Aqualux 3D : un écran multicouche sur gouttes d'eau

Une équipe de chercheurs, Peter Barnum [1], Srinivasa Narasimhan [2] et Takeo Kanade [3], de l'Université de Carnegie Mellon [4] en Pennsylvanie, vient de dévoiler une technologie d'affichage sur un écran constitué de gouttelettes d'eau. Ce concept, nommé "Aqualux 3D" a été présenté à l'occasion du SIGGRAPH 2010 [5], un évènement majeur dans le domaine de l'infographie et des technologies interactives qui s'est déroulé le 27 juillet dernier à Los Angeles.

Vidéo de présentation du système "Aqualux 3D" réalisée à l'occasion du SIGGRAPH 2010 (vidéo en anglais)
Crédits : Carnegie Mellon University

Ce n'est pas la première fois qu'une technologie de projection d'images sur eau est annoncée. Mais, alors que les précédents concepts ne contrôlaient que la partie projection ou que le débit de la chute d'eau, celui-ci innove en contrôlant très précisément la chute des gouttelettes d'eau et en la synchronisant avec le projecteur.

Pour synchroniser les gouttelettes d'eau avec le projecteur, le système comprend une caméra qui filme la chute d'eau 60 fois par seconde (60Hz), un projecteur qui affiche aussi à 60Hz, plusieurs générateurs de gouttelettes qui sont capables de produire jusqu'à 60 gouttes par secondes et qui se superposent en face du projecteur et enfin un ordinateur sur lequel un logiciel développé par l'équipe permet de contrôler la génération de gouttelettes d'eau afin de s'assurer qu'aucune goutte ne se superpose dans la ligne de visée du projecteur.

Cette synchronisation permet d'afficher une image en "2,5D", c'est-à-dire qu'un projecteur est en mesure de projeter une image différente sur plusieurs écrans superposés (voir image ci-dessous). Pour l'instant, le prototype est fonctionnel jusqu'à 4 écrans.

La résolution de cet "écran" dépend du nombre de gouttes sur un générateur de gouttelettes, du nombre de générateur(s) de gouttelettes alignés, ainsi que du nombre de lignes affichées par le projecteur. Dans le cas du prototype, les 4 générateurs de gouttelettes font chacun 50 gouttes de large, et le projecteur est capable d'afficher 768 lignes à 60Hz.

Un échec fructueux

A l'origine, l'objet de la recherche de cette équipe était de développer un système d'éclairage automobile à LED capable d'éviter d'éclairer les gouttes d'eau de pluie. En effet, avec les feux de route automobiles actuels, une partie de la lumière se reflète sur les gouttes de pluie et peut gêner la visibilité du conducteur. Pour cela, les chercheurs ont entrepris de développer un système de détection des gouttes d'eau de pluie afin de ne projeter la lumière qu'entre les gouttes. Mais dans leurs recherches, ceux-ci ce sont aperçus qu'il était en fait beaucoup plus aisé de projeter la lumière sur les gouttes d'eau détectées que l'inverse.

Pour quelles applications ?

Pour l'instant, le prototype est capable d'afficher une image animée distincte sur chacun des 4 écrans superposés. Pour la démonstration, l'équipe a même développé une version multi écran du célèbre jeu vidéo Tétris sur lequel le joueur a la possibilité de déplacer une pièce d'un écran à l'autre (voir la vidéo, 2m30s).

Selon Srinivasa Narasimhan, professeur associé à l'Institut de robotique au sein de l'Université de Carnegie Mellon, l'association de cette technologie d'affichage sur gouttelettes d'eau avec de la brume pourrait permettre de réaliser un affichage en 3 dimensions pour des parcs d'attraction, des expositions ou même des jeux vidéos sans l'utilisation de lunettes spécifiques comme l'exige la technologie actuelle. En effet, les gouttelettes agissent comme des lentilles grand angle en réfractant en grande partie la lumière qu'elles reçoivent. Avec plusieurs couches d'écrans à gouttelettes synchronisés et de la brume entre chaque couche, chaque gouttelette pourrait alors créer un voxel [6].

Enfin, cette technologie ouvre aussi potentiellement la possibilité au spectateur, s'il accepte de se mouiller, d'interagir avec l'affichage.


Sources:
- Page du projet :http://www.cs.cmu.edu/~ILIM/projects/IL/waterDisplay2/index.html
- Publication : "A Multi-Layered Display with Water Drops" -http://redirectix.bulletins-electroniques.com/vKPIF
- Vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=L0i-uTa4kv4&NR=1
- Communiqué de presse de l'Université de Carnegie Mellon :http://www.cmu.edu/news/archive/2010/July/july6_waterdisplay.shtml


Origine: BE Etats-Unis numéro 217 (3/09/2010) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/64314.htm-  Frédéric Lohier, deputy-stic.mst@ambafrance-us.org