La 3D révolutionne la TV, le cinéma et les jeux videos

La télévision occupe une place de premier plan au coeur des foyers français. Malgré la concurrence d'Internet, le petit écran reste de loin le média le plus populaire et surtout le loisir le plus souvent cité dans l'Hexagone. Mais, pour rester en haut du podium et garder sa place dans le salon, la TV doit évoluer tant au niveau de la qualité de ses écrans que des contenus diffusés.

Après la révolution de la couleur dans les années 60/70, puis l'arrivée du numérique et de la Haute Définition au détriment de l'analogique, la prochaine génération de TV sera "3D Ready". Autrement dit, la télévision du futur explorera la notion de "relief" pour plonger le spectateur dans la 3ème dimension. C'est en tout cas le pari que les plus grands constructeurs ont décidé de relever, soutenus par d'autres grands noms de la Recherche & Développement, au premier rang desquels on trouve l'opérateur Orange.

La TV 3D est en effet l'un des chevaux de bataille des Orange Labs de Rennes et Lannion qui travaillent en partenariat avec le pôle de compétitivité "Images et Réseaux" installé dans la capitale bretonne. La TV 3D c'est quoi au juste ? Pour en savoir un peu plus, l'équipe Ariase s'est déplacée à l'opéra de Rennes où s'est tenue, mardi 2 juin 2009, une grande première mondiale avec la retransmission en direct et en 3D HD de Don Giovanni, le chef d'oeuvre de Mozart.

Comment ça marche la TV 3D ?

Comme pour la HD, la télévision 3D nécessite deux composantes essentielles : la captation et la diffusion. Chacune de ces étapes nécessite des savoir-faire et des équipements particuliers qui commencent tout juste à être déployés aujourd'hui. L'introduction d'une troisième dimension inaugure une nouvelle façon de regarder la télévision, mais également une nouvelle manière de produire et réaliser les contenus. Pour profiter de la TV 3D, il faut bien entendu que le programme soit à l'origine filmé en relief. Et cette captation nécessite en premier lieu l'utilisation de caméras spécifiques - dites stéréoscopiques - qui permettent de restituer la richesse de la vision humaine.

Mais commençons par un petit rappel anatomique ! Les humains voient leur environnement en trois dimensions grâce au cerveau qui associe simultanément les informations captées par l'oeil droit et par l'oeil gauche. Les deux yeux sont séparés d'une distance de 7cm environ - la distance moyenne entre les pupilles d'un adulte - et ne perçoivent pas la situation de la même manière. Le cerveau interprète le décalage et restitue les informations de luminosité, de couleur mais aussi de longueur, de largeur, et de profondeur.

Plusieurs techniques cohabitent aujourd'hui dans le domaine de la 3D. La stéréoscopie est la plus répandue. Comme indiqué plus haut, elle nécessite une caméra bifocale, et une paire de lunettes polarisées qui alterne vue de gauche et vue de droite pour que le spectacteur profite de la profondeur de l'image. Heureusement, les lunettes d'aujourd'hui n'ont rien à voir avec celles distribuées dans les "driv'in" du siècle dernier !

Les lunettes anaglyphes aux verres rouges et bleus ont cédé leur place à des équipements "high tech". Ces lunettes filtrent des dizaines d'images par seconde - dédiées à l'oeil gauche et à l'oeil droite - grâce à des obturateurs à cristaux liquides pilotés par infrarouge par exemple ! Mais ces lunettes passives, aussi performantes soient-elles, risquent d'être perçues comme un frein pour les spectateurs victimes de maux de tête, de fatigue visuelle ou tout simplement ceux qui sont déçus par le manque de luminosité de certaines images.

Des TVHD détrônées par des écrans 3D Ready ?

Du coup, les constructeurs se lancent sur le créneau de la télévision en relief...sans lunettes. La 3D auto-stéréoscopique - aussi appelée alioscopie en référence à son inventeur français, Pierre Alio - permet aux utilisateurs de bénéficier d'une vue en relief sans lunettes spéciales. L'autostéréoscopie consiste à projeter, sur un écran spécifique (écran lenticulaire), 8 images imbriquées représentant la scène filmée depuis autant de points de vue distincts. En clair, les yeux du spectateur parviennent à reconstituer une image en relief en assimilant la multitude d'images projetées sous différents angles.

