Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode pour afficher des images holographiques très réalistes à l’aide d'”holobriques” qui peuvent être empilés pour générer des hologrammes à grande échelle. Crédit : Université de Cambridge
Les chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour afficher des images holographiques très réalistes en utilisant des “holobriques” qui peuvent être empilés ensemble pour générer des hologrammes à grande échelle.
Les chercheurs, de l’Université de Cambridge et de Disney Research, ont mis au point un prototype d’holobrick, qui peut empiler des hologrammes pour former une grande image 3D sans couture. C’est la première fois que cette technologie est démontrée et elle ouvre la voie à des affichages 3D holographiques évolutifs. Les résultats sont publiés dans la revue Light : Science & Applications.
Avec le développement de la technologie, les gens veulent des expériences visuelles de haute qualité, de la télévision 2D haute résolution à la réalité virtuelle ou augmentée holographique 3D, en passant par les grands écrans 3D réels. Ces écrans doivent supporter une quantité importante de flux de données : pour un écran 2D full HD, le débit de données d’information est d’environ trois gigabits par seconde (Gb/s), mais un écran 3D de même résolution nécessiterait un débit de trois térabits par seconde, qui n’est pas encore disponible.
Les écrans holographiques peuvent reconstruire des images de haute qualité pour une véritable perception visuelle en 3D. Ils sont considérés comme la technologie d’affichage ultime permettant de connecter les mondes réel et virtuel pour des expériences immersives.
Images holographiques reconstituées d’un train jouet avec des holobriques (en haut) et image originale capturée par une caméra (en bas). Crédit : Université de Cambridge
“Offrir une expérience 3D adéquate à l’aide de la technologie actuelle est un énorme défi”, a déclaré le professeur Daping Chu du département d’ingénierie de Cambridge, qui a dirigé les recherches. “Au cours des dix dernières années, nous avons travaillé avec nos partenaires industriels pour développer des écrans holographiques qui permettent la réalisation simultanée d’une grande taille et d’un grand champ de vision, ce qui doit être assorti d’un hologramme avec un grand contenu d’information optique.”
Cependant, le contenu en informations des hologrammes actuels est beaucoup plus important que les capacités d’affichage des moteurs de lumière actuels, connus sous le nom de modulateurs spatiaux de lumière, en raison de leur produit limité de largeur de bande spatiale.
Pour les affichages en 2D, il est courant de regrouper des affichages de petite taille pour former un grand affichage. L’approche explorée ici est similaire, mais pour les écrans 3D, ce qui n’a jamais été fait auparavant. “Joindre des morceaux d’images 3D n’est pas une mince affaire, car l’image finale doit être perçue comme homogène sous tous les angles et à toutes les profondeurs”, explique M. Chu, qui est également directeur du Centre for Advanced Photonics and Electronics (CAPE). “La mise en mosaïque directe d’images 3D dans l’espace réel n’est tout simplement pas possible.”
Pour relever ce défi, les chercheurs ont mis au point l’unité holobrick, basée sur des écrans holographiques intégrés grossiers pour des images 3D tuilées angulairement, un concept développé au CAPE avec Disney Research il y a environ sept ans.
Chacun des holobricks utilise un modulateur de lumière spatial à large bande passante pour la transmission de l’information en conjonction avec des optiques grossièrement intégrées, pour former des hologrammes 3D à tuiles angulaires avec de grandes zones de visualisation et de grands champs de vision.
Une conception optique soignée permet de s’assurer que le motif de franges holographiques remplit la totalité de la face de l’holobrick, de sorte que plusieurs holobricks peuvent être empilés de manière transparente pour former un affichage 3D d’images holographiques à tuiles spatiales évolutif, capable à la fois d’un grand angle de champ de vision et d’une grande taille.
La preuve de concept développée par les chercheurs est constituée de deux holobriques empilées de manière transparente. Chaque brique en couleur mesure 1024×768 pixels, avec un champ de vision de 40° et 24 images par seconde, afin d’afficher des hologrammes en mosaïque pour des images 3D complètes.
“Il reste encore de nombreux défis à relever pour fabriquer des écrans 3D ultra-larges avec de grands angles de vue, comme un mur 3D holographique”, a déclaré Chu. “Nous espérons que ce travail pourra fournir un moyen prometteur de résoudre ce problème en se basant sur la capacité d’affichage actuellement limitée des modulateurs de lumière spatiaux.”
Référence : “Holobricks : écrans holographiques intégraux grossiers modulaires” par Jin Li, Quinn Smithwick et Daping Chu, 16 mars 2022, Lumière : Science et applications.
DOI: 10.1038/s41377-022-00742-7
