14 Avr, 2020

Des réseaux de miroirs rendent la réalité augmentée plus réaliste

Electronique, Informatique, Internet, Logiciel, Matériel, NTIC, Réseau, Technologie, Télécoms

S’appuyant sur une collection de miroirs à mouvement rapide, ce système de RA peut contrôler la part du monde réel et virtuel que les utilisateurs perçoivent

Dans le monde de la réalité augmentée (RA), les images réelles et virtuelles sont combinées pour créer des environnements immersifs pour les utilisateurs. Bien que la technologie progresse, il reste difficile de faire apparaître les images virtuelles plus « solides » devant les objets du monde réel, un effet qui est essentiel pour nous pour obtenir une perception de la profondeur.

Aujourd’hui, une équipe de chercheurs a mis au point un système de RA compact qui, grâce à un ensemble de miroirs miniatures qui changent de position des dizaines de milliers de fois par seconde, peut créer cet effet insaisissable. Ils décrivent leur nouveau système dans une étude publiée le 13 février dans IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics.

On parle d’occultation lorsque la lumière des objets au premier plan bloque la lumière des objets situés à des distances plus éloignées. Les systèmes de RA commercialisés ont un effet d’occlusion limité car ils ont tendance à s’appuyer sur un seul modulateur spatial de lumière (SLM) pour créer les images virtuelles, tout en permettant à la lumière naturelle des objets du monde réel d’être également perçue par l’utilisateur.

« Comme on peut le constater avec de nombreux appareils commerciaux tels que l’HoloLens de Microsoft ou le Magic Leap, le fait de ne pas bloquer les niveaux élevés de lumière entrante [provenant d’objets du monde réel] signifie que le contenu virtuel devient si transparent qu’il devient même difficile à voir », explique Brooke Krajancich, chercheuse à l’université de Stanford. Cette absence d’occlusion peut interférer avec la perception de la profondeur de l’utilisateur, ce qui serait problématique pour les tâches nécessitant de la précision, comme la chirurgie assistée par AR.

Pour obtenir une meilleure occlusion, certains chercheurs ont étudié la possibilité d’un deuxième appareil de contrôle de la lumière qui contrôlerait la lumière entrante des objets du monde réel. Cependant, l’intégration de deux SLM dans un système implique beaucoup de matériel, ce qui le rend encombrant. Au lieu de cela, Mme Krajancich et ses collègues ont développé un nouveau design qui combine la projection virtuelle et les capacités d’occultation de la lumière en un seul élément.

Leur conception repose sur un réseau dense de miroirs miniatures qui peuvent être basculés individuellement entre deux états – un qui laisse passer la lumière et un qui la réfléchit – à un rythme pouvant atteindre des dizaines de milliers de fois par seconde.

Les images de démonstration combinent une scène physique et une image numérique pour former une composition cible. Images : Université de Stanford/IEEE

Dans cette série d’images de démonstration, la composition capturée avec la technologie montre des améliorations significatives à la fois en termes de blocage de la lumière et de fidélité des couleurs.

« Notre système utilise ces miroirs pour passer d’un état transparent, qui permet à l’utilisateur d’observer une petite partie du monde réel, à un état réfléchissant, où le même miroir bloque la lumière de la scène en faveur d’une source de lumière [artificielle] », explique Brooke Krajancich. Le système calcule la disposition optimale des miroirs et l’ajuste en conséquence.

Brooke Krajancich note certains compromis avec cette approche, notamment des difficultés à rendre les couleurs correctement. Elle nécessite également beaucoup de puissance de calcul, et peut donc nécessiter une consommation d’énergie plus élevée que les autres systèmes de RA. Bien que la commercialisation de ce système soit une possibilité pour l’avenir, dit-elle, l’approche n’en est encore qu’à ses débuts.