L'inconvénient principal de la diffusion en 3D réside dans le poids croissant des flux numériques. Quand une scène 2D est captée, une seule caméra enregistre une seule information. Une scène 3D nécessite au mieux une caméra bifocale (une pour chaque oeil) qui multiplie les images et alourdit le flux. Un match de tennis en 2D Haute Définition diffusé sur France2 mobilise par exemple une bande passante de 10Mbits par seconde. Pour restituer en simultané les 9 images HD nécessaires à la captation 3D organisée à Roland Garros en 2008, Orange a utilisé entre 50 et 90Mbits/seconde de bande passante !

La 3D serait-elle la fameuse "killer application" qui justifiera la généralisation de la fibre optique ? Dans un sens, oui. Mais bien que la télévision en relief soit gourmande en débit, elle pourrait d'ici peu se contenter d'une bonne connexion ADSL. Les ingénieurs d'Orange Labs travaillent actuellement sur des méthodes de compression qui permettent déjà de transporter un flux 3D SD sur une ligne "10 Mbit/s". En clair, les internautes aujourd'hui éligibles à la TVHD pourraient bénéficier de la 3D...en définition standard. Tout comme la fibre - dont la montée en puissance est prévue pour 2012 - révolutionnera l'accès à Internet, la TV 3D bouleversa le paysage audiovisuel français.

Encore faut-il que des téléviseurs soient disponibles ! Certes, le marché s'éveille progressivement. Après les premiers écrans prototypes, certains constructeurs s'aventurent sur le tout nouveau marché des TV 3D Ready. Après la commercialisation du premier téléviseur 3D par Hyundai en avril 2008, Panasonic, Sharp, LG, Sony, Philips, Thomson et Samsung se bousculent au portillon. Les écrans Full HD n'ont pas encore détrôné les premières générations de TV LCD et Plasma que les constructeurs promettent déjà des dalles 3D hors normes.

En effet, conséquence directe de la 3D, les labels HD et Full HD 1080 vont vite se retrouver ringardisés par l'ultra HD 2K (2048x1080) voire même Ultra Haute Définition 4K (2096x2160) ! Mais pour l'heure, les tarifs élevés (entre 1500 et 4000€ l'unité) limitent le phénomène. Le marché devrait décoller (baisse des prix) dès que les chaînes diffuseront des programmes 3D attractifs, de la même manière que la TVHD prend aujourd'hui le pas sur la SD (définition standard).

La 3D commence à sortir des laboratoires de recherche et développement. Yano Research, un institut japonais, prévoit que le marché des téléviseurs 3D sera multiplié par 20 dans 5 ans et par 300 d'ici 2019. A cette échéance, de nombreux autres équipements "3D Ready" débarqueront sur le le marché Grand Public avec notamment des lecteurs Blu-ray 3D, des consoles de jeux, des cadres photos numériques et des Set-Top Box IPTV. Côté matériel, les prévisions sont excellentes. Mais qu'en est-il des applications disponibles aujourd'hui ou demain, et qui bénéficieront de la puissance de la 3D ?

La télévision 3D

La télévision en relief sera bien entendu amenée à se démocratiser dans les années à venir. Orange mène des expérimentations actuellement pour tester la validité technique de la TV 3D au niveau de la captation, de la post-production et de la diffusion, mais également au niveau de la réaction du public.

En mai 2008, pour la première fois à Roland Garros, Orange a proposé à ses invités de suivre les matchs du court Suzanne Lenglen en direct et 3D relief. La diffusion s'effectuait sur le stand Orange et dans les boutiques Orange des Champs-Elysées et de la Madeleine sur des téléviseurs 3D (lunettes polarisées obligatoires). L'opérateur a renouvelé cette année l'expérimentation sur tous les matchs du court Philippe Chatrier (y compris la finale).

Pour ne pas se cantonner aux événements sportifs, de nouvelles expérimentations sont menées dans d'autres domaines. Ainsi, Orange s'est associé à l'Opéra de Rennes pour entreprendre la captation 3D HD en direct de Don Giovanni, l'opéra de Mozart. Cette première mondiale s'est tenue le 2 juin dernier et a mobilisé un un dispositif important. Quatre caméras bifocales - une au fond de la salle, deux autres au sein des corbeilles, et une au niveau de l'orchestre - ont capté les 3 heures de spectacles.

