Concevoir des sons de moteurs de course avec REV

Contenu sonore pour les jeux vidéo / Conception sonore

Concevoir des sons de moteur a toujours été un aspect complexe de la conception sonore de jeux vidéo, principalement pour les raisons suivantes :

1. Une exigence de qualité accrue, des assets originaux coûteux.

Cela fait un moment que les jeux de course existent, et les sons de moteurs y jouent un rôle crucial. Chaque studio de jeu a son approche particulière, et certains développent même des moteurs de jeu internes dédiés. Avec le temps, les joueurs-euses se sont mis à exiger une qualité audio toujours plus aboutie. De plus, les assets originaux ne sont pas faciles à obtenir. Les véhicules de luxe sont très chers, et il est nécessaire d’engager des frais considérables même pour la location d’un seul véhicule en vue d'une séance d'enregistrement. Et l'enregistrement ne peut pas se faire simplement avec quelques microphones installés dans un studio, en raison des exigences exceptionnellement strictes en matière d'espace de travail et de technique d'enregistrement.

2. Un phénomène sonore complexe & multiforme.

Quand un véhicule est en marche, il y a beaucoup de pièces différentes qui émettent des sons en même temps. Ces émissions sonores se font de différentes manières, et ces sons changent également de différentes façons. Pour créer des sons de moteur et simuler naturellement un véhicule dans le jeu, il faut non seulement des compétences exceptionnelles en matière de conception et de production sonore, mais aussi une compréhension profonde du mécanisme sous-jacent au fonctionnement de chaque pièce, ce qui comprend entre autres le moteur à combustion interne (MCI), l'arbre de transmission, l'embrayage, la boîte de vitesses, le turbocompresseur, la suspension, le pot d'échappement, etc.

3. Une interactivité audio exigeante durant l’exécution du jeu.

Durant les phases de jeu, les sons de véhicules doivent évoluer en fonction de la progression du jeu, de l'état des véhicules et des actions des joueurs-euses en temps réel, tout en se conformant aux lois physiques et aux habitudes d'écoute. Cependant, lors du jeu, les sons en lecture sont pour la plupart basés sur une logique simple de type « échantillon - en mémoire - déclencheur - en lecture », où les échantillons sonores sont fixes. De nombreux moteurs sonores offrent maintenant des moyens de modifier le timbre en utilisant des échantillons, une hauteur et un filtrage paramétrables, mais il reste difficile de répondre à la demande croissante concernant l’interactivité audio dans les jeux de course.

4. Des exigences élevées en termes de programmation audio.

Pour que les sons du moteur fonctionnent, vous avez besoin d'un noyau de programme permettant de simuler le moteur du véhicule. Ce noyau doit fournir une variété de paramètres destinés au moteur sonore, reproduisant les détails du fonctionnement réel d’un véhicule.

Récemment, j'ai fait quelques recherches sur le plug-in REV pour Wwise, et j'ai créé un projet de démonstration utilisant le modèle de jeu de course de UE4. Ce projet s’est finalement avéré être plutôt efficace. En outre, il offre la possibilité de créer des sons de moteur de véhicules de course à un coût relativement faible. Dans cet article, j’aimerais partager mon processus de travail et mes résultats avec vous.

Présentation du plug-in REV

REV, développé par Crankcase Audio, permet aux utilisateurs de Wwise de créer des sons de moteur authentiques et efficaces par l’usage de synthèse granulaire. Pour plus de détails sur REV et ses paramètres, vous pouvez consulter le guide d'utilisation du plug-in.

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Afin de mieux comprendre les sections qui vont suivre, commençons par examiner certains paramètres clés de REV :

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L'image ci-dessus montre quelques options et paramètres clés de REV. La boîte bleue indique l'échantillon de moteur actuellement chargé. Le bouton « Import Model » (importer un modèle) vous permet d’importer d'autres échantillons si nécessaire. REV s’accompagne d’une multitude d'échantillons d’excellente qualité et prêts à l'emploi, pouvant être utilisés directement dans votre jeu tant que vous possédez une licence valide.

La boîte rouge montre tous les paramètres nécessaires pour contrôler REV, et pouvant être manipulés afin d’ajuster le son du moteur comme vous le souhaitez.

