“Au secours, Obi Wan Kenobi, vous êtes mon seul espoir”. Une phrase, une princesse et sans doute l’hologramme le plus célèbre de l’histoire de la science-fiction.
Depuis Star Wars, Microsoft a essayé de nous faire un peu rêver avec son casque HoloLens et sa technologie d’holocomputing. Mais, un peu encombrant, offrant un angle de vue limité et une qualité d’affichage pas toujours convaincante, le casque n’a pas grand chose à voir avec les technologies holographiques. Il a toutefois le mérite d’ouvrir la voie de la réalité mixte, où deux réalités fusionnent, se recoupent, se recouvrent.
Concilier deux contraintes
Et c’est le futur de cette vision que vient d’illustrer et de préciser un post publié par trois chercheurs de Microsoft. Comme pour répondre aux défauts des casques de réalité virtuelle ou augmentée actuelle, l’équipe d’ingénieurs s’était fixé un objectif d’emblée : intégrer à une paire de lunettes ordinaire une technologie capable de nous transporter dans des « endroits nouveaux ». Le corolaire principal était l’obligation de maintenir l’intégrité de sa vision à l’utilisateur, tout en lui offrant une expérience de réalité mixée.
Pour y arriver, les chercheurs se sont tournés vers une technologie qui, selon eux, peut résoudre tous les problèmes d’un coup d’un seul : l’holographie. Comme si la tâche n’était pas suffisamment compliqué, ils ont décidé d’opter pour une technologie holographique portée proche de l’oeil (« near-eye »).
Or, cette forme est extrêmement contraignante car elle pose la double question du champ de vision et du facteur de forme… Il faut que l’angle de vue soit le plus vaste possible pour que l’utilisateur perçoive les deux réalités d’un seul regard, mais il est également nécessaire de ne pas proposer un casque trop encombrant. Qui a dit HoloLens ?
Or, à l’heure actuelle, schématiquement, soit le produit est compact et l’angle de vue horizontal inférieur à 20°, soit on a à faire à un casque un peu plus encombrant et on obtient une zone d’affichage d’environ 80°… Concilier les deux n’est pas une mince affaire.
Remporter une première victoire
Pourtant, les ingénieurs de Microsoft se sont alors attelés à mettre au point un système (intégrant l’optique et le laser générant les images 3D) qui puisse donc être fixé sur une monture de lunettes classique. A les croire, ils ont réussi à créer ce qui ressemble à une paire de lunette de soleil, qui atteindrait malgré tout les 70 à 80° d’angle de vision.
Pour réussir ce tour de force, les chercheurs ont créé un design optique très compact dont les défauts visuels sont ensuite corrigés lors du calcul de rendu de l’hologramme. Le résultat serait des images « haute résolution et colorées ». De quoi jouer avec les frontières du réel ? Pas tout à fait, car il y a encore quelques défis à relever.
Contrôler la mise au point
Par exemple, l’optimisation de l’utilisation de la puissance graphique est essentielle quand on parle d’intégrer un système à un appareil de la taille de lunettes – même si pour l’heure le calcul est déporté et réalisé en temps réel par une Nvidia GeForce GTX 980 TI avec une fréquence d’affichage des hologrammes s’étalant entre 90 et 260 Hz.
Afin d’éviter d’utiliser de la puissance de calcul inutilement, les ingénieurs de Microsoft ont utilisé une technologie, déjà mise à profit dans la réalité virtuelle. Ils prennent en compte les mouvements des yeux de l’utilisateur afin d’assurer un affichage optimal là où se porte son attention et des graphismes légèrement dégradés en périphérie de sa zone d’attention.
Ce suivi oculaire est également interprété pour résoudre un autre problème d’importance : celui de la perception de la profondeur de champ. Quand on regarde un objet réel, le cristallin de l’œil se charge de la mise au point afin de permettre à notre cerveau à se concentrer sur un objet, ce qui est hors du champ focal est alors flou pour permettre au cerveau d’établir une idée de profondeur.
Les chercheurs de Microsoft ont donc dû réussir à reproduire ce flou naturel alors que justement les affichages « near-eye » présentent tous les objets avec le même niveau de mise au point. Heureusement, d’après eux, les affichages holographiques permettent de contrôler très précisément la focale, au pixel près, précise le billet de blog. Ainsi, l’image holographique joue entre flou et net pour créer un sentiment de réel.
Cette capacité à ajuster la netteté au pixel près a évidemment un autre avantage : la possibilité d’adapter l’affichage des hologrammes aux défauts de vision d’un utilisateur.
Ce prototype devrait être présentée plus en détails lors de la SIGGRAPH 2017, conférence annuelle dédiée au graphisme. Microsoft annonce clairement que la route est encore longue et que cette expérimentation ne saurait être un indice clair de ses ambitions dans le domaine.
Sans entrer davantage dans le détail pour qu’il soit envisageable de voir ces lunettes arriver sur le bout de nos nez, il faudrait que les ingénieurs de Microsoft réussissent à intégrer complètement l’électronique à la monture. En outre, à l’heure actuelle, les hologrammes projetés sont monoscopiques. Passer à la stéréoscopie risque de demander beaucoup d’efforts.
Le projet et son objectif n’en sont pas moins séduisants : nous permettre un jour de profiter de la réalité mixte sans être encombré par des appareils trop encombrants qui réduisent, de fait, l’intérêt de les utiliser. En attendant une réalité mixte aussi portable que réaliste, il faudra se satisfaire du casque HoloLens ou des nouvelles entrées de gamme présentée lors de la Build 2017.
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