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L'holographie numérique est un moyen d'enregistrement de l'information 3D à l'aide de caméras numériques. Elle est déjà largement utilisée, et à terme, affirment les chercheurs, elle sera irremplaçable dans de nombreux secteurs, de la médecine à l'astronomie.

Les principes physiques de l'holographie

L'holographie est un moyen qui permet d'enregistrer l'information sur un objet et de reproduire son image en 3D en enregistrant non seulement l'amplitude de la lumière (comme dans une photo), mais également sa phase.

Les hologrammes sont un enregistrement de l'amplitude sommaire de deux faisceaux de lumière: celle qui est réfléchie sur l'objet et celle de la source. Si les faisceaux sont cohérents, leur interférence forme une image enregistrée par les capteurs photographiques.

«Le vaste développement de l'holographie numérique a commencé récemment avec l'apparition de caméras numériques de qualité, mais de nombreux résultats impressionnants ont déjà été obtenus», a déclaré Pavel Tcheremkhine, maître de conférences à l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI (Institut d'ingénierie physique de Moscou).

Les tendances mondiales

L'holographie numérique permet de créer une visualisation en trois dimensions réelle d'objets et de scènes, sans avoir besoin de recourir à des lunettes spéciales ou que l'observateur ait à se positionner spécialement. Les ingénieurs développent activement des écrans 3D permettant de visualiser des images de qualité. Les chercheurs affirment que prochainement la qualité des images holographiques en couleur sera proche de celle des photos en matière de retranscription des couleurs.

L'impression 3D holographique est un domaine prometteur. L'image est scindée en projections, puis se déroule l'impression de chaque projection sous le contrôle d'un logiciel.

Différents domaines de l'holographie numérique sont activement développés pour les recherches scientifiques et appliquées: la microscopie holographique et l'interférométrie holographique.

De plus, l'holographie numérique est largement appliquée dès à présent dans la visualisation médicale et biologique, dans les systèmes de codage, de transfert et de stockage de données, et permet également d'améliorer la protection des produits, des monnaies symboliques et des cartes bancaires.

Les exploits russes

Plusieurs universités et compagnies planchent actuellement sur des recherches en holographie.

Par exemple, l'université russe MEPhI a réalisé un système d'enregistrement dynamique, de transfert de démonstration optique en temps réel d'hologrammes d'une résolution supérieure à 2 millions de pixels. Ce système permet de reproduire des scènes et des objets enregistrés dans un diapason aussi bien optique qu'infrarouge.

Aujourd'hui, la transmission d'une vidéo holographique nécessite un canal d'au moins un gigabit à la seconde, c'est pourquoi les technologies de transmission et de compression d'hologrammes numériques ont une importance primordiale. L'université MEPhI travaille activement en ce sens. En mai 2019 a été présentée la méthode élaborée par l'université MEPhI pour la compression de l'information holographique des centaines de fois.

Un autre domaine important est celui de l'amélioration de la qualité de l'image optique 3D des scènes avec des hologrammes enregistrés. L'Institut de technologies laser et plasma du MEPhI élabore des méthodes d'amélioration de la projection numérique et optique réelle d'hologrammes en utilisant des modulateurs de lumière multigrades à cristaux liquides et micro-miroirs binaires à grande vitesse.

L'holographie peut être utilisée non seulement pour stocker, mais également pour protéger l'information. Les chercheurs de l'université MEPhI travaillent actuellement sur un système de codage de données utilisant une image enregistrée sur un hologramme en tant que clé de codage.

Un autre domaine important des recherches est l'identification d'objets. A l'heure actuelle, les appareils de reconnaissance utilisent généralement seulement des signes dimensionnels. Récemment, l'université MEPhI a proposé une méthode d'identification à la fois selon la forme et les signes spectraux applicables, par exemple dans les appareils d'orientation dans l'espace ou pour identifier les espèces biologiques.

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Tags:
recherche, hologramme, Université nationale de recherche nucléaire (MEPhI)
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