Pour la plupart des gens, le terme « métavers » n’est entré dans le vocabulaire en 2021, lorsque Facebook a changé sa raison sociale en « Meta Platforms », mais son origine est bien plus ancienne.
Pour la plupart des gens, le terme « métavers » n’est entré dans le vocabulaire que l’année dernière, lorsque Facebook a changé sa raison sociale pour devenir Meta Platforms, mais son origine est bien plus ancienne. En 1992, l’auteur Neal Stephenson a inventé ce terme dans son roman de science-fiction « Snow Crash », qui imaginait un monde virtuel dans lequel les gens, où qu’ils se trouvent, pouvaient interagir de manière transparente entre eux et avec d’autres « choses », avec un réalisme proche de celui du monde physique.
Les métavers
La science-fiction a le don de nous aider à envisager l’avenir. Que s’est-il donc passé depuis la publication de « Snow Crash » et y aura-t-il vraiment un métavers dans le futur ?
Les pièces du puzzle des métavers ont commencé à s’assembler avec l’avènement des casques de réalité augmentée/virtuelle (AR/VR), qui permettent une expérience virtuelle immersive de base. Il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que les expériences métavers basées sur des écrans holographiques ne deviennent courantes. Mais les obstacles technologiques qui ont entravé le monde virtuel sont finalement en train d’être surmontés, et l’un des principaux moteurs est l’holographie.
La réalité étendue (XR) et les expériences numériques totalement immersives façonneront la prochaine décennie et deviendront un avantage majeur non seulement pour la réalisation de métavers virtuels, mais aussi pour l’intégration de contenu virtuel dans l’environnement physique. Ces plateformes représentent l’avenir du divertissement, de l’éducation, de la mode, des jeux, du commerce électronique, de la vidéoconférence et de bien d’autres choses encore.
Le métavers est une vision de l’internet comme un monde virtuel unique, universel et immersif basé sur la réalité virtuelle, la réalité virtuelle et la réalité mixte (MR), ainsi qu’un niveau de confiance entre pairs alimenté par la blockchain. Toutes les variantes de la réalité numérique relèvent de la réalité étendue, qui a récemment été étendue à la réalité étendue holographique (REH).
Les principales différences entre ces termes se résument au degré de réalisme de la représentation des mondes physique et numérique et à la mesure dans laquelle les plateformes peuvent immerger l’utilisateur dans l’expérience. Plus on descend dans la liste suivante, meilleure est l’expérience virtuelle :
– AR (immersion faible) superpose des éléments numériques sur le monde physique.
– La RM (immersion moyenne) mélange le monde physique avec des éléments virtuels pour créer un environnement dans lequel ces éléments peuvent interagir.
– La RV (immersion élevée) est un environnement dans lequel le monde physique et sa contrepartie numérique sont totalement intégrés et présentés à l’utilisateur comme une expérience unique.
– XR (immersion hybride) est un terme générique qui englobe tout type de technologie qui modifie la réalité en ajoutant des éléments numériques aux environnements physiques ou au monde réel.
– L’HXR (immersion totale) est le Saint Graal des métavers. Elle offre des images 3D haute résolution réalistes, visibles à l’œil nu, sans aucun compromis.
Actuellement, tous les modes de technologies numériques immersives (à l’exception de la HXR, qui est très récente) sont utilisés dans diverses applications, comme les lunettes et les casques AR/VR, mais avec des résultats mitigés. Des progrès significatifs continuent d’être réalisés pour améliorer l’expérience de l’utilisateur, mais des problèmes restent à résoudre avant que le métavers puisse se développer.
Par exemple, même les applications XR les plus avancées se concentrent sur un seul utilisateur qui est physiquement présent dans un environnement semi-statique et ne peut s’y adapter que partiellement. Cette approche est loin de répondre aux besoins d’un métavers, principalement parce qu’elle ne permet pas d’atteindre un haut niveau d’immersion dans lequel l’utilisateur fait effectivement partie de l’environnement et est presque indiscernable des éléments créés numériquement.
