1. Tupac n’est pas un hologramme
Lorsque vous voyez Tupac, Michael Jackson, ou n’importe qui d’autre d’ailleurs projeté de la manière dont vous le voyez lors de concerts ou autres, ce ne sont pas des hologrammes. C’est un trucage, et l’hologramme fondamental n’a aucun rapport avec cela. L’astuce utilisée a été inventée dans les années 1800 par John Pepper pour faire croire à des spectateurs peu méfiants qu’un fantôme était apparu à côté des acteurs sur scène. En réalité, une illusion astucieuse a été employée : un morceau de verre placé en biais entre les spectateurs. La scène a été utilisée pour réfléchir la lumière d’un acteur sous la scène vers le public, tout en leur permettant de voir à travers la scène devant eux. Comme le verre est effectivement transparent, nous pensons qu’un fantôme plane sur la scène. Ainsi, la plupart des » hologrammes » vus à la télévision sont une variante de ce tour du fantôme de Pepper.
2. Seul un hologramme est un hologramme : il est remarquablement différent de tout le reste
Considérez que vous venez de prendre une photo d’une scène. Vous avez pris votre appareil photo, pointé, cliqué, et capturé une certaine information. D’un point de vue optique, vous avez stocké une certaine amplitude moyenne dans le temps du champ lumineux émanant de cette scène en utilisant une certaine forme de capteur (dans des canaux RVB séparés). Par conséquent, une grande quantité d’informations contenues dans ce champ lumineux a été jetée. Collecter uniquement ces informations revient à capturer un infime pourcentage de ce qui est présent. Un hologramme (inventé en 1947 par Dennis Gabor, l’holographie (du grec signifiant » dessin entier « ) dans son sens le plus élémentaire, est l’enregistrement puis la reconstruction de toutes les informations du champ lumineux de telle sorte que, lorsqu’il est regardé, l’observateur est incapable de faire la différence avec la scène originale parce que l’hologramme lui » donne » toutes les informations originales.
Maintenant, vous vous demanderiez naturellement : comment pouvons-nous faire cela ? Eh bien, si vous prenez l’objet que vous voulez afficher, que vous l’éclairez avec un laser, et que vous faites interférer cette lumière diffusée avec un autre laser, un enregistrement de ce motif créé est le hologramme. Il capture les informations d’amplitude, de phase et de longueur d’onde de l’objet. Maintenant, si nous regardions ce motif au microscope, nous verrions juste ces franges d’interférence, ce qui est inintéressant. Cependant, si nous éclairons avec la même source, la lumière est diffusée à partir de toutes les franges simultanément et interfère avec elle-même pour reconstruire le champ lumineux de l’objet original.
La beauté de cette technique est qu’elle est encore le seul moyen de vraiment reconstruire les informations 3D et de réaliser de véritables affichages 3D. Pourtant, cette technique a été réalisée à l’origine il y a près de 70 ans pour former des hologrammes statiques. Mais pourquoi ne pouvons-nous pas modifier dynamiquement les hologrammes et créer efficacement un affichage holographique ? Cette question est abordée dans la section suivante.
3. Les affichages holographiques 3D chez vous sont encore à des décennies
Le problème de la création d’affichages holographiques 3D est que la quantité d’informations qu’un hologramme typique contient est vaste ; la lumière contient beaucoup d’informations ! À titre d’exemple, on pense que l’ordre d’un million de trillions de pixels est nécessaire pour réaliser un affichage holographique 3D pur et avec un taux de rafraîchissement typique de, disons, 30 ips, cela représente une quantité de données stupéfiante. En plus de cela, nous avons également besoin d’une technologie capable d’enregistrer (en temps réel) toutes les informations complexes du champ lumineux, d’une technologie de communication capable de transmettre cette énorme quantité de données, puis d’un ordinateur pour traiter ces données. Si l’on considère que nous entrons tout juste dans l’ère des téléviseurs 4K (dont l’écran est composé d’environ 10 millions de pixels), nous en sommes encore loin.
4. Un hologramme peut être généré, et affiché, avec des ordinateurs
Comme nous l’avons évoqué, nous avons affaire à une grande quantité d’informations. Les méthodes actuelles d’affichage d’hologrammes dynamiques sont appelées modulateurs spatiaux de lumière (SLM). Il s’agit essentiellement de petits dispositifs d’affichage semblables à des téléviseurs sur lesquels sont affichés des hologrammes. La lumière laser est projetée à travers ou réfléchie, et le motif se forme sur l’autre face.
Maintenant, comment calculer un hologramme ? Idéalement, nous pourrions enregistrer toutes les informations du champ lumineux d’une scène, or nous ne disposons d’aucune technologie commerciale pour le faire. Nous pourrions effectuer des simulations complètes d’ondes électromagnétiques d’une scène simulée pour découvrir à quoi ressemble le champ lumineux diffusé par un objet en tous points de l’espace, puis enregistrer ces informations pour former un hologramme. Toutefois, cette méthode est un cauchemar sur le plan informatique avec la technologie actuelle. Un moyen apparemment meilleur (jusqu’à ce que les simulations d’ondes complètes puissent être faites rapidement) est que nous pouvons être intelligents sur les choses et regarder plus profondément dans les mathématiques fondamentales derrière les phénomènes.
5. La meilleure tentative de télévision holographique a été faite il y a une décennie et a coûté une fortune
Qinetiq a développé un prototype d’affichage holographique basé sur la technologie de modulation spatiale de la lumière il y a 12 ans. Il utilisait un système de tuiles actives avec deux modulateurs spatiaux de lumière différents pour fournir tous les repères de profondeur nécessaires à la production d’une image 3D. Il était coûteux à produire et a été abandonné peu de temps après son développement, mais il reste néanmoins le véritable affichage holographique le plus proche à avoir été démontré.
