Une avancée technologique dans la vidéo volumétrique

La technologie volumétrique est une méthode de capture et de représentation d’objets ou de performances en trois dimensions. Ses utilisations sont diverses, elles incluent :

–   L’intégration dans des moteurs 3D pour des jeux vidéo, visualisables sur écran plat.

–   L’emploi dans des environnements de réalité virtuelle pour des expériences immersives 6DoF, permettant l’interaction avec le sujet capturé.

–   L’intégration dans des applications de réalité augmentée pour projeter des personnages virtuels dans des environnements réels via des smartphones.

L'utilisation d'un fond uni, souvent vert, pour les captures vidéo est une technique connue sous le nom de « chroma keying » ou incrustation sur fond vert. Cette méthode permet de remplacer le fond vert par n'importe quelle image ou vidéo pendant la post-production, créant ainsi des effets visuels qui seraient difficiles ou impossibles à réaliser autrement.

Holographie traditionnelle et jumeau numérique parfait

La différence principale entre l’holographie traditionnelle et l’application icologram réside dans le fait que cette dernière, qui vise à créer un jumeau numérique parfait, est plus axée sur l’expérience artistique et immersive. Alors que l’holographie traditionnelle se concentre sur la reproduction d’images en trois dimensions pour diverses applications, y compris l’événementiel.

L'holographie traditionnelle

L’holographie consiste à capturer une image en trois dimensions, souvent à l’aide d’un faisceau laser divisé pour inscrire l’image en relief sur un support. Elle utilise l’interférence des ondes lumineuses réfléchies par un objet avec un rayon laser pour créer une image en relief. Cette technique est fréquemment utilisée pour faire apparaître des spectres ou des images en trois dimensions lors d’événements.

icologram®

Contrairement à la création d’avatars, icologram propose un jumeau numérique de l’artiste grâce à la captation volumétrique. Ce produit se présente comme un nouveau type de support multimédia étroitement lié à l’artiste, car il « est » l’artiste.

Cette application est utilisée pour immortaliser des artistes ou des personnalités via un art holographique de haute définition. Elle combine l’art, la technologie et l’entrepreneuriat pour offrir une expérience immersive dans le monde de la réalité étendue (XR).

Un exemple avec un chanteur suisse

L’application icologram a été utilisée pour une expérience unique en réalité augmentée, permettant aux utilisateurs de vivre les performances du chanteur suisse Henri Dès comme s’il était présent chez eux. Grâce à cette technologie, treize titres emblématiques de l’artiste sont accessibles via l’application, créant ainsi une expérience de concert privé à domicile. Cette innovation redéfinit le spectacle vivant en combinant le numérique et le réel, ouvrant la voie à de nouvelles formes d’émotions et d’expériences artistiques.

La capture volumétrique

Pour commencer, il faut capturer les images. Pour ce faire, la capture volumétrique consiste à enregistrer des objets ou des personnes sous de multiples angles pour créer une représentation tridimensionnelle qui peut être visualisée et manipulée numériquement. Elle utilise un ensemble de caméras disposées autour du sujet pour capturer simultanément des images sous différents angles. Des algorithmes spécifiques traitent ensuite ces images pour former un modèle 3D complet.

Cette technologie enregistre des sujets en 3D pour créer des modèles interactifs. Elle utilise des caméras RGB-D pour capturer sous plusieurs angles, génère des nuages de points pour un maillage 3D, applique des textures pour le réalisme, et anime le modèle pour la visualisation sur divers dispositifs. Ses applications vont des jeux vidéo à la réalité augmentée.

Fonctionnement

–   Caméras et capteurs : utilisation de caméras RGB-D pour capturer le sujet sous différents angles.

–   Génération de nuage de points : transformation des images capturées en un nuage de points 3D.

–   Synthèse de maillage : fusion des nuages de points pour créer un maillage 3D.

–   Texturisation : application de textures pour un rendu réaliste du modèle 3D.

–   Animation : répétition des étapes pour chaque image capturée, permettant l’animation 3D.

–   Rendu et visualisation : rendu du modèle 3D pour visualisation sur divers dispositifs.

Applications

–   Intégration dans des moteurs 3D : pour des jeux vidéo ou des simulations.

–   Réalité virtuelle : pour des expériences immersives avec interaction utilisateur.

–   Réalité augmentée : pour projeter des personnages virtuels dans des environnements réels.

Cette technologie révolutionne la façon dont nous interagissons avec le contenu numérique, offrant des possibilités illimitées pour le divertissement, l’éducation et au-delà.

Une entreprise et un équipement

–   Innovation : l’entreprise 4DViews est spécialisée dans la capture vidéo volumétrique, offrant des systèmes de capture de haute qualité conçus pour une variété d’usages et compatibles avec de nombreuses technologies de diffusion.

–   Système HOLOSYS+ : c’est un équipement tout-en-un qui permet une capture volumétrique de haute qualité, avec une zone de capture importante et un traitement local rapide.

Le principe de l’hologramme

Lorsqu'on photographie un objet de façon classique, on enregistre sur une surface sensible la luminosité des différents points de cet objet. Autrement dit, seule la puissance par unité de surface des ondes lumineuses émises par cet objet est prise en compte.

On ne peut pas enregistrer la phase de la lumière. Aucune surface sensible (rétine, plaque photographique, capteur à semi-conducteur, etc.) n'est sensible à la phase. Dans un hologramme, on contourne cette difficulté en faisant interférer la lumière venant de la scène avec un faisceau de référence de lumière cohérente. De cette manière, ce que l'on enregistre sur la plaque photographique est une image interférométrique formée par des zones plus ou moins lumineuses. Les zones les plus lumineuses seront celles dans lesquelles la lumière venant de la scène et celle du faisceau de référence sont en phase. Cette luminosité dépendra aussi de l'amplitude de la lumière venant de la scène.

L'hologramme ainsi enregistré et traité sera lu en l'éclairant avec un faisceau de lumière monochromatique similaire à celui utilisé comme référence. Il laissera passer plus de lumière aux endroits où l'amplitude de la lumière venant de la scène était plus grande et surtout là où la phase de cette lumière était proche de celle du faisceau de référence.

L'hologramme n'enregistre pas la phase de la lumière (c'est impossible), mais les endroits où la phase était « la bonne ». Ainsi, lors de la lecture, la phase de la lumière qui sort de l'hologramme n'est pas identique à celle de la lumière qu'il a enregistrée, mais elle est suffisamment proche pour que cette information de phase permette de restituer la profondeur de l'objet et de recréer l'image réelle (au sens optique) de la scène.

Historique

Le dispositif de production d’un hologramme consiste à enregistrer une image et à reconstituer ensuite les ondes lumineuses qui en émanent. Cela est proche du dispositif photographique, qui, quant à lui, capte une source de lumière sur un support sensible qui sera ensuite développé afin d’en obtenir une reproduction.

La découverte de l’art holographique n’aurait pu se faire sans les travaux d’Edmond Becquerel en 1848 et de Gabriel Lippmann en 1891. À l’instar des travaux de Dennis Gabor (Prix Nobel de physique en 1971) et des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) qui reprirent ses travaux et en modifièrent certains dispositifs par l’apport du laser.

Cybel'Art SA
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