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Hologramme
  • Catégorie Star Wars dans notre quotidien
  • Date 13/01/2012
  • Auteur(s) Xendor
  • L'avenir du multimédia dans toute sa splendeur !

  • Note du staff SWU
     (60 % - 1 commentaire)
  • Note des internautes
     (aucun commentaire disponible)
Un hologramme au conseil JediL'hologramme de R2D2


Les hologrammes sont utilisés de façon récurrente dans les films de la Saga. C’est le moyen utilisé aussi bien pour des enregistrements que pour des communications longues distances.
Verrons-nous un jour les mêmes hologrammes que dans Star Wars ?

Le nombre de systèmes inventés ou en développement peut donner le vertige !
Tout d’abord, comment sont fabriqués les hologrammes actuels ? Sans entrer dans des détails trop complexes, il s’agit d’un élément (personne, objet) reproduit par diffraction laser. C'est-à-dire qu’un faisceau se sépare en 2 pour toucher une plaque de réception. L’un des deux faisceaux touche l’élément à reproduire avant de toucher la plaque. C’est le mélange des deux faisceaux qui crée une 3D holographique.

On entend beaucoup parler des futurs téléviseurs 3D sans lunettes et Oled, mais on parle moins de l’arrivée massive des hologrammes. Pourtant, cela n’a pas échappé aux industriels.
Selon certains d’entre eux, les téléviseurs 3D sans lunettes n’existeront tout simplement pas.
Nous pourrions bientôt parler d’« Hogels » (impulsions laser) au lieu de pixels. Un écran en matériau polymère photoréfractaire rafraichit l’image toutes les 2 secondes. Une avancée considérable selon les chercheurs américains.
D’ici 5 à 10 ans les premières télévisions holographiques pourraient se trouver sur le marché.

Bien sûr cela implique de :
- gagner en qualité d’image
- gagner en temps de réponse. Le temps de réponse du direct se comptait en minutes il n’y a que quelques années. Aujourd’hui certaines entreprises atteignent un taux de rafraichissement de l’ordre d’une webcam.
- réduire la place prise par le matériel
- rendre la capture moins contraignante
- réduire les coûts
Et pour les téléviseurs, il faudrait tourner l’ensemble des programmes diffusés en 3D holographique (alors que la HD est encore loin d’être systématique).
Ce sont quelques-uns des points sur lesquels se penchent les équipes de recherches.


Si les hologrammes et la lumière en général vont bientôt envahir notre quotidien, on peut se demander : où et comment ?
Je vais prendre six exemples concrets pour avoir un aperçu des technologies actuelles.



1. BEAM

La société BEAM par exemple, utilise la projection à grande échelle. Des murs entiers de bâtiments sont animés d’images. Les projections les plus réussies donnent même l’illusion de la 3D. Une projection prévue sur des plages horaires logique : « Ce médium unique sera proposé durant les mois d'automne, d'hiver et du début du printemps de 17h00 à 23h00 et de 06h00 à 08h00. »
On peut noter au passage qu’il ne s’agit donc pas d’augmenter la pollution lumineuse ; sans doute plus pour des raisons économiques d’ailleurs.
BEAM fait également des démonstrations holographiques.


2. VIZOO

L'hologramme de VIZOOLes hologrammes sont également utilisés dans la mode comme ce défilé développé par VIZOO. Un concept idéal et un système inédit (et en HD) car visible des deux côtés. 
Néanmoins, l’exploit technique datant de 2007, on peut se demander s’il ne va pas rester unique. Cette entreprise danoise a également travaillé pour le Parc Astérix en créant Le Défi De César (ouvert en 2008), une 3D holographique sur fond noir. 



3. LM3 LABS

Il existe beaucoup d’autres types de systèmes comme ceux développés par LM3 LABS.
Il s’agit d’un type de « faux » hologrammes dont le but est l’interactivité. Quelques exemples :
- l’Air Strike propose une gestuelle totalement connectée.
- l’Ubiq Window propose un support interactif sur… une fenêtre (musées, etc).
- le Catchyoo propose de la réalité augmentée sur le sol, le mur et le plafond.

 

hologrammehologramme

Tout le développement de chez LM3 LABS est d’ailleurs basé sur l’interactivité et la réalité augmentée. Je vous invite à visiter leur site particulièrement intéressant. Contrairement à Star Wars, leurs faux hologrammes possèdent un support physique. Mais cette technologie n’en est pas moins intéressante. Elle permettrait, par exemple, d’interagir avec une table ou le sol ; d’animer des musées ou des lieux publics ; d’interagir avec des produits virtuels exposés en vitrine (bijoux, vêtements) ; servir dans des conférences ou des réunions de travail, en médecine, en architecture ; etc… Un grand champ d’applications est donc possible.



