Dompter la lumière
Le besoin de projeter la réalité du monde qui nous entoure est très ancienne. Nos ancêtres ont toujours rêvé de dompter la lumière. Les premières expériences de projections d’images animées ont révélé des possibilités d’utilisation de la lumière dans le domaine des loisirs, notamment avec les théâtres d’ombres, puis les lanternes magiques, le théâtre optique d’Émile Reynaud aux XVIIIe et XIXe siècles, avant l’invention du cinéma, qui donna tout son essor à la projection d’images animées. Au XXe siècle, la projection analogique fut remplacée par la vidéoprojection numérique. Aujourd’hui, le vidéoprojecteur est l’outil de base de toutes les projections, chaque modèle s’étant adapté aux besoins.
Projection sans ombre
Aujourd’hui, la solution simple, tout-en-un, qui offre une intégration simplifiée dans la salle de réunion ou de classe, est le projecteur à ultracourte focale, puisqu’il s’installe directement sur le mur. On n’a aucun câble externe. On bénéficie d’une bonne ergonomie et on facilite la présentation sans être dérangé par la projection du faisceau lumineux ; cela permet à l’intervenant de se tenir juste devant l’écran sans jeter d’ombre sur le contenu de sa présentation. Par ailleurs, on bénéficie d’une interactivité, aspect important pour le travail collaboratif permettant d’interagir directement sur l’écran. On peut même enregistrer à la fin de la réunion sur ordinateur ou le réseau de l’entreprise tout ce qui a été annoté sur le support, ce qui fait gagner du temps.
Les projecteurs à courte et ultracourte focales
Destinés aux établissement scolaires et éducatifs, aux salles de conférences, une nouvelle race de projecteurs numériques est née pour offrir aux enseignants une simplicité d’utilisation et une bonne fiabilité en classe, et aux élèves un excellent outil d’apprentissage visuel avec des fonctions d’interactivité et des innovations, notamment la technologie 3D. Ce sont les projecteurs à courte et ultracourte focales. Ces modèles offrent généralement une luminosité élevée (3 000 lumens ANSI et plus) ; ils peuvent transformer n’importe quelle surface blanche plane en un tableau interactif et sont capables d’afficher une image grand format (jusqu’à 100 pouces) à une très courte distance de projection.
On caractérise les performances de leurs focales par un ratio appelé « rapport de projection d/1 », « d » étant la distance de projection pour afficher une image d’un mètre de base. Par exemple, un rapport de 0,3/1 signifie que le projecteur placé à 0,3 m (30 cm) affichera une image d’un mètre de base. On considère qu’entre 0,38/1 et 0,75/1 on est en courte focale ; à moins de 0,36, on est en ultracourte. Par exemple, chez Epson l’ultracourte focale est à 0,27/1, soit une image d’un mètre de base à 27 cm de l’écran. Ces projecteurs peuvent aussi être utilisés comme équipements de salles de réunion, pour l’affichage dynamique, la vidéographie, pour la muséographie…. À ce sujet, citons une application prestigieuse, comme celle que le constructeur Optoma a réalisée aux Carrières de Lumières, situées aux Baux-de-Provence (lire paragraphe “Un challenge réussi !” en fin d’article).
Les avantages du projecteur ultracourte focale
Le principal avantage de ce type projecteur est, comme nous l’avons mentionné, de pouvoir s’affranchir de l’ombre portée sur l’écran quand on est face à l’appareil et de supprimer tout éblouissement dans les yeux. Par ailleurs, pour faciliter l’installation et réduire la distance avec l’écran, ce dernier est muni d’un miroir basculant qui renvoie la lumière. Ce projecteur est vendu en kit comprenant l’appareil ultracourte focale doté d’un bras, pour le fixer directement au-dessus de la surface d’affichage. Toujours pour améliorer l’usage des appareils ultracourte focale, les constructeurs ont ajouté une fonction d’interactivité.
On allie cette technologie qui rend interactive n’importe quelle surface, soit tactile au doigt, soit au stylet. C’est le projecteur qui rend la surface interactive par l’envoi d’un faisceau qui gère la surface pour la rendre interactive (contact du doigt ou du stylet détecté par le projecteur). Ceci pour un surcoût d’environ 300 à 400 €.