• Throttle (accélérateur) : pour simuler la façon dont le son du moteur change selon les différents niveaux d'accélération.

Gain : pour contrôler le volume général du son du moteur.

RPM (tr/min) : pour contrôler la façon dont le son change selon le régime moteur.

Gear (boîte de vitesses) : pour refléter les changements de rapport de la boîte de vitesses effectués par le-la joueur-euse.

Velocity (vélocité) : pour contrôler la façon dont le son change selon la vitesse du véhicule.

Pour commencer, nous devons créer un Game Parameter pour chacun de ces paramètres. Par exemple :

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Ensuite, nous devons connecter tous ces RTPCs :

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De cette manière, REV est capable de recevoir les paramètres depuis le moteur de jeu, et donc de simuler l'état du véhicule durant les phases de jeu et de générer les sons en temps réel. Ensuite, nous devons créer un Event pour le son du moteur et l'implémenter dans UE4.

Déclencher les sons créés avec REV dans UE4.

Ouvrez le modèle de projet « Vehicle Advanced » dans UE4, puis ouvrez le Blueprint pour vérifier les paramètres audio. Vous pouvez voir qu'il ne contient qu'un très simple son de moteur en boucle, modulé par la vitesse de déplacement du véhicule.

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Nous pouvons supprimer ce son, ajouter le son créé dans Wwise, puis modifier les paramètres. Ainsi, la vitesse de déplacement, le rapport de boîte de vitesses et le régime moteur peuvent être lus et envoyés aux RTPCs.

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UE4 va pouvoir lire et moduler le son envoyé par Wwise. Voici ce que nous obtenons :

Grâce à la remarquable qualité audio de REV, nous pouvons entendre que le son du moteur est amélioré. Cependant, l'expérience d'écoute dans son ensemble doit encore être perfectionnée. À certains moments, elle peut sembler irréaliste. Par exemple, lorsque le véhicule atteint une vitesse de déplacement relativement élevée, le régime moteur stagne à 5 700 tr/min, et le son cesse de changer. Cela ne se produirait jamais dans le monde réel. En fait, le régime moteur change en permanence. Tous les moteurs à combustion interne ont un système de protection où l'alimentation en carburant est coupée de force lorsque le régime maximal est atteint (système appelé coupure d'alimentation, ou « Fuel Cut »). Pour éviter cela, nous devons optimiser ce mécanisme sonore.

Il est assez compliqué de résoudre ce problème. Nous ne pouvons pas nous contenter de modifier un ou deux paramètres et espérer que cela fonctionne. Pour l'instant, mettons le moteur de jeu de côté et faisons nous une idée générale du fonctionnement d’un moteur MCI.

Comment le moteur d’un véhicule émet des sons

Nous allons décrire ici la structure dynamique d’un véhicule et son mécanisme de fonctionnement en trois parties : le moteur à combustion interne (MCI), l'embrayage et la boîte de vitesses.

1. MCI

Il existe de nombreux types de MCI différents, et il serait impossible d'expliquer toutes leurs structures techniques dans un article aussi court. Nous nous focaliserons donc ici uniquement sur leur fonctionnement. Les questions sans rapport direct avec notre sujet ne seront pas incluses. Vous pouvez explorer des concepts comme le nombre de cylindres, le nombre de courses des pistons ou encore les moteurs à rotor plus tard si nécessaire.

Prenons par exemple le moteur à piston rotatif le plus courant. Un mélange de carburant vaporeux et d'air entre dans le cylindre par l'entrée d'air, et est allumé par la bougie d'allumage, poussant le piston vers le bas et entraînant le rotor. Ensuite, la sortie d'air s'ouvre et le piston remonte, expulsant les gaz brûlés. Le cycle entier se répète encore et encore. C'est ainsi qu'il fonctionne.

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Il y a trois paramètres dans ce processus qui sont étroitement liés à la production audio d’un jeu : L'Accélérateur (« Throttle »), le Régime Moteur (« Engine Speed ») et le Couple (« Torque »).

Lorsque vous appuyez plus fort sur la pédale d'accélérateur, une plus grande quantité de carburant entre dans le moteur, qui brûle plus violemment après l'allumage, et qui génère donc plus de puissance.

