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Stations de travail et portables profitent de l'affichage en relief. Il connaît un renouveau grâce aux progrès technologiques, qui le rendent moins coûteux.
Demain, l'affichage en relief se banalisera comme la couleur aujourd'hui. C'est, du moins, l'espoir que suscitent les derniers progrès enregistrés dans les technologies de production, de diffusion, et d'affichage. Ainsi les vidéos,
les modèles de CAO, ou les représentations scientifiques complexes (par exemple d'une molécule) peuvent-ils d'ores et déjà être visualisés en stéréoscopie et sans lunettes sur les écrans plats de dernière génération. Ce qui facilite leur
compréhension. Souvent, le relief reste cantonné aux salles de cinéma et salles immersives de quelques grands comptes.
L'IGN, l'un des plus consommateurs d'images
Le cas de l'Institut géographique national (IGN) est à la fois atypique et exemplaire. Ses besoins en photogrammétrie (technique pour effectuer des relevés topographiques à partir d'un couple d'images) en font le plus gros
consommateur français d'affichage en relief depuis des décennies. L'évolution actuelle, avant tout logicielle, s'oriente vers la stéréoscopie automatique. C'est l'ordinateur qui assure la corrélation entre les images en se basant sur la luminance,
et non pas sur les couleurs, comme le font les opérateurs. Ce qui demande d'exploiter les données brutes acquises par le capteur de la caméra avant toute opération de compression. L'IGN travaille aussi sur une estimation de la qualité des vecteurs
3D générés automatiquement afin d'anticiper les surfaces compliquées à reconstruire. ' Dorénavant, la corrélation serait plutôt confiée aux machines. Elles se montrent plus précises que l'?"il. Même si elles se trompent
aussi de temps en temps, argumente Didier Boldo, responsable de la 3D à l'IGN. L'opérateur demeure cependant indispensable pour qualifier et valider les résultats. 'Pour les stations individuelles, deux grandes technologies d'affichage en relief s'opposent traditionnellement : la méthode passive, avec un filtre polarisant appliqué sur l'afficheur (vidéoprojecteur ou écran) et sur les
lunettes ; et la méthode active, où l'ouverture et la fermeture de volets à cristaux liquides placés sur les lunettes sont synchronisées avec le balayage de l'écran. Mais ces dernières années, la commercialisation d'écrans dits
autostéréoscopiques, ne nécessitant aucunes lunettes, s'est fortement développée.
Adapter l'image à la position de chacun
Le haut de gamme est le lenticulaire, qui consiste à poser un réseau de très fines lentilles cylindriques gravées au micron près à la surface de l'écran plat (LCD ou plasma). L'image affichée est générée à partir de différents points
de vue de la scène filmée, qui sont imbriqués en colonnes de pixels. Neuf points de vue sont ainsi nécessaires dans le cas des écrans Philips, et six pour les écrans alioscopiques, inventés et commercialisés par Pierre Allio.La barrière de parallaxe est une autre méthode autostéréoscopique plus robuste et moins chère, dont une variante à illumination s'avère bien adaptée aux écrans LCD ou Oled. Son industrialisation se trouve facilitée par l'ajout d'un
composant assez courant : un écran à cristaux liquides, qui affiche des colonnes alternativement transparentes et opaques. Il est en général placé entre l'écran d'affichage et son rétro-éclairage. D'où le nom anglais de backlight donné à cette
technique. L'image gauche est affichée sur les colonnes impaires de pixels, et l'image droite sur les colonnes paires. Cette technique assombrit légèrement l'image, car seule une colonne de pixels sur deux est affichée pour chaque ?"il. Mais elle
présente l'avantage d'être exploitée aussi bien avec les écrans de grande taille - destinés, par exemple, à la communication dans les lieux publics - qu'avec les ordinateurs portables et, bientôt, les téléphones mobiles.Toutefois, ces différentes solutions à vision directe ont un gros défaut : elles engendrent à la longue une fatigue chez l'utilisateur en l'obligeant à conserver une position fixe par rapport à l'écran pour conserver une vision
correcte du relief. D'où l'idée du constructeur Seereal de commercialiser des écrans adaptés aux postes de travail individuels. Les mouvements de tête de l'utilisateur sont suivis par l'ordinateur, qui déplace automatiquement et latéralement la
barrière de parallaxe.Pour les grands écrans utilisés dans les applications de réalité virtuelle, c'est la position caméra de la scène qui doit être modifiée en temps réel en fonction de la position de la tête de celui qui manipule la scène 3D. Ses
mouvements de tête, ainsi que ceux du joystick sont généralement pistés par des marqueurs infrarouges, et ces données exploitées en temps réel par l'ordinateur. En revanche, les autres spectateurs voient un relief quelque peu déformé. Ce qui est
gênant dans le cadre d'un travail collaboratif. Barco a amélioré le procédé avec son système Infitec (Interference Filter Technology) de séparation par fréquences colorimétriques. Il double ainsi le nombre de flux d'images, et aide à afficher deux
points de vue en simultané sur le même écran, sans requérir l'ajout de vidéoprojecteurs.
