Les chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode d’affichage 3D en couleur qui utilise l’écran d’un smartphone plutôt qu’un laser pour créer des images holographiques. L’approche évoquée ici donnerait de nouvelles possibilités dans le domaine de la réalité augmentée et virtuelle, offrant une expérience utilisateur plus réaliste et immersive.
Une méthode plus pratique et moins coûteuse
Bien que les techniques d’holographie permettent de créer une représentation 3D très réaliste des objets, les approches traditionnelles ne sont pas pratiques car elles reposent sur des sources laser. Les lasers émettent une lumière cohérente facile à contrôler, mais ils rendent le système complexe, coûteux et potentiellement nocif pour les yeux.
Les chercheurs ont développé une méthode d’holographie générée par ordinateur (CGH) moins coûteuse et plus pratique, basée sur un nouvel algorithme. Grâce à cette avancée, ils ont pu reproduire une image 3D en couleur composée de deux couches holographiques en utilisant uniquement un iPhone et un composant optique appelé modulateur spatial de lumière.
Des images holographiques à partir d’un smartphone
La nouvelle approche fait passer la lumière de l’écran à travers un modulateur spatial de lumière, qui présente plusieurs couches d’une image 3D en couleur. Bien que cela puisse sembler simple, il a fallu modéliser soigneusement le processus de propagation de la lumière incohérente à partir de l’écran, puis utiliser ces informations pour développer un nouvel algorithme coordonnant la lumière provenant de l’écran de l’appareil avec un seul modulateur spatial de lumière.
Ryoichi Horisaki, responsable de l’équipe de recherche de l’Université de Tokyo au Japon, explique : «Nous pensons que cette méthode pourrait à terme être utile pour minimiser l’optique, réduire les coûts et diminuer les risques potentiels pour les yeux dans les futures interfaces visuelles et applications d’affichage 3D.»
Vers des images 3D plus grandes et plus réalistes
Pour démontrer la nouvelle méthode, les chercheurs ont créé une reproduction optique à deux couches d’une image 3D en couleur en affichant une couche holographique sur l’écran d’un iPhone 14 Pro et une seconde couche sur un modulateur spatial de lumière. L’image résultante mesurait quelques millimètres de chaque côté.
Les chercheurs travaillent maintenant à l’amélioration de la technologie afin qu’elle puisse afficher des images 3D plus grandes avec davantage de couches. Des couches supplémentaires rendraient les images plus réalistes en améliorant la résolution spatiale et en permettant aux objets d’apparaître à plusieurs profondeurs ou distances différentes du spectateur.
Otoya Shigematsu, premier auteur de l’article, conclut : « Les affichages holographiques utilisant une lumière à faible cohérence pourraient permettre des affichages 3D réalistes tout en réduisant potentiellement les coûts et la complexité. »
Légende illustration : Des chercheurs ont mis au point une méthode d’affichage 3D en couleurs qui utilise l’écran d’un smartphone, plutôt qu’un laser, pour créer des images holographiques. Leurs résultats expérimentaux montrent une transition continue entre la première et la deuxième couche. Credit: Ryoichi Horisaki, The University of Tokyo
Article: O. Shigematsu, M. Naruse, R. Horisaki, “Computer-generated holography with ordinary display,” Opt. Lett., 49, 8 (2024). DOI: doi.org/10.1364/OL.516005