Les images étaient transmises au car régie, qui gérait simultanément la réalisation et l'encodage des signaux destinés à un écran 3D installé dans les salons de l'hôtel de ville de Rennes où les spectateurs étaient équipés de lunettes spéciales. Quant au son, il n'était pas en reste. Orange et Radio-France ont aussi innové au niveau de l'acoustique. Une sphère HOA (High Order Ambisonics), composée de 32 capteurs permettant de distinguer et de localiser les différentes sources sonores, a largement contribué à l'immersion des spectacteurs.

La télévision en 3D n'est plus une douce utopie. Au Japon, la chaîne NHK diffuse tous les jours une heure de programmes en relief. Aux Etats-Unis, les matchs de basket de la NBA bénéficient également déjà de ce mode de diffusion. Néanmoins, limitée par la faible offre et les prix élevés des téléviseurs 3D Ready, la 3D est, dans un premier temps, relayée par le cinéma.

Le cinéma 3D

Ainsi, le All-Star Game qui a opposé en février dernier les meilleurs joueurs de basket US a été capté en 3D et diffusé dans 80 salles de cinéma "3D Ready". L'occasion pour des milliers d'américains de profiter de l'évenement comme s'ils étaient dans les tribunes. La 3D n'est pas une innovation au cinéma. Depuis plusieurs dizaines d'années, des films sont déjà projetés en relief, comme "Le crime était presque parfait" d'Alfred Hitchcock ou encore "Les Dents de La Mer 3", "Vendredi 13", et "Freddy : l'ultime cauchemar". C'était la grande époque des lunettes anaglyphes en carton avec des verres bleu et rouge !

Plutôt délaissé dans les années 80-90, le cinéma tridimensionnel fait un come-back remarqué en 2009. Ce nouvel engouement pour la 3D sur grand écran est une conséquence directe de plusieurs facteurs. Le premier est bien évidemment les progrès technologiques, notamment dans le domaine de la numérisation audiovisuelle. Finis les projecteurs 35mm et les bobines de pellicules ! Le cinéma entre dans le XXIème siècle et profite désormais de la numérisation : les films sont stockés sur des serveurs sécurisés (plus de problème de tirage de copie) et bénéficient d'une qualité audio et vidéo incomparable.

Grâce à leur numérisation, les salles de cinéma deviennent 3D Ready, et disposent ainsi d'une nouvelle corde à leur arc. Le cinéma ne se limite plus seulement aux films mais peut aussi servir de support pour des événements spéciaux. Pour illustrer cette nouvelle approche, citons par exemple la retransmission de football américain (SuperBowl), ou encore celle de concerts comme ceux de la tournée Vertigo de U2 actuellement visibles en relief dans les Méga CGR. Prévu au Stade de France, le concert de Mylène Farmer du 12 septembre 2009 sera capté en 3D. Reste à savoir s'il sera diffusé en salle pour le public équipé de lunettes 3D ? Une solution beaucoup plus intéressante que le classique DVD pour tous les fans qui n'auront pas eu la chance d'avoir un ticket !

Jeffrey Katzenberg, le président de DreamWorks Animation, a expliqué qu'en 2009 tous les films de son studio seront en 3D, avec notamment Monsters vs Aliens, Comment entraîner un dragon et Shrek 4. Disney n'est pas en reste non plus avec les films Volt, Là-Haut (diffusé en avant-première à l'ouverture du festival de Cannes), l'Etrange Noël de Mr Jack ou encore la saga Toy Story. Les deux premiers opus seront réédités en 3D à l'automne 2009, tandis qu'une suite, baptisée Toy Story 3D, sortira en février 2010.

James Cameron et son mythique "Avatar" (avec un budget de 200 millions $) devraient faire fureur et entrer dans la légende du cinéma à la fin de l'année. Studio37, la filiale cinéma d'Orange, cofinance "la nuit des enfants roi", l'adaptation du roman de Bernard Lentéric tourné en motion capture en en relief. "Les corps des personnages vont bouger comme jamais" précise Frédérique Delmas, directrice de Studio 37. Luc Besson et sa société EuropaCorp travailleraient également sur une version en relief d'Arthur et les Minimoys

Le monde du cinéma a tout intérêt à passer de la 2D à la 3D. Pourquoi ? Le relief garantit aux spectateurs une immersion hors du commun en comparaison avec la 2D. Le réalisme est à couper le souffle et l'on est vite absorbé ! C'est donc un élément de différenciation - une valeur ajoutée - par rapport aux DVD Blue Ray et à la TVHD qui concurrencent le cinéma depuis que le prix des dalles Full HD ont baissé.

