Des chercheurs de la Brigham Young University (États-Unis) ont développé un système qui permet de donner vie au combat aux sabres laser que se livrent ici Obi-Wan et Dark Vador. Des hologrammes animés à partir d’une seule particule piégée, mise en mouvement et éclairée par des lasers. © Brigham Young University
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« Nos sabres laser sont réels ! » Des chercheurs ont créé des hologrammes animés

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[EN VIDÉO] Quand les images de science-fiction deviennent réalité  Imaginez que les combats au sabre laser puissent être réels. Ou que l’hologramme de la princesse Leia prenne vie sous vos yeux. C’est ce que proposent des chercheurs de la Brigham Young University (États-Unis). Ils ont mis au point un système qui s’affranchit de tout écran pour créer des hologrammes animés dans les airs. Des hologrammes visibles de tous les angles. Le tout à partir de particules piégées, mises en mouvement et éclairées par des lasers. (en anglais) © Brigham Young University 

Il y a trois ans, des chercheurs avaient créé dans les airs, une image 3D à partir d'une particule piégée. Aujourd'hui, ils récidivent. Produisant, cette fois, de véritables objets en mouvement. Des hologrammes animés. Leur objectif : développer des « écrans » du type de celui qui affiche l'hologramme de la princesse Leia, dans Star Wars.

Torpilles à photons. Sabres laser. Hologrammes. Derrière presque chaque physicien se cache un fan de science-fiction. Certains travaillent même activement à transformer les rêves des réalisateurs en réalité. Aujourd'hui, un groupe de la Brigham Young University (États-Unis) annonce avoir fait un grand pas en avant en la matière. En réussissant à s'affranchir des écrans et en créant des hologrammes que l'on peut voir sous tous les angles et que l'on peut même animer.

Il y a trois ans déjà, les chercheurs avaient présenté un système permettant de littéralement dessiner des objets flottant dans les airs. Un faisceau laser presque invisible déplaçant très rapidement -- suffisamment pour créer une persistance visuelle -- une particule elle-même éclairée par des diodes laser colorées pour donner naissance à une image visible sous tous les angles. Une sorte d'imprimante 3D à encre de lumière. Un dispositif baptisé Optical Trap Display (OTD), comprenez Affichage par piège optique. C'est un peu comme les pinces optiques utilisées en biologie pour manipuler les cellules ou en physique pour déplacer des atomes. Seule différence ici : les forces mobilisées ne sont pas électriques, mais thermiques. Elles agissent en effet sur des particules qui absorbent la lumière.

À partir de cette technologie, les chercheurs sont désormais capables de créer des animations simples dans les airs. « Ce que vous voyez dans les scènes que nous créons est bien réel. Il n'y a rien de généré par ordinateur », assure Dan Smalley, chercheur en génie électrique, dans un communiqué de la Brigham Young University« Nos sabres laser sont réels. Vous pouvez les regarder sous n'importe quel angle. Vous les verrez toujours exister dans l'espace. »

Un petit vaisseau Enterprise tire sur un mini-croiseur Klingon. De véritables images animées de torpilles à photons créées dans les airs. © Brigham Young University

Vers de nouvelles expériences immersives

Nos sabres laser ? Oui, parce que pour démonstration, les chercheurs ont recréé quelques scènes célèbres de la science-fiction. Une bataille au sabre laser entre Obi-Wan et Dark Vador, bien sûr. Ou encore un échange de tirs dessinant même des explosions miniatures entre l'Enterprise et le Klingon Bird-of-Prey.

