Dossier relief : Matériel, le relief se démocratise


Les techniques de restitution du relief à partir d’un couple d’images stéréoscopiques peuvent être classées en deux grandes familles. Dans la première, la séparation s’effectue au niveau des lunettes ou du casque portés par le spectateur. Dans la deuxième, la séparation s’effectue au niveau de l’écran. C’est le secteur très dynamique de l’auto-stéréoscopie.

IMAX, le précurseur

Pour la visualisation du relief avec lunettes sur station de travail ou en vidéo-projection, deux technologies cohabitent, développées toutes deux par la société canadienne IMAX. Les lunettes dites actives possèdent des volets à cristaux liquides sur chaque œil, dont l’ouverture et la fermeture sont synchronisées avec l’alternance des images affichées ou projetées. L’autre technique fonctionne avec une projection polarisée. Deux filtres polarisés à 90° l’un de l’autre, placés en sortie des tubes des deux projecteurs. Les spectateurs portent des lunettes dites passives, dont la polarisation permet de sélectionner l’image destinée à chaque œil. Quant aux écrans d’ordinateur, c’est une polarisation circulaire variable dans le temps qui est utilisée. Un shutter actif, placé devant l’écran, polarise différemment les trames paires et impaires. Avantage appréciable du circulaire par rapport au linéaire, les spectateurs peuvent pencher la tête sur le côté sans perdre le relief.

Deux sociétés principales se partagent le marché des produits professionnels. Pour François Daudet, directeur commercial de Sim Team, « il n’y a pas eu de révolution récente, les deux références en actif ou en polarisant, sont toujours Nuvision et Stereographics. Pour les lunettes actives, nous conseillons plutôt Nuvision, dont les produits coûtent environ deux fois moins que ceux de leurs concurrents, à environ 500 euros émetteur compris, contre plus de 900 euros. »

Et la réalité virtuelle ?

Un des axes de développement actuel des techniques stéréoscopiques est la réalité virtuelle, pour des applications industrielles ou le jeu. La vision relief améliore la sensation d’immersion du spectateur et facilite la lecture d’objets complexes, comme des labyrinthes, des moteurs ou des molécules. Deux systèmes d’immersion en relief pour la réalité virtuelle coexistent, les grands écrans et les systèmes portatifs, lunettes ou casques de réalité virtuelle, qui permettent aisément de regarder dans toutes les directions, tout en restant dans l’univers virtuel.

Casques ou lunettes fonctionnent avec deux petits écrans miniatures placés près des yeux et accrochés à la tête. Pour parfaire la crédibilité de l’immersion dans un monde virtuelle, le point de vue peut être recalculé en temps réel en fonction des mouvements de la tête de l’observateur. Ce qui s’obtient en plaçant un capteur de position (et d’orientation) sur la tête de l’observateur relié à l’ordinateur. Deux types d’écrans, LCD ou le CRT qui pour des applications haut de gamme. Christophe Chartier précise : « la démocratisation se fait avec des lunettes LCD très populaires, comme I-Glasses ou Cy-Visor, à environ 2500 euros hors capteurs, mais la très grande majorité des applications ne sont pas en relief. A l’autre extrémité, on trouve un produit comme nVisor SX de Nvis, d’une qualité superbe, avec une vision sur 60° en 1280x1024, mais qui vaut environ 23900 Euros. Il est désolant qu’il n’y ait pas de produit dans la gamme moyenne. » Même constat chez Sim Team, « le marché n’est pas très dynamique, explique François Daudet, quelques produits haut de gamme sont sortis, mais qui décollent peu, comme le Trivisio, avec restitution temps réel dans le casque, des images de deux caméras mélangées avec de l’image de synthèse. Ils peuvent servir pour de la réalité augmentée. »

Des vidéo-projecteurs qui décoiffent

La révolution en relief vient plutôt de la vidéo-projection. Les coûts ont considérablement baissé ces dernières années, avec l’arrivée de projecteurs à micro-miroirs DLP (Digital Light Processing) ou à cristaux liquides LCD. La technologie cathodique qui avait pourtant fait ses preuves en qualité de restitution couleurs et en fiabilité est en train de disparaître. Ses défauts sont nombreux, pas assez de lumière, trop lourd, trop gourmand en énergie. Christophe Chartier, directeur commercial chez Immersion, témoigne « nous pouvons proposer depuis peu des projecteurs DLP de très bonne qualité de la société norvégienne Projection Design. Petits, légers et silencieux, leur coût global varie de 20 000 à 50 000 euros, suivant la configuration, qui va depuis la projection frontale jusqu’à la rétro-projection avec écran translucide. De plus les chemins optiques des projecteurs peuvent être décalés en usine pour obtenir un écart entre les deux projecteurs, qui se rapproche de l’écart moyen entre les yeux. Nos clients sont ravis. » 

En revanche, pour la vidéo-projection par stéréo active qui nécessite une fréquence d’affichage élevée, le tritube cathodique reste privilégié. La technologie LCD étant rémanente, n’est pas adaptée aux hautes fréquences, et s’il apparaît des DLP stéréo qui montent suffisamment haut en fréquences, ils sont encore très coûteux. Le projecteur seul vaut environ 45 000 euros pour une luminosité à 2000 lumen moyenne. Enfin, il ne faut pas oublier que la vidéo-projection en relief, nécessite un écran de projection avec un traitement de surface spécifique qui ne dépolarise pas la lumière. « il existe pour les rétro-projections, un nouveau matériau souple et transportable, précise François Daudet, on a donc une solution peu encombrante et légère. Mais la meilleure qualité en rétro-projection est toujours sur écran rigide. »

Pour en savoir plus :

Distributeurs :
Immersion : http://www.immersion.fr
Sim Team : http://www.simteam.com

Constructeurs :
Nuvision : http://www.nuvision3d.com/
Stereographics : http://www.stereographics.com/
Projection Design : http://www.projectiondesign.com
Nvis Inc. : http://www.nvisinc.com/
Cy-Visor : http://www.personaldisplay.com/english/default.html
I-Glasses : http://www.i-glasses.com
Trivisio : http://www.trivisio.com/

Auto-stéréoscopie

L’auto-stéréoscopie, ou le relief sans lunette, est en pleine effervescence. La technique la plus efficace consiste à poser à la surface de l'écran regardé, un écran lenticulaire, constitué d’un réseau de micro-lentilles, gravé au micron près. D’autres technologies existent, plus faciles à industrialiser, même si leur qualité est moindre. C'est typiquement le cas de la barrière de parallaxe, principe retenu par Sharp pour ses nouveaux portables Actius RD3D. Un deuxième écran LCD constitué de colonnes alternativement transparentes et opaques est placé entre l'écran LCD et son rétro-éclairage. Ce qui permet de voir des colonnes de pixels différents avec chaque oeil. Ils sont commercialisés depuis novembre dernier à environ trois mille dollars. Pour François Daudet, parmi la floraison de technologies « deux évolutions importantes sont repérables. La première est celle des réseaux lenticulaires, qui avec des écrans comme le dernier-né destiné aux plasma 50 pouces de Pierre Allio, offrent une qualité remarquable. La deuxième évolution est spécifique aux postes de travail, il s’agit d’outils comme SeeReal, qui effectuent un tracking optique de la position de l’observateur. Un filtre auto-stéréoscopiques peut alors être déplacé en temps réel devant l’écran pour que l’utilisateur garde un relief correct lors de ses mouvements de tête. »

Pour en savoir plus :

Alioscopie : http://www.alioscopy.com/

© Avril 2004 François Ploye et Pixel SA