques, d’où leur place en tête de toutes les captures de mesure publiées. Ce qui change vraiment une décision, la plupart du temps, ce sont la réponse en fréquence et les valeurs de RT60 par bande.
Questions fréquentes
Quelle différence entre un waterfall et un spectrogramme ?
La fenêtre prélevée. Un spectrogramme aligne ce qui sonnait à chaque instant ; un waterfall aligne l’énergie qui subsiste à partir de chaque instant. Le premier sert à regarder dans une source, le second à juger la vitesse de décroissance bande par bande.
Combien de secondes le waterfall affiche-t-il ?
Cela change à chaque mesure. Sonir coupe l’axe du temps à environ 1,2 fois le RT60, et l’estime à partir de l’EDT quand le RT60 manque. Une pièce sèche obtient automatiquement une fenêtre plus courte : la durée n’est donc pas comparable d’une mesure à l’autre.
Pourquoi la résonance du grave paraît-elle si large ?
C’est la limite de résolution. Une FFT de 1024 points à 48 kHz donne environ 46,9 Hz par bin. Sous 100 Hz, des modes voisins tombent dans le même bin et plusieurs résonances apparaissent comme une seule traîne large. Inutile de vouloir les compter.
Le waterfall est-il gratuit ?
Non, il est gratuit. La réponse impulsionnelle issue du sweep, le RT60, l’EDT, le C50, le D50, le waterfall, l’ETC et la réponse en fréquence sont tous gratuits. L’analyse par bandes d’octave et de tiers d’octave ainsi que les sweeps à bande limitée sont eux aussi gratuits.
Tout le diagramme est plat et d’une seule couleur. Que faire ?
Soit l’enregistrement a écrêté, soit le rapport signal/bruit est trop faible. L’écrêtage aplatit la pente de décroissance, ce qui fait paraître toutes les bandes également rapides. Ramener d’abord la crête entre -6 et -12 dBFS, et si cela reste illisible, allonger le sweep pour gagner du rapport signal/bruit.
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Mesurer avec Sonir
Sonir réalise mesure acoustique et comparaison entièrement sur le téléphone. Le waterfall de cet article se trace automatiquement à partir de la réponse impulsionnelle : lancez un sweep, enregistrez, c’est tout. Tout est gratuit, y compris l’analyse par bande d’octave.
Télécharger sur l’App Store. Android bientôt disponible. Plus d’infos sur la page fonctionnalités.