4. ICT

L'hologramme d'un chasseur de l'Empire !Encore d’autres hologrammes avec ICT (Institute for Creative Technologies)
Leurs scientifiques parviennent à faire un hologramme qui communique en temps réel avec un décalage d’à peine une seconde. Le procédé est visible en suivant ce lien. Mais l’hologramme n’est pas généré sur 360 degrés.

Un inconvénient qu'ils peuvent corriger en appliquant un processus un peu différent sur un objet fixe tel qu'un chasseur TIE (l’explication en détails). Cette fois l’élément est visible sur 360 degrés.
Un hologramme qu'on pourrait facilement trouver dans Star Wars !

Il existe encore un autre système développé par ICT qui ressemble à la chambre de méditation de Dark Vador.
Les murs sont composés de caméras et de projecteurs. Quant au sol, il permet de marcher/courir grâce à un simple tapis roulant.

Le procédé d'ICT permettant de filmer à 360°Schéma expliquant le système d'ICTExemple de ce que peu offrir ICT avec un seul acteur

L’ensemble de caméras filment le personnage puis les données sont traitées en temps réel. On peut fabriquer un hologramme ou bien se servir des données pour les intégrer directement dans un montage de film… A partir de là tout est possible :
- multiplier les personnages
- simuler des chorégraphies improbables (analyse des mouvements)
- ajouter n'importe quel décors
Comme souvent, la seule limite est l'imagination !

Une technologie particulièrement encombrante tout de même, mais qui servira probablement dans l’avenir du cinéma ou de la publicité. Il n'est pas difficile d'imaginer des acteurs tournant leurs scènes à l'aide de ce procédé au lieu de les faire sur un fond vert ou bleu... On peut même envisager que le système soit plus grand et qu'il puisse accueillir des scènes d'action.

Le prochain Star Wars sera-t-il tourné dans cette bulle... ?



5. MUSION

L'Eye Say : l'hologramme de MUSION en version panneauVoici une autre technique qui fut révélée en Grande Bretagne, (à l’aéroport de Manchester) où la première mondiale de ces hologrammes eut lieu.
C’est l’entreprise MUSION qui en est à l’origine.

L’Eye Say est très impressionnants et presque aussi vrai que nature. Ce n’est en fait qu’une simple projection sur un panneau en verre fumé découpé à la forme des personnages. Mais l'effet est garanti !


MUSION n’en est pas à son coup d’essai, ils ont toutes sortes de projets liés de près ou de loin à la téléprésence et au monde du spectacle.
La qualité de l'Eyeliner est tellement impressionnante qu’il est difficile de savoir qui est l’hologramme et qui ne l’est pas. Quand la surprise est au rendez-vous, l’illusion est parfaite : saurez-vous trouver qui est l'hologramme dans la vidéo ci-dessous ?

MUSION a créé l’un des systèmes où l’illusion fonctionne le mieux. Une entreprise qui a tout l’air d’avoir un temps d’avance sur les autres.
Pixie Lott, Tokyo Hotel, Gorillaz & Madonna, Black Eyed Peas, Maria Carrey, les représentations animées d’hologrammes commencent à s’accumuler.
Les coûts annoncés par MUSION sont entre 9 000 et 20 000$ par représentation. MUSION assure que ce sont des tarifs qu’on retrouve dans des concerts classiques.
Pour comprendre comment fonctionne tout cela : une vidéo schématique.

Quelques petits défauts :
- il est préférable d’avoir une place en face de la scène
- il vaut mieux regarder le concert avec un peu de recul
- il peut y avoir un halo légèrement terne (plus ou moins visible selon les concerts, un aspect sans doute lié à la feuille de papier d’aluminium).
Gros avantage, leur méthode est moins contraignante qu’avec du verre ou du plexiglas et donc moins coûteuse.
Et ce n’est que le début ! MUSION pourrait encore nous surprendre.

Mise à jour du 15/04/12
Effectivement ce n'était qu'un début. En ce dimanche 15 avril, Tupac, le chanteur décédé, a refait son apparition sur scène. MUSION a donc sauté le pas. Après coup, les réactions du public sont très variées : choquant, indécent, fantastique, merveilleux... Difficile de dire si le jugement est lié à la "résurrection" d'un mort ou bien à la personalité de Tupac.
On peut se demander si les réactions seront différentes avec d'autres chanteurs. Quoi qu’il en soit, Michael Jackson et Elvis Presley vont sans doute remplir à nouveau les salles de concert !