Pour être totalement « immergé », vous devez être capable de regarder un point proche et immédiatement après un autre point plus éloigné, comme vous le feriez pour une scène du monde physique. Cependant, la technologie AR/VR 3D actuelle est limitée à un seul point fixe. Dans la vie réelle, cela signifie que vous ne pouvez pas lire un livre, lever les yeux de la page, puis les porter au loin pour regarder les feuilles d’un arbre. En outre, l’expérience virtuelle ne peut aujourd’hui être réalisée qu’à l’aide de casques ou de lunettes de vue, et de nombreux utilisateurs trouvent ces dispositifs gênants, voire contraignants. Par conséquent, bien que les casques et les lunettes AR/VR soient sur le marché depuis plusieurs années, leurs limites ont considérablement ralenti l’adoption de cette technologie qui pourrait améliorer la vie.
Pour dire les choses simplement, les technologies de visualisation immersive existantes (AR/VR/XR) ne sont pas à la hauteur et ne parviennent pas à représenter la réalité avec précision en raison de leurs limites techniques inhérentes. L’immersion totale nécessitera un large champ de vision, une large gamme de couleurs, une plage dynamique extrêmement élevée (c’est-à-dire de niveaux de lumière très faibles à très élevés), la possibilité de déplacer sa tête autour d’un objet pour le voir sous n’importe quel angle, et la possibilité de se concentrer sur des objets ou des personnes à plusieurs distances à volonté.
Une nouvelle vie pour l’holographie
Dennis Gabor a inventé l’holographie à la fin des années 1960 et a reçu le prix Nobel de physique pour cette réalisation en 1971. Cette technique permet d’enregistrer une onde lumineuse créée par un laser dirigé sur un objet, puis de la reconstituer en superposant une seconde onde lumineuse, appelée faisceau de référence, sur le premier front d’onde. Contrairement à la photographie, l’holographie crée une image en 3D. Il s’agit d’une technologie polyvalente utilisée dans des dizaines d’applications en médecine, en défense, en prévision météorologique, en réalité virtuelle, en art numérique, etc.
Si elles sont correctement mises en œuvre dans le monde virtuel, les images holographiques sont générées par ordinateur et peuvent améliorer considérablement les capacités de la RX en permettant de créer un environnement plus réaliste tout en éliminant les effets indésirables de la fatigue oculaire. L’image holographique est intrinsèquement en 3D et fournit à l’observateur des indices de perception de la profondeur, de sorte que l’utilisateur peut se promener dans un espace virtuel, regarder quelque chose sous plusieurs angles et parfois même regarder derrière un objet. Les progrès rapides réalisés dans le domaine des modulateurs spatiaux de lumière, des dispositifs CMOS à haute densité et des optiques diffractives permettent d’obtenir une densité de pixels élevée pour fournir des images 3D réalistes, colorées et de haute qualité sans que les utilisateurs aient à porter des lentilles spéciales.
L’un des ingrédients essentiels à la réalisation d’expériences 3D holographiques est l’utilisation de la technologie CMOS, car elle est peu coûteuse et très évolutive. Si les dispositifs à systèmes microélectromécaniques constituaient un premier choix évident pour les chercheurs, les composants MEMS donnaient des résultats inférieurs à ceux des dispositifs CMOS et étaient beaucoup plus coûteux. Comme l’approche CMOS utilise des pixels dont la longueur d’onde est inférieure à la moitié de celle de la lumière qui les atteint, il est possible d’en fabriquer trois ordres de grandeur de plus sur une puce. La technologie CMOS permet d’obtenir des gigapixels plutôt que des mégapixels comme c’est le cas avec les méthodes d’imagerie traditionnelles. Cela signifie qu’en utilisant un hologramme 2D sur une puce, les ondes lumineuses peuvent être reconstruites pour une visualisation 3D afin de représenter la totalité de la scène dans toutes les directions avec une mise au point parfaite en tout point de l’espace.
Les techniques holographiques 3D utilisent des optiques diffractives numériques qui modifient l’amplitude et la phase de la lumière qui s’y propage afin de manipuler les ondes lumineuses pour créer des formes et des motifs lumineux impossibles à réaliser avec des méthodes basées sur l’optique réfractive ou nécessitant des composants optiques très complexes, volumineux et coûteux.
La convergence des mondes physique et numérique est imminente, et les grandes entreprises technologiques ont fait d’énormes investissements dans les technologies liées aux métavers, comme les puces, les logiciels, les plateformes de développement, les dispositifs portables, les écrans holographiques et les applications des métavers. La technologie HXR jouera un rôle important dans la concrétisation des métavers, en remodelant la façon dont nous communiquerons, partagerons les informations et vivrons les mondes virtuels dans la décennie à venir.