Parmi les paramètres affectant la façon dont les sons des véhicules changent dans le jeu, le régime moteur est le plus important.

Pour la plupart des gens qui ne connaissent pas beaucoup le mécanisme de fonctionnement d’un MCI, le paramètre de couple peut facilement être ignoré. Beaucoup le considèrent simplement comme la puissance que le moteur génère, pensant qu'il est proportionnel aux paramètres d’accélération et de régime moteur. Cela est en réalité inexact.

Le paramètre de couple est utilisé pour représenter la puissance générée lorsque le moteur thermique achève un cycle de fonctionnement. Cela est facile à comprendre avec une formule simplifiée :

Couple x Régime Moteur = Puissance du Moteur

J'aimerais souligner ici deux erreurs assez courantes :

Un régime moteur plus élevé signifie un couple plus élevé.

Faux. Lorsque le régime moteur augmente et dépasse un certain seuil, le couple va plutôt diminuer.

Un régime moteur plus élevé signifie une puissance du moteur et une puissance de sortie plus élevées.

Faux. La puissance du moteur augmente effectivement à un régime moteur faible et moyen, mais elle diminue à un régime moteur relativement élevé.

Pour mieux comprendre la relation entre le couple, la puissance du moteur et le régime moteur, voici ici deux graphiques illustrant les conditions de fonctionnement d'un moteur à turbocompresseur et d'un moteur à aspiration normale.

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Tableau présentant les valeurs du couple moteur de la Volkswagen EA211 1.4TSI.

Pour les personnes qui ne sont pas familières avec les moteurs à combustion interne, les deux points ci-dessus sont un peu contre-intuitifs. Pour les conducteurs expérimentés, cependant, cela est assez simple à comprendre.

Tous les conducteurs savent que vous allez choisir un rapport de vitesse approprié lorsque vous conduisez sur l'autoroute, et continuer de rouler à un régime moteur moyen à élevé. Chaque fois que vous voulez passer à la vitesse supérieure, vous augmentez légèrement le régime moteur au lieu d'attendre qu'il atteigne son seuil maximal. Comme nous l'avons mentionné précédemment, la puissance produite n'est pas proportionnelle au régime moteur. Lorsque ce dernier atteint une certaine valeur, la puissance délivrée n'augmente plus. Dans ce cas, vous devez passer la vitesse supérieure pour vous assurer que le moteur fonctionne efficacement. De cette façon, vous pouvez aller plus loin avec la même consommation de carburant (on parle alors d'économie de carburant ou de rendement énergétique). Cependant, dans certains jeux de course, vous pouvez changer de vitesse lorsque le régime moteur est proche du seuil maximal. Nous en verrons la raison plus tard.

Selon notre analyse ci-dessus, nous savons pourquoi le régime moteur a atteint son seuil maximal dans la dernière vidéo de démonstration : le couple ou la friction a été réglé de façon inadaptée.

Normalement, dans un jeu de course, lorsque le véhicule s'approche de sa vitesse de déplacement maximale, le régime moteur devrait être à une valeur correspondant à la puissance de sortie maximale, qui est généralement d'environ 90% - 95% de son seuil maximal. Lorsque ce seuil est dépassé, la puissance que fournit le moteur par unité de temps diminue. C'est pourquoi vous ne pouvez pas continuer à augmenter le régime moteur sans passer à la vitesse supérieure. Une courbe de couple ou de puissance appropriée doit être définie pour simuler cela dans le jeu, sinon le son du moteur changera d'une manière différente du fonctionnement réel d’un véhicule. Ainsi, j'ai apporté les modifications suivantes à la courbe de couple dans le blueprint du véhicule de UE4.

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En fait, la courbe n'est pas extrêmement précise. Vous pouvez l'ajuster en fonction de vos propres besoins. Après un tel ajustement, il ne sera plus aussi facile d’atteindre le seuil maximal.

Cependant, vous pouvez rencontrer de nouveaux problèmes si d'autres paramètres ont également été modifiés. Par exemple, le changement de rapport ne se fera pas de manière fluide, ou pourra même échouer. Lorsque vous passerez de la 3e vitesse à la 4e vitesse, le moteur redescendra brusquement à la 3e vitesse. Pour résoudre ces deux problèmes, examinons une autre partie importante du moteur du véhicule : la boîte de vitesses.

