Le docteur Elodie Bouzbib, de l’Université publique de Navarre (UPNA), ainsi que Iosune Sarasate, Unai Fernández, Manuel López-Amo, Iván Fernández, Iñigo Ezcurdia et Asier Marzo (ces deux derniers étant membres de l’Institut des villes intelligentes) ont réussi, pour la première fois, à afficher dans l’air des graphiques tridimensionnels pouvant être manipulés avec les mains.
« Ce que nous voyons dans les films et que nous appelons hologrammes sont typiquement des affichages volumétriques », commente Bouzbib, premier auteur des travaux. « Il s’agit de graphiques qui apparaissent dans l’air et qui peuvent être vus sous différents angles sans qu’il soit nécessaire de porter des lunettes de réalité virtuelle. C’est ce qu’on appelle des graphiques en 3D réelle ».
Elle souligne également qu’« ils sont particulièrement intéressants car ils permettent le paradigme “venir et interagir”, ce qui signifie que les utilisateurs s’approchent simplement d’un appareil et commencent à l’utiliser ».
« Il existe déjà des prototypes commerciaux d’affichages volumétriques, tels que ceux de Voxon Photonics ou de Brightvox Inc. mais aucun ne permet une interaction directe avec les hologrammes », souligne l’équipe.
Asier Marzo, chercheur principal, explique que l’interaction directe signifie « être capable d’insérer nos mains pour saisir et faire glisser des objets virtuels ». Il ajoute : « Nous sommes habitués à l’interaction directe avec nos téléphones, où nous appuyons sur un bouton ou faisons glisser un document directement avec notre doigt sur l’écran – c’est naturel et intuitif pour les humains. Ce projet nous permet d’utiliser cette interaction naturelle avec des graphiques en 3D pour exploiter nos capacités innées de vision et de manipulation en 3D. »
Le document de recherche est disponible sur HAL ; L’équipe de recherche présentera ses travaux à la conférence CHI 2025, qui se tiendra à Yokohama (Japon) du 26 avril au 1er mai. Plus de 4 000 chercheurs sont attendus à cet événement. Des entreprises telles que Microsoft, Meta, Apple ou Adobe y participeront et présenteront les dernières avancées en matière de techniques et de dispositifs interactifs.
Cette recherche s’inscrit dans le cadre du projet InteVol, dirigé par l’UPNA et financé par le Conseil européen de la recherche (CER), qui finance les recherches les plus prestigieuses au sein de l’Union européenne.
Fonctionnement de ces hologrammes et applications pratiques
Les écrans volumétriques sont dotés d’une feuille oscillant rapidement, appelée diffuseur. Les images sont projetées de manière synchrone à grande vitesse (2 880 images par seconde). Grâce à la persistance de la vision, les images projetées sur le diffuseur à différentes hauteurs sont perçues comme un volume complet.
« Le problème, note l’équipe de recherche, est que le diffuseur est généralement rigide et que s’il entre en contact avec notre main pendant qu’il oscille, il risque de se casser ou de nous blesser. »
Pour résoudre ce problème, l’équipe a remplacé le diffuseur rigide par un diffuseur élastique après avoir testé les propriétés optiques et mécaniques de différents matériaux. La difficulté réside dans le fait que « les matériaux élastiques se déforment et nécessitent une correction de l’image », ajoute M. Bouzbib.
Cette innovation offre de nouvelles possibilités d’interaction avec les graphiques 3D, permettant aux utilisateurs de saisir et de manipuler des objets virtuels de manière naturelle. « Par exemple, saisir un cube entre l’index et le pouce pour le déplacer et le faire pivoter, ou simuler des jambes de marche sur une surface à l’aide de l’index et de l’annulaire », illustrent-ils.
« Les affichages tels que les écrans et les appareils mobiles sont présents dans nos vies pour travailler, apprendre ou se divertir. Le fait de disposer de graphiques tridimensionnels directement manipulables a des applications dans le domaine de l’éducation – par exemple, visualiser et assembler les pièces d’un moteur. De plus, plusieurs utilisateurs peuvent interagir en collaboration sans avoir besoin de casques de réalité virtuelle. Ces écrans pourraient être particulièrement utiles dans les musées, par exemple, où les visiteurs peuvent simplement s’approcher du contenu et interagir avec lui », explique l’équipe de recherche.
Légende illustration : Une voiture en 3D est saisie et tournée par un utilisateur.