6. iO2 TECHNOLOGY

Parlons désormais d’Heliodisplay de io2 TECHNOLOGY.
Un outil particulièrement efficace et cher ! Il ne nécessite pas de support de réception contrairement aux autres procédés. Il mesure 2 m 30 et pèse 31 kg.
En fait, le L90 utilise l’air de la pièce et une petite quantité d’eau qu’il diffuse. C’est sur cette quantité d’eau qu’est reçue l’image volumétrique. Un atomiseur vaporise donc des particules d’eau de l’ordre de 10 microns. Une fois en marche, il ne dégage pas plus d’humidité que la présence de 3 personnes dans une pièce.
Le système peut utiliser la HD et générer une image 3D sur 360 degrés.

L'un des hologrammes les plus proches de Star Wars © iO2 TechnologieL'hologramme peut être interactif avec le L90 : une révolutionUn système de projection qu'on pourrait retrouver sur R2D2 !


Le L90i est encore mieux car il est interactif. On peut donc toucher l’image et agir sur elle lorsque c’est prévu (grâce à l’analyse de mouvements des mains).
Encore une fois, la seule limite est celle de l’imagination (et la façon de l'utiliser). La très grande compatibilité du système fait qu’on peut s’en servir pour à peu près tout (ordinateurs, lecteur DVD/Blu-Ray, console de jeux, télévision) à l’aide de branchements standards.
De plus le Heliodisplay a été conçu pour être dissimulé derrière un mur, entre des meubles, ou comme une colonne faisant partie de la pièce.
Il n’a pas besoin de l’obscurité pour fonctionner même si le résultat serait meilleur. En revanche la lumière doit être moins importante pour pouvoir faire fonctionner l’interactivité. De plus, dans tous les cas, il est nécessaire d'être dans un environnement à l'abri des courants d'air (utilisation en intérieur).
Comme un tableau dont on changerait la position du cadre, on peut choisir de le placer en « portrait » ou en « paysage ».
Et tout cela pour seulement 54 000€… Il faudra enlever deux « 0 » pour démocratiser ce système. Et si on parvient à le réduire un jour, on pourra peut-être le faire entrer dans un R2-D2.

 

7. Nuances et précisions... une question de point de vue

Il faut le préciser, le mot "hologramme" est souvent un abus de langage et ne représente pas la même chose dans le monde réel. On l'utilise pour parler des techniques de spectacles ou de conférences, mais aussi pour les cubes décoratifs gravés de l'intérieur, les billets de banque, les cartes de crédit ou de fidélité, les posters "3D" lenticulaires, etc. Aucun rapport avec la projection de R2D2 dans Star Wars.
Pour être plus clair : les hologrammes de Star Wars ne sont pas des hologrammes. R2D2 est tellement mieux que ça !

L'holographie est basée sur une diffraction de la lumière avec un support en 2 dimensions. Le procédé le plus basique, celui du fantôme, consiste à éclairer un personnage à l'aide une lampe puissante dans la pièce A, la pièce cachée, qui possède un fond noir.

 Illustration du principe du fantôme de Pepper © The Magic Lantern 1866 Quelques explications supplémentaires © d'après Cours élémentaire de physique, GANOT Alphonse, 1872 Le principe du fantôme de Pepper revisité © Royal Collection Trust, Buckingham Palace

Son reflet sur une plaque de verre légèrement penchée (angle de 45°) vers le public se trouve alors superposé, comme un papier calque, au décor d'une pièce B. Dans la pièce B, un second acteur peut feindre d'interagir avec le fantôme qu'il ne voit pas en réalité. Le spectateur qui regarde au travers de la plaque de verre, assiste donc à un mélange du décor B + l'hologramme + le second acteur feignant la surprise. L'effet est garanti ! Jules VERNE décrit ce procédé holographique (2D) dans son livre Le Château des Carpathes (1892). Le système est parfois amélioré à l'aide d'un miroir pour obtenir une prise de vue différente. Pour faire disparaître des objets, il suffit donc de placer une table au même endroit dans les deux pièces et de ne mettre un objet que dans la pièce cachée qu'il suffit ensuite d'enlever (à l'aide d'un fil par exemple).L'un des procédés modernes utilisés pour les conférences holographiques © GERRIETS
Ce système a été employé à de nombreuses reprises pour créer des "fantômes" au 19 ème et au début du 20 ème siècle. À l'heure actuelle on trouve d'ailleurs ce type d'hologrammes dans la plupart des maisons hantées des parcs d'attractions en plus des exemples déjà cités. Remplacez le verre par un écran LED, vous obtenez les hologrammes de MUSION.

