Dossier Matériels 3D : De nouveaux systèmes de
visualisationLes écrans plats, à cristaux liquides ou plasma, ont fait d’énormes progrès ces dernières années et se sont largement diffusés. Pourtant, l’écran à tube cathodique, inventé en 1911, demeure toujours la panacée pour les stations de travail 3D, combinant un faible coût, une fiabilité éprouvée et une excellente restitution des couleurs. Pour des applications professionnelles ciblées, le choix technologique est plus vaste.
A la recherche de la troisième dimension
Deux techniques principales de visualisation du relief ont été développées par Imax, toutes les deux avec une séparation des images entre l’œil gauche et l’œil droit qui s’effectue au niveau des lunettes. La première technique, très diffusée sur les postes de travail, est à balayage dans le temps. Le principe consiste à alterner séquentiellement dans le temps les images pour l’œil gauche avec les images pour l’œil droit. Ces images sont générées par une carte vidéo à haute fréquence. 120 Hz est la norme de confort pour éviter un scintillement désagréable. Les utilisateurs portent des lunettes dites actives car elles contiennent des écrans LCD qui font volets en s’obscurcissant. Elles sont synchronisées en phase avec l’affichage de l’écran soit par câble, soit par infra-rouge. C’est une technique rôdée pour un poste unique avec peu d’utilisateurs en simultané. Son coût devient prohibitif pour des présentations avec de nombreux utilisateurs, du fait du prix des lunettes. Elle n’est opérationelle qu’avec des écrans cathodiques qui savent afficher des images à suffisamment haute fréquence. Les écrans à plasma ou à cristaux liquides, ont une rémanence trop grande et ne conviennent pas.
Le leader dans les technologies de stéréoscopie est la société californienne Stereographics, mais il a un challenger Nuvision, lui aussi américain, qui commercialise des solutions équivalentes à un prix beaucoup plus attractif. Un émetteur à Infra-rouge de StereoGraphics pour un PC standard vaut 220 Euros HT, alors que celui de Nuvision vaut 40 Euros HT. Pour les lunettes actives, même différence de coût, il faut débourser 850 euros chez Stereographics pour la CrystalEyes3 contre 250 Euros pour la 60GX de Nuvision. De plus, les lunettes Nuvision sont compatibles avec les émetteurs Stereographics. Pourquoi se priver ?
Polariser la lumière
La deuxième technique de stéréoscopie largement diffusée consiste à polariser différemment la lumière pour l’image gauche et l’image droite. Elle a été surtout utilisée pour les projections en relief avec double projecteurs. Les observateurs portent des lunettes passives, à filtres polarisants, plus légères et moins onéreuses, et qui permettent de regarder d’autres écrans vidéo ou informatiques, sans avoir d’impression désagréable de flicking.
Il existe deux adaptations de la stéréoscopie à lumière polarisée pour les stations de travail. En polarisation linéaire, la société Vrex a développé un filtre à placer devant un écran CRT ou LCD classique, qui polarise à 90° chaque ligne paire et impaire. Les lunettes sont passives et orientées à 45° et 135°. Pour Christophe Chartier de Immersion, “ autant la polarisation linéaire est très diffusée en vidéo-projection, autant l’adaptation qui en a été faite par Vrex manque de définition. Son réglage est en outre difficile et son coût élevé, même si les choses sont en train de changer. ”
Pour les stations de travail, le relief en lumière polarisée passe plutôt par la polarisation circulaire, qui s’obtient en polarisant les images de l’œil gauche en rotation dans un sens, et les images de l’œil droit avec une rotation dans l’autre sens. En vidéo-projection, la calibration en polarisation circulaire est simplifiée par rapport au linéaire, il n’y a pas besoin que les polarisateurs soient exactement à 90° l’un par rapport à l’autre. Pour les stations de travail un filtre spécial actif placé devant l’écran, est synchronisé avec le balayage des images à 120 Hz. Les images sont polarisées en rotation alternativement dans un sens puis dans l’autre. Le désavantage des systèmes à polarisation par rapport au système à balayage réside dans la perte de luminosité, du fait du filtre polarisé, qui arrête une partie de la lumière émise. Un filtre actif à polarisation circulaire pour un écran 21 pouces cathodique vaut 2500 euros HT dans le cas du Zscreen de Stereographics et 2100 Euros pour le 21FX de Nuvision. Cinq lunettes actives circulaires valent 275 Euros HT. Pascal Chevalier de Sim Team constate que “ le système à polarisation circulaire est LA solution de confort pour faire du relief sur stations de travail. Les lunettes sont passives et légères, mais en plus il est possible de pencher la tête sans perdre l’impression de relief, au contraire du linéaire. ”
Du relief sans lunette
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Les
techniques à balayage ou avec lumière
polarisée, ne sont pas les seules techniques permettant une
visualisation en relief, mais ce sont les seules qui conviennent pour
un travail sur station. Avec
l’auto-stéréoscopie,
l’observateur n’a pas besoin de lunettes.
C’est une
technique assez magique, réservée à
des
attractions grand public, comme les musées ou les centres
commerciaux. Un réseau lenticulaire est collée
à
la surface de l’écran, afin que chaque
œil de
l’observateur voit une ligne de pixels différente.
Cela
fonctionne sur n’importe quel écran du commerce,
à
condition qu’il soit plat, LCD ou plasma. Le
défaut de
l’auto-stéréoscopie est un relief
correct pour les
spectateurs seulement sur certaines positions figées.
Lorsqu’on bouge la tête, le relief
peut-être perdu.
Les conditions de confort ne sont pas suffisantes pour un poste de
travail en stéréoscopique en continu. Un des
meilleurs
systèmes auto-stéréoscopiques a
été
mis au point par un inventeur français, Pierre Allio, qui a
baptisé son invention, alioscopie. Quatre prises de vue de
la
même scène sont entrelacées
verticalement puis
reséparées par le réseau lenticulaire.
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 Pierre Allio |
Un tel réseau, pour un écran LCD de 18 pouces, vaut 6000 Euros HT. Il existe des systèmes concurrents, en particulier le SynthaGram de StereoGraphics, compétitif en coût, mais qui nécessite neuf vues et dont le relief est de moins bonne qualité.
Travailler à plusieurs
Un autre domaine en plaine mutation est celui des systèmes immersifs, généralement en relief, où on peut travailler à plusieurs, comme les “ bureaux virtuels ” ou workbench. La baisse des coûts des vidéo-projecteurs a rendu ces systèmes attractifs ces dernières années. Quelques grands constructeurs se partagent le marché, dont le belge Barco qui a racheté Tan, Fakespace et Panoram. Ces systèmes immersifs de petite dimension sont configurés suivant deux modes, avec un simple écran, comme une table à dessin virtuelle, ou avec deux écrans, en L, pour augmenter l’impression de relief. Le Baron de Barco ou l’ImmersaDesk de Fakespace, peuvent ainsi projeter jusqu’en 1600 pixels en horizontal, pour des diagonales d’écran, de respectivement 1m70 et 2m28. Mais à 25 000 Euros l’exemplaire, ce genre de système n’est pas encore à mettre dans tous les bureaux ! !
Sur le Web
Immersion : www.immersion.fr
Stereographics : www.stereographics.com
Nuvision : www.nuvision3d.com
Vrex : www.vrex.com
Alioscopie : www.alioscopy.com
Barco/Tan : www.barco.com/
Fakespace : www.fakespacesystems.com/
Panoram : www.panoramtech.com