Les technologies de vidéoprojection
En vidéoprojection, on distingue principalement trois technologies concurrentes. Celle basée sur un traitement simultané des trois primaires – rouge (R), vert (V), bleu (B) – est effectuée par trois matrices (tri-LCD, tri-DLP…) ou par une seule matrice (mono-LCD). Les vidéoprojecteurs tri-LCD possèdent trois panneaux à cristaux liquides éclairés par un faisceau de lumière blanche (comme une diapositive) qui est décomposée en rouge, vert et bleu, grâce à un jeu de miroirs semi-réfléchissants (dichroïques). Chacun des faisceaux de couleurs est dirigé vers le panneau LCD concerné, puis réunis pour traverser l’objectif et atteindre l’écran. Autre technologie à une seule matrice DMD, celle baptisée DLP qui traite les couleurs séquentiellement.
Brevetée par Texas Instruments, la technologie DLP/DMD met en œuvre des miroirs microscopiques suspendus à des tiges de torsion. Placé sur une matrice DMD (Digital Micromirror Device), chaque pixel/miroir peut pivoter de + ou – 12 ° sous l’action d’une tension électrique et réfléchir un point de l’image dans l’objectif (position « on ») ou en dehors (position « off »). Selon la durée de la rotation, la lumière réfléchie est modulée en intensité, se traduisant sur l’écran par une échelle de gris en fonction du temps, d’où son appellation « Digital Light Processing » (DLP). Le blanc équivaut à une réflexion de la lumière pendant toute la durée de la trame vidéo alors qu’un gris correspond à une fraction de ce temps.
La modulation de la lumière peut être commandée par des signaux numériques, d’où leur nom : « projecteur numérique ». La couleur est fournie par une roue chromatique contenant des filtres rouge, vert et bleu qui se succèdent en séquence quand elle tourne. Elle est à l’origine du fâcheux phénomène « d’arc en ciel » perçu par certains utilisateurs. La troisième technologie, la meilleure, réunit les avantages du LCD et du DLP. Il s’agit du LCoS, appelée Xeed chez Canon.
Les futurs axes de développement
À priori, les projecteurs ultracourte focale semblent n’avoir que des avantages ! Hélas non, car l’optique ultracourte focale entraîne parfois des effets de convergence, des distorsions, perceptibles dans les coins sur les lignes droites qui s’incurvent, comme on l’observe avec une optique Fish Eye. Aussi, les futurs axes de développement porteront sur la qualité des optiques pour réduire encore la distance entre l’appareil et l’écran tout en assurant une parfaite reproduction des lignes droites. L’étude du bloc optique avec l’effet de miroir, pour avoir une distance très courte, doit garantir une uniformité de la lumière sur l’écran, sans aucune déperdition sur la qualité d’image. Ce qui explique que l’intégrateur et l’installateur doivent être plus attentifs aux réglages et à la gestion des paramètres que sur un appareil standard.
Les offres
De nombreux constructeurs ont à leur catalogue des projecteurs à courte focale (référence ST pour Short Throw) et ultracourte focale (référence UST pour Ultra Short Throw). Notre tableau résume le nombre de modèles et les caractéristiques importantes pour faire un choix. En effet, outre le rapport de projection selon le besoin et l’environnement, il faut prendre en compte la luminosité, le contraste et la résolution. Bref, tous ces paramètres sont une indication pour vous guider vers l’appareil le mieux adapté à votre besoin, mais sachez que le vrai test en situation est indispensable !
Un challenge réussi !
Le challenge était de créer un spectacle audiovisuel projeté dans une énorme carrière souterraine sur diverses surfaces et notamment les murs, les plafonds et même les sols, dans un immense espace fait de roches irrégulières naturelles et façonnées par l’Homme. C’est Optoma qui fut choisi, grâce à la diversité de ses modèles, pour réaliser un spectacle audiovisuel impressionnant aux Carrières de Lumières, situées aux Baux-de-Provence. Plus de soixante projecteurs Optoma ont été installés, dont un modèle à focale courte pour les espaces les plus restreints. Ce projecteur discret, lumineux, projette des vidéos de haute qualité et est capable de fonctionner pendant dix heures par jour, tous les jours de la semaine durant dix mois.