Quelle différence avec l'affichage volumétrique ? Pour la société iO2 TECHNOLOGY, par exemple, ce dernier est en 3 dimensions. Le paradoxe, c'est qu'on ne peut pas le qualifier d'hologramme dans notre monde, car ce mot est déjà utilisé pour beaucoup trop d'autres choses, notamment les fameux hologrammes en 2D. Voyez-vous la nuance ?
Plus simplement, la "faute" revient plutôt à George Lucas qui a fait une erreur en parlant d'hologramme dans Star Wars au lieu de trouver un autre mot ou une autre appellation générique.
L'affichage volumétrique est donc digne de ce qu'on appellerait un "hologramme" dans Star Wars mais l'affichage volumétrique n'est pas un hologramme. C'est bien plus élaboré ! Parler d'hologramme pour ce type de technologie n'est donc pas très flatteur, surtout pour un expert en optique.

 

8. L'affichage volumétrique sur particules

Pour conclure ce petit tour des hologrammes, impossible donc, de ne pas évoquer les récents travaux des chercheurs en images Daniel SMALLEY, ses étudiants et le matériel utilisé pour les expériences © Nate Edwards, BYU Photovolumétriques. On l'a vu, cette appellation est souvent présentée comme la seule façon de parler des hologrammes de science-fiction et non pas des "hologrammes réels". iO2 Technologie ne fait que projeter une image en 3 dimensions. Mais Daniel SMALLEY, physicien à l'université Brigham Young de Provo (Utah) est allé beaucoup plus loin en travaillant sur un affichage volumétrique sur particules.

Il existe deux versions de ce type d'images en 3 dimensions dans l'espace, développé par Daniel SMALLEY:
- l'image de volumes balayés. Le procédé utilise la persistance rétinienne pour tromper l'oeil humain en affichant rapidement différentes images projetées en 2D. Ce trompe-l'œil génère une image en 3 dimensions pour l'observateur.
- l'image statique. C'est tout le volume, composé de voxels, qui change de couleur ou de transparence pour générer un objet tridimensionnel. 

Le principe ressemble un peu à un écran magique.L'écran magique ou télécran © Joustra
Un premier ensemble de faisceaux laser (pratiquement invisible) peut pousser ou tirer une particule de cellulose dans les airs ; c'est la technique de la "pince optique".
Un deuxième ensemble est utilisé pour lui donner sa couleur (rouge, verte ou bleue).
Puisque l'œil humain ne perçoit pas de différence au-dessus de 10 images par secondes (IPS), le parcours de la particule semble former une image. Si cette image est modifiée assez vite, elle peut alors s'animer. À la manière d'un dessin-animé l'illusion est parfaite. Évidemment, pour un dessin-animé, 3 IPS n'est pas fluide, 10 IPS devient suffisant mais à 24, voire 36 IPS, le film/dessin-animé devient totalement fluide. Reste à voir si le problème se pose de la même façon concernant l'affichage volumétrique.

Quoiqu'il en soit, le résultat est déjà stupéfiant : l'image peut être "posée" sur un objet et les spectateurs peuvent tourner autour.

L'affichage volumétrique peut tenir sur un pouce © Laboratoire de Daniel Smalley, Brigham Young University via APPrincipe de fonctionnement résumé © d'après Nature

Hélas, quelques défauts subsistent. Les images ont une résolution excellente, mais elles sont très petites et l'aspect fantomatique des projections sera le même que dans Star Wars à cause de la profondeur. De plus, il suffirait d'un simple coup de vent pour que les particules s'enfuient.

Daniel SMALLEY affirme qu'il pourra projeter son affichage volumétrique sur un brouillard temporaire de particules. Il pense également que la vitesse et le nombre de particules contrôlées en même temps peuvent être améliorées pour générer des images plus grandes et en mouvement.

Une technique prometteuse donc, mais qui n'en est qu'à ses balbutiements. Le projet continue d'avancer, discrètement.
Aux dernières nouvelles, Daniel SMALLEY travaille sur des modulateurs AO / EO en niobate de lithium pour "afficheurs holographiques bi-axes"... Le chercheur abandonnerait-il la particule de cellulose pour des particules moins communes ? Tout un programme.

 

 

Voilà ce que l’on pouvait dire sur les hologrammes à l’heure actuelle.
Tout cela avance très vite, et ceux qui ne restent pas dans la course passent à côté d’un marché porteur.
L’hologramme portable de Star Wars, qui ressemble un peu à un téléphone portable, n’existe pas pour le moment. Mais son intérêt reste évident. L’enjeu ? La science et l’argent. Des montagnes d’argent pour celui qui proposera une technologie simple, efficace et abordable (au moins pour des publicitaires).
L’hologramme, et la dématérialisation de l’image en général, représentent les défis techniques de demain : concerts, cinéma, télévision, publicités, services. Les nouvelles méthodes d'approches seront peut-être les solutions de demain.

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