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De plus en plus près de visuels 3D sans support physique

Des présentations en trois dimensions en suspension dans l'air et visibles dans toutes les directions ont été créées à l'aide d'une technique d'affichage volumétrique ayant recours au laser.

Un texte d'Alain Labelle

Les visuels créés par l’ingénieur Daniel Smalley et ses collègues de l’Université Brigham Young rappellent celui qu'a imaginé le réalisateur George Lucas, il y a 40 ans, dans le premier film de la série La guerre des étoiles, lorsque le robot R2D2 projette un message de détresse de la princesse Leia à Obi-Wan Kenobi.

Quand la science-fiction devient réalité

Alors que les hologrammes actuels sont des images créées sur des surfaces planes qui apparaissent tridimensionnelles en raison de la façon dont la lumière rebondit sur le matériau, les images nouvellement mises au point occupent réellement l’espace en 3D.

Des images bidimensionnelles d'artistes comme Elvis ou Frank Sinatra ont déjà été conçues. Elles sont présentées en 3D grâce à des montages scéniques qui font appel à des projecteurs soigneusement placés et des surfaces réfléchissantes.

Toutefois, comme les hologrammes, ces images en apparence en 3D ne peuvent être vues que sous certains angles.

La nouvelle technique crée des images 3D qui peuvent être observées dans pratiquement toutes les directions.

Elle fonctionne en emprisonnant une particule de cellulose d’un micromètre dans un faisceau de lumière laser presque invisible. Ce laser déplace la particule de façon répétée le long d'un trajet spécifique dans l'air, par exemple sous la forme d'un tire-bouchon ou du contour d'un papillon (voir photo).

À chaque point du trajet de la particule, d'autres lasers l'illuminent de lumière rouge, verte ou bleue, que la particule disperse dans toutes les directions. Cela crée un seul pixel d'image qui peut être visualisé de tous les côtés.

Puisque la particule traverse rapidement l'air et réalise le même chemin à plusieurs reprises, tous ces pixels en viennent à se confondre, ce qui permet de créer ce qui semble être une image immobile flottant dans l'air.

La Terre au bout des doigts

L’équipe américaine a utilisé cette méthode pour produire des graphiques de la taille d'un timbre-poste. Étant donné que la technologie ne permet de dessiner une image qu’à l’aide d’une seule particule, les chercheurs n'ont pu créer que de petites images, comme une image à haute résolution de la Terre d'environ un centimètre de diamètre. Pour y arriver, ils ont utilisé un laser presque invisible pour traîner une particule incandescente de 10 micromètres dans les deux sens.

M. Smalley et son équipe entendent maintenant peaufiner leur prototype pour réaliser des présentations utilisant de nombreuses particules.

Ils espèrent créer un système qui manipule 100 ou même 1000 particules à la fois. Avec ces améliorations, tout devient possible, explique-t-il.

Une panoplie de possibilités

Des images « flottantes » aideront éventuellement les chirurgiens à pratiquer des opérations avant que les patients ne passent sous le bistouri.

Cette technologie pourrait également être utilisée en physiothérapie ou pour améliorer la performance sportive. Par exemple, elle pourra aider les golfeurs à pratiquer leurs mouvements.

En outre, ces images fourniront aux contrôleurs aériens des cartes dynamiques des avions en vol et aideront à suivre le déplacement des satellites pour s'assurer qu'ils n’entrent pas en collision.

Bref, les utilisations possibles de cette technologie sont sans fin, par exemple dans les domaines du divertissement, de l’éducation et de la publicité.

Si bien qu'un jour, un visiteur d’un musée se promènera dans une salle où une image d’un T. rex sera projetée grandeur nature.

Le détail de cette étude est publié dans la revue Nature.

La vidéo qui suit a été créée par l'équipe de recherche et explique, en anglais, les présents travaux.