2. Boîte de vitesses

La boîte de vitesses est utilisée pour coordonner la relation entre le régime moteur du véhicule et la vitesse de déplacement. Voici un schéma simplifié montrant son fonctionnement. L'engrenage à droite représente la boîte de vitesses. Un rapport plus petit implique une distance de déplacement plus longue pour un même un cycle de révolution, et une charge moteur plus importante.

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Avec la boîte de vitesses, vous pouvez obtenir une vitesse de déplacement différente avec le même régime moteur selon la vitesse choisie. Cela nous permet de faire fonctionner le moteur efficacement en choisissant la vitesse adaptée. Dans le moteur du jeu, les paramètres de chaque vitesse sont généralement ajustés via le rapport de vitesse (« gear ratio »). Avec le diagramme ci-dessus, vous pouvez plus clairement comprendre le rapport de vitesse.

Jetons un coup d'œil aux paramètres de la boîte de vitesses dans UE4, et voyons ce que fait chaque paramètre.

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(Remarque : les valeurs des paramètres indiquées ici servent uniquement de démonstration, vous pouvez les modifier selon vos besoins).

Automatic Transmission (transmission automatique) : ce paramètre détermine si le véhicule change de vitesse automatiquement ou si le-la joueur-euse change de vitesse manuellement.

• Gear Switch Time & Gear Auto Box Latency (temps de changement de vitesse & latence de la boîte automatique) : ces deux paramètres contrôlent le temps que prend le changement de vitesse.

Final Ratio (ratio final) : ce paramètre affecte tous les niveaux de vitesse. Une valeur plus petite signifie une vitesse de déplacement maximale plus élevée et une charge moteur plus importante.

Gear Ratio (ratio de vitesse) : ce paramètre indique le rapport entre le régime moteur et la vitesse de mouvement pour chaque vitesse. Une valeur plus petite signifie une vitesse de mouvement plus élevée pour un même régime moteur, ainsi qu’une charge moteur plus importante.

Up Ratio (ratio de montée) : en mode de transmission automatique, le moteur passe automatiquement à la vitesse supérieure lorsque le rapport entre la vitesse du moteur et son seuil maximal est supérieur à cette valeur.

Down Ratio (ratio de descente) : en mode de transmission automatique, le moteur rétrograde automatiquement lorsque le rapport entre le régime moteur et son seuil maximal est inférieur à cette valeur.

Maintenant que vous savez comment fonctionne la boîte de vitesses et ce que font tous ces paramètres, nous pouvons résoudre les problèmes mentionnés précédemment.

Si le véhicule passe une vitesse à un moment inapproprié en mode de transmission automatique, cela signifie que vous avez réglé le paramètre Gear Ratio pour chaque vitesse de manière inappropriée. Par exemple, si le réglage de Gear Ratio est le même pour toutes les vitesses, alors l'accélération sera la même pour chaque vitesse. Il n'y aura donc pas de différence entre chacune d'entre elles.

Si le moteur ne parvient pas à passer à la vitesse supérieure et revient à un niveau de vitesse inférieur, cela signifie que la différence de Gear Ratio entre deux vitesses est trop importante, ou que le couple moteur est trop faible. Dans ce cas, la charge du moteur est trop importante pour supporter l'accélération. En retour, le régime moteur diminue, et le véhicule rétrograde automatiquement.

En outre, il y a une autre partie qui est essentielle pour contrôler le changement de vitesse : l'embrayage.

3. Embrayage

Voici un schéma simplifié montrant le fonctionnement de l'embrayage (« clutch »).

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L'embrayage est principalement utilisé pour contrôler la façon dont le MCI se coordonne avec la boîte de vitesses. De cette façon, ils peuvent être engagés ou désengagés lentement. Aucun dommage mécanique ne se produira, même à un régime moteur très élevé. Nous n'aborderons pas ici les détails du fonctionnement de l'embrayage. Pour les concepteurs sonores, il suffit de savoir comment l'embrayage contrôle la transmission de puissance et déclenche le passage de vitesses.

