Publié le 26 janvier 2021, modifié le 7 décembre 2023.
Par Christophe Romei

Qui sera le géant à proposer un hologramme sur votre smartphone ?

Publié le 26 janvier 2021, modifié le 7 décembre 2023.
Par Christophe Romei
Création : servicesmobiles

Création : servicesmobiles

Les hologrammes nous épatent depuis leur première invention en 1947. Ce qui est incroyable avec les hologrammes, c'est qu'ils nous permettent de découvrir les mondes réel et virtuel en même temps.

La vidéo holographique a fait l’objet de nombreuses recherches en vue de sa commercialisation, depuis que des chercheurs au MIT Media Lab ont développé les premiers systèmes vidéo holographiques en 1990. Cependant, les écrans vidéo holographiques disponibles dans le commerce n’ont pas encore été introduits pour plusieurs raisons : angle de vision étroits, optique encombrante et puissance de calcul élevée. Les recherches s’orientent vers un écran vidéo holographique interactif mince utilisant une unité de rétroéclairage et un processeur vidéo holographique. Le processeur vidéo holographique calcule des hologrammes de haute qualité en temps réel sur une seule puce, ce sera le nerf de la guerre avec ses algorithmes dans les smartphones.

Il y a de grandes chances que l’écran holographique puisse fournir une vidéo tridimensionnelle réaliste dans les environnements de bureau et domestiques. L’affichage holographique utilise la diffraction de la lumière pour créer des images tridimensionnelles (3D) dans l’espace.

Lorsque des objets réels et des images holographiques sont situés dans le même espace, ils peuvent être perçus sans inhomogénéité. L’image ci-dessous montre comment l’image holographique peut être représentée avec une vraie main humaine. L’image de la fée et la main sont à 0,3 m de l’écran. Avec un affichage holographique, on peut voir l’image de la fée et la main clairement focalisée sans ressentir d’inconfort.

Ce type d’image utilise un modulateur spatial de lumière (SLM), qui module directement le front d’onde de la lumière, ce qui permet de mettre à jour les hologrammes à la fréquence vidéo. Il a été démontré que la parallaxe verticale ne concerne que des hologrammes utilisant un système optique volumineux. Il faudra un certain temps pour atteindre la vidéo holographique mobile pour des applications pratiques. Pour créer un écran vidéo holographique mobile, il reste des obstacles à surmonter. Le calcul de l’hologramme en temps réel nécessite généralement un coût de calcul énorme, et la quantité de calcul augmente à mesure que la taille de l’image holographique et l’angle de vision augmente.

Limitation

Plusieurs études ont été menées pour optimiser les algorithmes et augmenter la vitesse de calcul, mais elles nécessitent toujours des processeurs groupés ou des systèmes de traitement parallèle hautes performances pour calculer un hologramme de haute qualité à la fréquence d’images vidéo. Ce qui laisse penser que dans les architectures 5G avec du MEC, l’hologramme trouvera son usage. L’une des principales limitations de la technologie holographique est que l’angle de vision optimal devient plus étroit lorsqu’un écran est agrandi et que la taille de l’écran devient plus petite à mesure que l’angle de vision augmente. Cela signifie que si un écran holographique Full HD de 2 mm x 1 mm a un angle de vue de 30°, augmenter la taille de l’hologramme à 200 mm x 100 mm réduira l’angle de vue à 0,3°.

Afin de résoudre le problème de l’angle de vision étroit, l’équipe de Samsung a créé un nouveau type d’écran holographique qui présente un design mince et plat, tout comme ceux que l’on voit sur le marché aujourd’hui. Une autre réalisation notable de l’étude est qu’elle a identifié une méthode pour générer des images holographiques 4K en temps réel qui utilise un réseau de portes à champ programmable (FPGA) pour le calcul de l’hologramme. La nouvelle méthode utilise ce qu’on appelle un calcul “basé sur les couches”, tandis que la plupart des méthodes utilisent un processus appelé calcul basé sur le “point cloud“.

(FPGA est un type de semi-conducteur programmable sans mémoire. Contrairement aux semi-conducteurs conventionnels, qui ne peuvent pas modifier leurs circuits, un FPGA peut être reprogrammé pour répondre à un objectif souhaité.)

Les compétences pour faire un hologramme ne sont pas neutres et nécessiteront des équipes pointues dans différents domaines non seulement d’affichages holographiques, mais également de contenu holographique, de dispositifs de prise de vue holographique et de processus de transmission des vastes quantités de données générées par les hologrammes.

Samsung

Dans le cadre d’un effort visant à trouver des moyens d’appliquer des hologrammes à un plus large éventail de domaines, des chercheurs du Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), qui a depuis longtemps reconnu le potentiel illimité des hologrammes, ont commencé à étudier le développement d’écrans holographiques. Après huit ans d’essais, l’équipe a publié une thèse sur les écrans vidéo holographiques à panneau mince dans la revue scientifique de renommée mondiale, Nature Communications, qui est reproduite en partie ci-dessous avec le lien.

Comment les hologrammes pourraient-ils éventuellement être appliqués à notre vie quotidienne ? Bien que l’idée que les hologrammes fassent partie de la vie quotidienne soit sans aucun doute passionnante, les chercheurs ont souligné que la technologie avait encore un long chemin à parcourir avant de ressembler aux hologrammes que nous avons vus dans les films de science-fiction. En effet, faire des hologrammes un spectacle de tous les jours nécessitera le développement non seulement d’affichages holographiques, mais également de contenu holographique, de dispositifs de prise de vue holographique et de processus de transmission des vastes quantités de données générées par les hologrammes.

Les chercheurs de Samsung pensent qu’au fur et à mesure que les hologrammes deviendront plus courants, nous commencerons également à voir une plus grande utilisation des interfaces utilisateur sans contact (interfaces utilisateur) basées sur les gestes des doigts, la voix, le suivi oculaire, la reconnaissance des ondes cérébrales et d’autres formes d’entrée.

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