Hollywood repasse à l'offensive
C'est un point important, car les applications de réalité virtuelle demandent de grands écrans et plusieurs vidéoprojecteurs de haute définition (HD). Les résolutions affichées peuvent même être trois fois plus importantes qu'au
cinéma avec 6 000 pixels en horizontal. En pratique, cela nécessite d'associer trois vidéoprojecteurs - chacun affichant au maximum 2 000 pixels -, puis de synchroniser les multiples canaux graphiques. Autre particularité du monde de
l'entreprise par rapport au cinéma : il faut générer l'image de synthèse en temps réel, et gérer l'interactivité avec les utilisateurs. Ce qui réclame, pour la première option, des calculs parallélisés, et, pour la seconde, le pilotage de
capteurs infrarouges ou de périphériques de type joysticks ou data-glove (gants dont les mouvements dans l'espace sont captés). Les outils de présentation 3D, comme Virtools de Dassault Systèmes ou Showcase d'Autodesk, prennent en compte tous ces
aspects.Cent cinquante ans après son invention, la création et l'affichage d'images stéréoscopiques sont redevenus un domaine de recherche actif. Y compris dans l'industrie du cinéma après une période de gloire dans les années 50, puis au
milieu des années 80, quand le Canadien Imax adaptait le relief polarisé au cinéma 70 mm sur des écrans de plus de 20 m de base. Le cinéma numérique redonne, aujourd'hui, une nouvelle jeunesse à cette technique centenaire. Dans un contexte
de désaffection des salles de cinéma, concurrencées par le home cinema, les grands studios hollywoodiens, dont Disney, Warner Bros, et Sony Pictures, jouent la carte du spectacle en relief pour séduire le grand public. Cela a pour conséquence
d'abaisser le prix du matériel spécialisé, comme les puces DLP de Texas Instruments qui équipent les vidéoprojecteurs. Et cela bénéficie aussi aux entreprises pour leurs salles immersives.
La projection à un seul vidéoprojecteur
L'un des atouts du cinéma numérique réside dans sa capacité à projeter du relief avec un seul vidéoprojecteur HD. A comparer avec le cinéma classique, qui nécessitait de doubler le nombre de projecteurs ou d'objectifs. Résultat :
en moins de deux ans, près de 200 salles de cinéma numérique d'Amérique du Nord se sont équipées du matériel Real D, qui s'adapte aux vidéoprojecteurs installés. Ce nouveau réseau a accueilli en 2006 plusieurs films d'animation, dont
Monster House, de Sony Pictures, et la reprise de L'Etrange Noël de monsieur Jack, le chef-d'?"uvre de Tim Burton datant de 1993. Avec son système à polarisation circulaire, qui fonctionne en ajoutant
devant le projecteur un filtre polarisé tournant, la société californienne Real D est devenue en quelques années le leader incontesté sur ce marché. Cette technologie n'est pas exempte de défauts : perte de luminosité, usure prématurée des
lampes, effets fantômes gênants dans l'image relief. Néanmoins, elle combine les avantages de la projection à un seul vidéoprojecteur - habituellement réservée au relief actif - à celui de ne nécessiter que de simples lunettes polarisées passives,
légères, dont la fabrication revient à quelques euros.La conversion en relief est l'autre innovation marquante de cette deuxième sortie du film de Tim Burton. Disney a mobilisé les talents du studio d'effets spéciaux de Georges Lucas, ILM, pour reconstituer sur ordinateur le deuxième
?"il. Une technique semi-automatique, où des algorithmes sophistiqués aident l'opérateur à séparer les scènes en différents plans et à recalculer, pour chaque pixel de la scène, sa distance à la caméra. Une solution française, baptisée 3Dlized, a
été développée. Elle est en cours de commercialisation par le réalisateur et ingénieur Philippe Gérard, ancien chercheur à l'Inria.redaction@01informatique.presse.fr www .01blog.fr/1892
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