Dans les jeux de simulation de conduite, les joueurs-euses occasionnels-elles utilisent rarement l'embrayage manuel. Dans les jeux de conduite non réalistes, les joueurs-euses ne peuvent même pas contrôler l'embrayage. Tout ce que les joueurs-euses peuvent contrôler, c'est l'accélérateur, la direction et le freinage. Le changement de vitesse est entièrement laissé aux mains du système de transmission automatique. Nous devons donc concevoir un système d'embrayage qui soit identique au fonctionnement réel d’un véhicule. Cependant, il est compliqué d'expliquer avec exactitude comment utiliser l'embrayage ; simplifions donc un peu les choses. Lorsque le moteur commence à fournir de la puissance au véhicule, l'embrayage doit être engagé. Lorsque le moteur cesse de fournir de la puissance au véhicule, l'embrayage doit être désengagé. Dans le projet de démonstration de UE4, nous pouvons utiliser l'accélérateur pour contrôler directement l'embrayage. Cela fonctionne aussi pour d'autres jeux ne simulant pas de manière réaliste la conduite automobile.

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Le module de véhicule dans UE4 fonctionne de la même manière. Lorsque l'accélérateur est relâché, le véhicule ralentit. L'opération de rétrogradage ne sera pas déclenchée lorsque le régime moteur diminue. Pour mieux comprendre comment le son est affecté lorsque l'embrayage est engagé et désengagé, regardons la vidéo suivante :

Veuillez activer les sous-titres pour cette vidéo. À partir de 26 secondes, nous entendons le son avec l’embrayage engagé. À partir de 53 secondes, nous entendons le son avec l’embrayage désengagé.

Dans la vie réelle, si vous appuyez sur la pédale d'accélérateur alors que l'embrayage est complètement désengagé, le véhicule ne bougera pas. Comme vous pouvez l'entendre, l'effet sonore ici n'est pas très convaincant.

Comme l’embrayage était engagé tout du long, le son du changement vers la vitesse supérieure a été déclenché lorsque le véhicule a ralenti ou même freiné. Ce n'est pas exactement ce que nous voulons. Surtout quand le véhicule freine, nous voulons qu'il s'arrête le plus vite possible et qu'il coupe l'alimentation du moteur. Il ne devrait certainement pas augmenter le régime moteur alors que la vitesse diminue.

Avec une logique d'embrayage plus réaliste, nous pouvons implémenter un système d'interaction complexe dans le jeu. Sans cela, nous pouvons simplement contrôler l'embrayage avec l'accélérateur. Maintenant que vous savez comment l'embrayage fonctionne et comment il affectera le son, nous pouvons retourner à Wwise et régler quelques paramètres :

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Enableshifting (Autoriser l’embrayage) : ce paramètre est utilisé pour contrôler l'embrayage. Lorsqu'il est réglé sur « On », REV jouera le son de changement de vitesse à chaque changement de rapport de la boîte de vitesses. Lorsqu'il est réglé sur « Off », le son de changement de vitesse ne sera pas déclenché. Connectons-le avec le paramètre Throttle. De cette façon, lorsque vous appuyez sur la pédale d'accélérateur, l'embrayage sera engagé.

Maintenant que la boîte de vitesses, l'embrayage et les paramètres du moteur sont définis, nous obtenons le résultat suivant. Fondamentalement, cela correspond au fonctionnement réel d’un véhicule.

Cependant, pour le moment, nous n'avons que le son du moteur. Il manque encore de nombreux détails. Dans le chapitre suivant, nous allons ajouter des détails supplémentaires aux sons du véhicule.

Ajouter des détails supplémentaires aux sons du véhicule

De manière générale, nous pouvons regrouper les sons de véhicules dans les catégories suivantes.

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Concernant le moteur à combustion interne, l'embrayage et la boîte de vitesses, ils ont déjà été expliqués précédemment. Voyons maintenant comment les autres parties du véhicule produisent du son.

1. Bruits des pneus et du vent

Les bruits de pneus utilisent principalement des échantillons sonores en boucle. Il est possible d’ajouter quelques sons aléatoires à la boucle pour créer des variations, et ajouter un RTPC pour la vitesse de mouvement afin de moduler la hauteur, le volume et la transition de la boucle. De plus, nous devons créer divers matériaux pour le sol et les changer avec des Switches. Il serait encore mieux d'obtenir le coefficient de friction entre le pneu et le sol. De cette façon, nous pourrons l'utiliser pour contrôler et déclencher le son de dérapage du pneu. Ici, je n'ai pas calculé le coefficient de friction. Les sons seront déclenchés lors du freinage et des virages.