Le cinéma en relief augmente les recettes des producteurs et des distributeurs puisque les tickets des films 3D sont plus chers. Il faut compter en moyenne 2 € de plus, notamment pour la location obligatoire de lunettes adaptées. Le surcoût de 5 à 10% induit par la production en 3D est alors largement compensé. D'autant plus que la 3D apparaît comme une excellente parade pour limiter le piratage. Les films en relief sont composés de plusieurs images entrelacées qui ne peuvent pas être enregistrées correctement par des caméscopes numériques. Par ailleurs, un film 3D capté en salle serait beaucoup plus "lourd" et donc plus difficilement transposable sur les réseaux Peer-To-Peer.

Les jeux vidéos 3D

Aujourd'hui, l'application 3D la plus développée est le jeu vidéo. Si le réalisme des graphismes des jeux de ces dernières années a considérablement évolué, la 3D plongera le joueur dans un véritable monde virtuel. Le constructeur de cartes vidéos Nvidia commercialise depuis peu sa technologie 3D Vision. Cette solution 3D stéréoscopique, destinée aux jeux vidéo PC, se compose de lunettes sans fil, d'un émetteur infra-rouge et d'un logiciel qui transforme automatiquement plus de 300 jeux PC actuels en 3D relief. Vendu 160€ en France, le pack 3D Vision de Nvidia cible avant tout les joueurs "hardcore" qui sont déjà équipés d'une configuration haut de gamme et d'un écran 120Mhz capable de supporter un flux HD pour l'oeil gauche et un autre pour l'oeil droit.

Au coeur de la nouvelle stratégie d'Orange, les contenus - et plus seulement les réseaux - ont vocation à séduire et fidéliser les abonnés. L'opérateur mise sur la TV et le cinéma mais également sur les jeux vidéos. Pour cela, Orange compte bien entendu aussi sur la 3D. Il y a quelques mois, l'équipe Ariase a eu le privilège de tester le jeu de voitures "Trackmania" en relief.

Les ambitions d'Orange dans le domaine du ludique ne s'arrêtent pas là. Le jeu massivement multijoueur Warhammer Online Age of Reckoning, édité par Orange, connaît un réel succès. Nul doute que les équipes techniques d'Orange travaillent à l'intégration 3D du jeu pour immerger un peu plus encore le joueur au coeur de l'action et de l'histoire.

La 3D partout puis après ?

La question n'est pas de savoir si mais plutôt quand la 3D va débarquer chez nous. La numérisation des contenus et des réseaux, ainsi que la révolution des usages - notamment dans le domaine des loisirs multimédias - poussent les ingénieurs et les industriels à innover pour proposer toujours plus de réalisme et plus d'immersion. Les premières expérimentations 3D, qu'elles aient lieu à la TV, au cinéma ou sur des jeux vidéos, ont impressionné les spectacteurs. "On s'y croirait !" lâchent la plupart des chanceux qui ont eu l'occasion de tester les images en relief.

Jusqu'ici réservée à quelques structures (Le Futuroscope, La Géode ou encore la Cité de la Mer), la 3D est sur le point d'envahir le marché grand public. Les salles obscures et les jeux videos seront servis en premier certes. La TV prendra un peu plus son temps, passage de l'analogique au numérique oblige. Mais la TV 3D n'est plus un délire de science-fiction. D'ici quelques années, elle accompagnera notre quotidien. Et sans nous lancer dans la prospective, il est fort à parier que la 3D bénéficie, au passage, d'autres innovations complémentaires telles que la réalité augmentée ou la virtualisation des gestes.

Et le web dans tout cela ? Le relief et la 3D seront bien évidemment très présents sur Internet. Les logiciels à succès comme Google Earth ne manqueront pas d'éblouir les utilisateurs en associant la géolocalisation à la 3ème dimension. Imaginez le service Street View en relief ! Les interfaces que nous utilisons quotidiennement - comme les navigateurs, les systèmes d'exploitation ou encore les messageries - gagneront en modularité et en fonctionnalités. Le web 2.0 survivra-t-il à la déferlante du web 3D ? Aussi géniale soit-elle, la 3D ne sera pourtant qu'une étape. L'holographie est déjà en préparation. Mais chut, c'est classé Top Secret !