Ici, l’hologramme d’un Pokemon qui vient tout juste de bondir d’une sphère en hologramme également. © Brigham Young University

De quoi ouvrir la voie à de nouvelles expériences immersives. Dans lesquelles nous pourrons interagir avec des objets virtuels de type holographique qui coexistent dans le même espace que nous. « Nos images sont physiques. Il ne s'agit pas de mirages », précise Dan Smalley, chercheur en ingénierie électrique. « Grâce à notre technologie, il devient possible de créer un contenu animé qui tourne autour d'un objet physique ou qui rampe dessus. »

Les chercheurs le démontrent déjà en faisant marcher un personnage en bâtons sur un doigt humain. Et ils continuent à apprendre de nouvelles astuces optiques en jouant avec les mouvements de perspectives et de parallaxe. Mais il faudra encore améliorer la technologie pour que les détails des hologrammes -- qui restent aujourd'hui minuscules -- deviennent plus accessibles à l'œil. En piégeant plusieurs particules, par exemple.

Pour en savoir plus

Images 3D : de Star Wars à la réalité, il n'y a plus qu'un pas

Des chercheurs veulent développer un système de production d'images en 3D façon Star Wars, s'inspirant de la projection de la princesse Leia qui apparaît dans la saga de science-fiction. Ils présentent aujourd'hui les premiers résultats de leur projet, qui sont encourageants.

Article de Nathalie Mayer paru le 26/01/2018

Le dispositif de projection d’images en 3D imaginé par les chercheurs américains rappelle celui qui apparaît dans Star Wars. © elipsefx, Fotolia

« Au secours, Obi-Wan Kenobi. Vous êtes mon seul espoir ! » C'est la réplique culte prononcée par une projection 3D de la princesse Leia dans la saga Star Wars. La projection 3D est une technologie qui a longtemps appartenu à la science-fiction. Et si quelques tentatives d'imitation ont vu le jour au fil des années, celle proposée aujourd'hui par des chercheurs de l'université de Brigham Young (États-Unis) est peut-être la première qui puisse espérer avoir quelques applications.

Précisons d'abord que, contrairement à ce qui est parfois affirmé, la fameuse projection 3D de la princesse Leia n'est pas un hologramme au sens strict, lequel, pour les physiciens, résulte d'une interférence entre deux faisceaux d'ondes lumineuses. En revanche, une image en 3D flottant dans les airs et que vous pouvez observer sous tous les angles est ce que les spécialistes appellent « une image volumétrique ». Celle-ci se forme sur un écran en trois dimensions composé de minuscules surfaces qui diffusent la lumière.

Le dispositif de projection d’images en 3D développé par les chercheurs de l’université de Brigham Young (États-Unis) s’appuie sur un matériel commercialement disponible. De quoi le rendre économiquement intéressant. © Daniel Smalley, Lab Nate Edwards, BYU Photo

Comme une imprimante 3D à encre de lumière

Pour arriver à leurs fins, les chercheurs américains ont exploité un phénomène connu sous le nom de « photophorèse ». Celui-ci permet de manipuler, grâce à la lumière, de petites particules en suspension dans l'air. Dans le système imaginé à l'université de Brigham Young, un faisceau laser à peine visible piège une particule puis la déplace. Le système sculpte ainsi dans l'air un nuage de poussière formant une image en 3D. Une série d'autres lasers colorés rend alors l'image visible.

Le dispositif peut être envisagé comme une imprimante 3D à encre de lumière. Il dessine des objets dans les airs suffisamment rapidement pour que nos yeux les voient comme d'authentiques images volumétriques. Même si le dispositif reste à optimiser, les chercheurs américains lui imaginent déjà des applications dans le monde de la médecine notamment.


Des images 3D en temps réel

X3D Technologies Corporation vient de mettre sur le marché le premier logiciel qui, selon cette entreprise, permet de convertir en temps réel des images de vidéos en deux dimensions, en vidéos en trois dimensions (3D).

Article de France-science paru le 09/02/2003

Il est donc maintenant possible de regarder des DVD et des émissions télévisées en direct en trois dimensions par l'intermédiaire de son ordinateur. X3D entend rendre accessible au grand public ce type de logiciel, auparavant réservé aux applications militaires ou médicales et généralement gourmand en ressources informatiques.

Ce système nécessite cependant le port de lunettes spéciales et d'un PC relié à un écran cathodique. À l'avenir, X3D espère coder le logiciel dans une puce qui serait intégrée dans des télévisons dès 2003.

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