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2. Suspension

Il existe en fait de nombreux types de suspension. Ici, nous ne parlons que de la façon dont elle affecte le son. La suspension est essentiellement un amortisseur qui assure la stabilité du véhicule lors de la conduite sur des routes accidentées. Le son du moteur sera affecté à chaque secousse du véhicule. Et la suspension affecte la pression des pneus, ce qui modifie la charge du moteur. Pour le système de suspension, nous allons faire deux choses ici :

• Créer un son de tremblement de la carrosserie qui change avec la pression de la suspension.

• Permettre au tremblement de la suspension d'affecter le son du moteur et le son des pneus.

Pour faire cela, nous devons d'abord obtenir le paramètre de balancement de la suspension (« Suspension Offset »). Nous avons ici cinq RTPCs : « pianyi1 », « pianyi2 », « pianyi3 », et « pianyi4 » pour le balancement sur chaque roue, et « zhendong » pour le balancement total sur les quatre roues.

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Nous devons créer des sons de secousses de véhicules de différentes intensités et les moduler en fonction du niveau de balancement et de la vitesse de déplacement.

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Ensuite, nous utilisons la suspension pour affecter le son du moteur et le son des pneus.

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Cela permet de créer des sons qui changent dynamiquement lorsque le véhicule subit une secousse.

3. Turbo

Le turbo (ou turbocompresseur) est en fait un ventilateur à ultra-haute vitesse qui est utilisé pour augmenter l'admission d'air du moteur et brûler plus de carburant en un seul temps, améliorant ainsi les performances du moteur. En parlant du couple, j'ai présenté deux graphiques pour illustrer les conditions de fonctionnement d'un moteur à turbocompresseur et d'un moteur à aspiration normale. Les moteurs à turbocompresseur ont plus de chances d'atteindre le couple maximal et de le maintenir plus longtemps. Je ne vais pas entrer dans les détails du fonctionnement du turbocompresseur. Ici, nous allons juste nous concentrer sur la façon dont le turbo émet des sons, et dans quelle condition.

Le son émis varie légèrement en fonction du type de turbocompresseur. Cependant, dans la plupart des jeux, il est présenté comme un son de rotor à haute fréquence. En effet, le turbo lui-même est un ventilateur à très haute vitesse, et il peut facilement atteindre 10 000 tr/min, voire dépasser les 100 000 tr/min.

Généralement, le turbo émet des sons lorsqu'il atteint une certaine valeur de régime. Pour être précis, au moins 2 000 tr/min. Le son du turbocompresseur ne sera pas entendu si la valeur de tr/min n'est pas assez élevée. De plus, le son du turbo varie moins que le son du moteur.

Lorsque le régime moteur diminue, le son du turbo ne s'arrête pas nécessairement. Certaines voitures de course à hautes performances sont équipées d'un système anti-lag (ALS) pour éviter le temps de latence (« lag ») du turbo, et pour qu’il continue à fonctionner même lorsque le régime moteur baisse. Par conséquent, le son du turbo doit être personnalisé pour chaque véhicule. Et il n'existe pas de solution universelle.

Pour simplifier, j’ai ignoré dans mon projet les cas particuliers. Le turbo est lié à la vitesse du moteur, et je n’ai pas utilisé d’échantillons audio de turbocompresseur. À la place, j’ai appliqué des traitements audio sur un son de perceuse électrique pour simuler le comportement du turbocompresseur.

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4. Pot d'échappement

Pour les simulations de course de haute qualité, le son du pot d'échappement doit être créé séparément. Vous pouvez les mettre en boucle selon les besoins. Ici, nous nous concentrons sur un son qui a été exagéré dans le jeu : le retour de flamme (« backfire »).

Dans la vie réelle, les retours de flamme se produisent généralement sur des véhicules de grosse cylindrée. L'effet visuel/audio est l'un des éléments clés pour améliorer l'expérience du-de la joueur-euse. Pour réaliser des sons de retour de flamme convaincants, nous devons faire une analyse du comportement de ce phénomène. En général, il existe trois types de sons pour les retours de flamme :

• Retour de flammes stable

Situation : ne se produit que lorsque le véhicule roule à grande vitesse, sous une forte charge.

