L’affichage 3D de plus en plus proche de la réalité
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Reproduire la réalité le plus fidèlement possible est un vieux rêve des ténors de la visualisation. C’est la raison pour laquelle les technologies d’affichage permettant de représenter des images en relief ont toujours été l’objet de développements importants au cours des dernières décennies. Mais ce n’est que depuis quelques années que les afficheurs ASD (Auto Stereoscopic Display), ces écrans capables de reproduire des images 3D visibles sans lunettes, sont devenus une réalité commerciale, bien que leurs applications restent limitées aux secteurs professionnels.
Pour percer dans les applications grand public, les écrans 3D doivent impérativement réunir plusieurs caractéristiques indispensables. La première est de fournir des performances satisfaisantes, notamment en termes de définition, un paramètre généralement affecté par les technologies 3D usuelles. Il faut ensuite que la technologie employée soit compatible avec les applications 3D existantes et ne nécessite pas une puissance de calcul trop élevée afin d’être utilisable avec un PC standard.
Le confort d’utilisation avant tout
Mais ce n’est pas tout. Le confort de l’observateur, le gros point faible des technologies 3D qui procurent à certaines personnes nausées et maux de tête, constitue le nerf de la guerre. L’écran 3D gagnant doit ainsi offrir la liberté de mouvement face à l’afficheur sans que les images ne se distordent au moindre mouvement de tête de l’utilisateur. Il doit également pouvoir être regardé par plusieurs personnes à la fois, assises les unes à côté des autres, un point clé pour les applications grand public.
Enfin, la technologie 3D idéale doit être aussi capable d’afficher des images 2D, pour la lisibilité des textes. En 3D, du texte (ou un petit objet) devient flou. Par exemple, le sous-titrage d’un film diffusé en 3D devient complètement illisible. Bien sûr, tous ces efforts seraient vains si le prix d’un tel écran s’éloignait trop de celui de son équivalent conventionnel en 2D.
On a beau retourner dans tous les sens toutes les technologies 3D existantes, aucune n’offre l’ensemble des caractéristiques escomptées. Ainsi, la 3D à angles de prise de vues multiples permet une utilisation simultanée par plusieurs observateurs mais appauvrit grandement la définition (1/9
A la recherche de partenaires industriels
La technologie idéale n’existerait-elle donc pas ? Ce n’est pas l’avis d’une start-up allemande du nom de SeeReal, fondée en 2002 à Dresde. Cette jeune pousse affirme, en effet, avoir développé une technologie de stéréoscopie à deux angles de prise de vues compatible avec tous les points évoqués plus haut, donc armée pour s’imposer dans les applications grand public.
Au lieu d’afficher simultanément l’image droite sur les pixels pairs de l’écran et l’image gauche sur les pixels impairs, les deux images sont diffusées en mode séquentiel par tous les pixels de l’afficheur à une fréquence suffisamment élevée (de 50 ou 60 Hz), afin que l’observateur ne perçoive aucun scintillement et assimile la résultante à un effet stéréoscopique. Il n’y a donc aucune perte de définition liée à la 3D.
L’afficheur est constitué d’une matrice de points lumineux, d’une optique de focalisation et d’une dalle LCD-TFT. C’est le choix des colonnes de points à illuminer qui donne la direction de projection des images : vers l’œil droit ou l’œil gauche. Quand la dalle LCD-TFT affiche l’image droite, seuls sont illuminés les points de la matrice de rétroéclairage permettant une projection de la lumière sur l’œil droit. De même pour l’image gauche. Il suffit ensuite de synchroniser la matrice de points et la dalle LCD-TFT et d’effectuer la commutation droite/gauche à une fréquence de 50 ou 60 Hz.
De plus, une caméra de détection permet de déterminer la position de l’œil de l’observateur et ainsi de choisir en temps réel les bonnes colonnes de points à illuminer pour que l’effet 3D soit rendu. La liberté de mouvement est ainsi établie. Enfin, si l’on illumine toutes les colonnes de la matrice, plusieurs personnes placées côte à côte peuvent visualiser l’effet 3D sans distorsion. SeeReal travaille actuellement avec plusieurs partenaires industriels pour produire sa technologie en volume.
écrans plats : Les principales technologies d’affichage 3D
- Le procédé le plus courant pour reproduire des images 3D sans port de lunettes est la stéréoscopie. L’effet 3D est obtenu par l’écran en restituant deux images d’une même scène prise selon des angles de vue légèrement différents (correspondant à l’écartement moyen des yeux pour une distance d’observation standard), de telle sorte que l’œil droit voit uniquement l’une des images et l’œil gauche l’autre image.
- En stéréoscopie, la restitution des images 3D peut s’effectuer à l’aide de trois technologies différentes : la 3D à angles de prise de vues multiples, la technologie à barrière de parallaxe et les afficheurs à matrice lenticulaire.
Le premier procédé utilise des images 3D constituées à partir de plusieurs images 2D (neuf images en général), ce qui correspond à autant d’angles de vue légèrement différents d’une même scène et restitués via un système de lentilles lenticulaires ou de filtres placé devant l’écran.
La deuxième technologie génère des images 3D à partir de seulement deux images 2D prises selon deux angles de vue différents et affichées par les pixels pairs de l’écran pour l’une et par les pixels impairs pour l’autre. La restitution s’opère via une barrière de parallaxe placée entre l’écran et le système de rétroéclairage, dont le rôle est de bloquer une partie de la lumière afin que l’œil droit ne voie que les pixels pairs et l’œil gauche les pixels impairs.
Fonctionnant aussi à partir de seulement deux angles de vue différents, la technologie à matrice lenticulaire troque la barrière de parallaxe au profit d’une matrice de microlentilles pour projeter les images paires sur l’œil droit et impaires sur l’œil gauche.
- Notons qu’il existe une autre manière de faire de la 3D sans lunettes, en dehors de la stéréoscopie : la technologie multi-écrans. Ce procédé consiste à placer au moins deux afficheurs semi-transparents (des LCD-TFT, par exemple) les uns derrière les autres pour créer un effet de relief.
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