Comportement : flamme de queue stable et continue.

Sonorité : son de combustion stable et continu, sans éclat.

Cause : Dans certains véhicules, lorsque la température du moteur est trop élevée (fonctionnement sous forte charge, à haut régime), la quantité de carburant injecté dans le cylindre est augmentée afin de refroidir le convertisseur catalytique à trois voies et le cylindre du moteur. Dans ce cas, le mélange air-carburant est dans une condition de combustion incomplète, parce que la quantité de carburant est relativement trop élevée. L'excès de carburant vaporisé continue à brûler lorsqu'il rencontre l'air au niveau du tuyau d'échappement, où apparaissent des flammes bleu clair. Dans le jeu, la flamme de queue stable est généralement utilisée dans diverses conditions de conduite à très haute vitesse, comme lors d’une accélération sous nitro.

• Retour de flamme en rafale

Situation : se produit lorsque l'admission d'air du moteur est sérieusement inadéquate (généralement lors d'un démarrage à grande vitesse), ou lorsque le véhicule roule sous une charge importante et que l'accélérateur est soudainement retardé.

Comportement : flamme de queue courte et ponctuelle.

Sonorité : éclat et crépitement semblables à une explosion.

Cause : En raison du manque d'admission d'air, la combustion du carburant dans le cylindre est très insuffisante. Pendant le coup d'échappement, le carburant à haute température non brûlé traverse le collecteur d'échappement chaud et le convertisseur catalytique à trois voies (qui est à nouveau chauffé) avec le flux d'air. Et le carburant vaporisé à haute température ne peut pas être brûlé en raison du manque d'oxygène. Ainsi, lorsque ces gaz arrivent à l’ouverture du pot d’échappement et rencontrent l'air frais extérieur, ils s'enflamment instantanément, ce qui est suivi d'un retour de flamme.

• Retour de flamme anti-lag

Situation : se produit lorsque vous changez de vitesse et que vous réenclenchez l’accélérateur.

Comportement : flamme de queue courte, avec une faible explosion.

Sonorité : bruit sourd de tuyau d'échappement de basse fréquence.

Cause : Dans les jeux de course, lorsque vous changez de vitesse et que vous remettez les gaz, le déplacement diminue et le régime du turbocompresseur baisse. Le lag (ou latence) du turbo se produit lorsque vous appuyez sur la pédale d'accélérateur et ré-accélérez. Les voitures de course sont équipées d'un dispositif appelé Système Anti-Lag (ou ALS). Il arrête l'allumage lorsque le moteur n'a pas besoin de fournir de l'énergie au véhicule, et laisse délibérément le mélange carburant-air entrer dans le collecteur d'échappement après l'ouverture de la soupape d'échappement. Le collecteur d'échappement étant très chaud, le mélange air-carburant éclate instantanément. La forte pression explosive pousse les pales d'échappement et entraîne les pales du turbo à haute vitesse afin de maintenir l'état de suralimentation. De cette façon, l'effet de suralimentation dure même lorsque le véhicule roule à basse vitesse ou lorsque vous changez de vitesse et réenclenchez l’accélérateur. Ce type de flamme prend feu à l'intérieur du moteur et sort par le tuyau d'échappement. C'est pourquoi nous obtenons des sons sourds à basse fréquence de tuyau d'échappement.

Dans mon projet de démonstration, je n'ai pas réellement créé de sons séparés pour le tuyau d'échappement. En effet, le véhicule utilisé dans le projet n'a pas du tout de pot d'échappement, et il ne ressemble pas à une voiture de course haut de gamme. Et il n'y a pas d'effet visuel pour cela. Le son de retour de flamme n'est déclenché que lorsque le régime moteur chute en dessous de 4 100 tr/min. Aucun autre son complexe n'a été ajouté.

Vérifions maintenant comment le véhicule sonne :

À ce stade, nous obtenons l'effet sonore mentionné au début de l'article. Fondamentalement, il contient tous les sons nécessaires lorsque le véhicule est en marche. Si vous souhaitez améliorer la qualité audio, vous pouvez chercher de meilleurs échantillons pour chacun des sons mentionnés précédemment. De plus, vous pouvez réécrire le programme pour obtenir des commandes plus complexes.

La synthèse granulaire de REV.

Les chapitres précédents portent essentiellement sur la façon d'ajouter plus de sons au véhicule. Ce chapitre vous donnera une brève introduction à la fonction de synthèse granulaire de REV. De plus, vous apprendrez à faire votre propre modèle granulaire pour le son de moteur.

Tout d'abord, nous devons préparer trois échantillons de son de moteur : un échantillon de boucle lorsque le véhicule est à l’arrêt (« idle »), un échantillon correspondant à une accélération uniforme de l’état d’arrêt à la vitesse maximale (« up »), et un échantillon correspondant à une décélération uniforme de la vitesse maximale à l’état d'arrêt (« down »).

engine_idle.wav

 

engine_up4.wav

 

engine_down4.wav

Vous pouvez ensuite ouvrir l'écran principal de REV, cliquer sur « Open In REV.Tool », et aller dans le synthétiseur granulaire de REV.

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Cliquez ensuite sur « File » et choisissez « Open wav file ». Chargez l'échantillon d'accélération uniforme que nous avons préparé précédemment. REV va analyser et afficher le spectre correspondant au pic de résonance.

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Vous pouvez voir que le spectre est un peu désordonné. C'est parce que mon échantillon contient quelques sons d'opérations mécaniques, qui ont provoqué des changements moins continus dans les pics de résonance.

Cliquez sur « Auto tag harmonics » pour sélectionner un ensemble de pics de résonance dans le spectre. Théoriquement, les pics de résonance optimaux devraient être continus. Cependant, en raison de mes mauvais échantillons, le spectre sélectionné est discontinu. Cliquez ensuite sur « Start Cycle Tracking », ou sélectionnez manuellement la plage de résonance.

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Une fois l’opération terminée, REV va analyser le spectre et générer un modèle granulaire. Vous pouvez ensuite écouter le son d'accélération à différents régimes en faisant glisser la ligne sur le spectre.

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Les cercles noirs sur la ligne bleue indiquent différents paliers de régime moteur. Vous pouvez ajuster la plage de variation en modifiant l'intervalle entre les cercles noirs.

Vous pouvez ensuite zoomer sur le spectre et choisir « Select Cycle » pour modifier la courbe générée pour le pic de résonance, et supprimer les segments indésirables du modèle.

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Enfin, cliquez sur « File » et choisissez « Save partial document ». Le modèle granulaire généré sera sauvegardé. Ensuite, ouvrez l'échantillon de décélération et générez le modèle granulaire de la même manière. Après cela, passez à l'onglet « Model ».

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Ajoutez les modèles granulaires et la boucle pour l’état d’arrêt du véhicule que nous avons faits précédemment. Cliquez sur « Simulate ». Un nouveau modèle sonore de moteur sera généré. Dans le panneau « Simulation », vous pouvez ajuster et vérifier votre modèle.

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Enfin, cliquez sur « Save » pour générer votre propre fichier .model.

Retournez à la fenêtre de REV et cliquez sur « Import Model », puis allez chercher le modèle précédemment généré. Cela nous permettra d'utiliser dans le jeu le son du moteur que nous venons de générer.

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Une fois les bnk et les sons générés dans UE4, vous pouvez entendre un nouveau son de moteur. Voyons maintenant comment il sonne.

Conclusion

Voilà comment j'ai utilisé le plug-in REV pour créer des sons de moteur de véhicules de course. Le rendu final doit encore être amélioré. Le son de moteur n'est qu'une petite partie de mon travail quotidien, et je suis intéressé par la production et la recherche de ce type de son en raison de sa spécificité. Je suis impatient d'entendre vos suggestions et vos idées !

Xu Wei (徐巍)

Concepteur Sonore

NetEase Interactive Entertainment

Xu Wei (徐巍)

Concepteur Sonore

NetEase Interactive Entertainment

Déterminé à devenir un producteur audio accompli, Xu Wei a travaillé en conception et production audio pour le cinéma, la télévision, l'animation, les projections en dôme, les lieux interactifs immersifs, etc. et il commence maintenant à se plonger dans le jeu vidéo.

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