Construire les fondations matérielles du métavers

Le métavers est devenu un mot à la mode dans les cercles tech, surtout après les annonces de haut profil d'entreprises comme Meta (anciennement Facebook) et Nvidia. Pourtant, que signifie réellement le terme, quels obstacles matériels doivent être surmontés, et quelles technologies sont déjà sur la voie de la réalisation ? Le cabinet d'analystes IDTechEx a récemment disséqué les domaines matériels clés — affichages, capteurs d'image, optique, haptiques, AR/VR — et nous en distillons l'analyse ici.

À son cœur, le métavers envisage des mondes virtuels coexistant sans heurt avec le monde physique, permettant des interactions immersives qui redéfinissent notre sens de la présence. Si le logiciel approche de la maturité, le matériel fait face à des obstacles significatifs.

Sans le bon matériel, le métavers reste un concept visionnaire. Les interactions actuelles reposeront encore sur téléphones et ordinateurs portables, mais ces dispositifs deviendront bientôt legacy. L'immersion totale exige des casques VR dédiés, et la vraie intégration d'environnements numériques et physiques nécessite des lunettes AR.

L'acceptabilité sociale est le test décisif pour le matériel AR/VR. Même avec des budgets R&D de plusieurs milliards, de véritables lunettes AR à la fois élégantes et offrant des visuels niveau IMAX sont encore à des années. Meta a dévoilé son concept de lunettes AR lors de son rebrand, admettant que la technologie n'est pas près d'être viable. Certains casques VR sont si encombrants qu'ils ressemblent à des robots futuristes ; seuls les modèles premium commencent à brouiller la ligne entre virtuel et réel.

La vision long terme est un dispositif léger, confortable, portable toute la journée, basculant fluidement entre AR et VR tout en permettant une interaction naturelle avec d'autres utilisateurs. Le voyage matériel vers cet appareil est rempli de progrès excitants mais aussi de défis complexes.

Écrans MicroLED : une percée décisive

Placer un écran directement devant l'œil expose les espaces entre pixels — connu sous le nom d'effet screen-door. La règle empirique est de 60 pixels par degré (ppd) de champ de vision pour obtenir un aspect réaliste, entraînant des exigences de résolution extrêmement élevées. L'optique doit aussi focaliser et dimensionner l'image correctement. En AR, l'optique inefficace exige des niveaux de luminosité dans les millions de nits ; pour contexte, l'iPhone 13 Pro Max culmine à 1 200 nits.

La technologie MicroLED offre plusieurs avantages pour AR et VR : elle évite le burn-in OLED, peut atteindre une luminosité extraordinaire (le panneau AR de JadeBird dépasse 3 millions de nits), et supporte des pas de pixel ultra-fins. Les nanoLED de Mojo Vision revendiquent un pas de sous-pixel de 900 nm, assez petit pour un affichage taille lentille de contact.

Des défis persistent. Les MicroLED luttent avec la fidélité full-color car les émetteurs bleus sont bien plus efficaces que les rouges et verts. La conversion de couleur par points quantiques est la solution privilégiée de l'industrie, convertissant la lumière bleue en autres couleurs. Bien que cette technique puisse être imprimée par jet d'encre ou patternée lithographiquement, des inquiétudes subsistent sur la durabilité long terme sous luminosité extrême et l'utilisation de métaux lourds. Une feuille de route détaillée pour la commercialisation des MicroLED se trouve dans notre rapport complet.

Le principal champ de bataille pour l'optique AR est le combinateur : une lentille transparente qui superpose l'imagerie projetée. Les entreprises rivalisent pour une précision des couleurs supérieure, le champ de vision le plus large, et la plus grande eye-box pour offrir des expériences visuelles convaincantes pour chaque utilisateur.

Les leaders de l'industrie voient maintenant les guides d'ondes à relief de surface comme la voie à suivre. En mai, Snap a acquis WaveOptics, et en novembre, Samsung Electronics a investi 500 millions de dollars dans Digilens, un pionnier des guides d'ondes fabless. Le guide d'ondes TREX de Digilens peut effectivement doubler la résolution d'affichage, aidant à atteindre le benchmark de 60 ppd. Pour une plongée plus profonde dans l'optique AR, VR, MR, référez-vous à notre rapport dédié.

Eye-tracking : optimiser la résolution là où ça compte

Couvrir un champ de vision horizontal de 135° à 60 ppd serait prohibitif. Heureusement, l'acuité visuelle culmine au centre du regard ; l'eye-tracking permet d'allouer la haute résolution seulement où l'utilisateur regarde, réduisant les exigences ailleurs.

De futures itérations pourraient même projeter des images directement sur la rétine en utilisant le balayage par faisceau laser, contournant les combinateurs et accommodant les porteurs de lunettes — si les consommateurs acceptent la technologie.

Des designs de capteurs d'image émergents — comme la vision event-based — rationalisent le traitement en enregistrant des événements de mouvement au lieu de trames complètes. Les capteurs imprimés permettent des eye-trackers plus fins ; Meta Materials Inc. (sans lien avec Meta) intègre déjà des micro-caméras dans les surfaces de lentilles, une stratégie qui s'intégrera avec l'optique de combinateur à mesure que le domaine mûrit.

Haptiques : ajouter une dimension tactile

Même le matériel visuel le plus avancé est incomplet sans retour tactile réaliste. En novembre 2021, Reality Labs de Meta a dévoilé un prototype de gant haptique, avec des canaux microfluidiques délivrant un retour localisé sur la main. Bien que le design partage des similarités avec HaptX, la position de propriété intellectuelle de Meta est solide et exemplifie la poussée de l'industrie vers l'immersion multisensorielle, selon IDTechEx.

Les caméras time-of-flight sont apparues comme capteur clé pour le suivi des mains, éliminant le besoin de contrôleurs traditionnels. L'intérêt de longue date d'Apple pour l'AR/VR a récemment été confirmé quand LG Innotek a fourni de telles caméras pour un casque 2022, signalant l'imminente ubiquité de la technologie.

En conclusion, le métavers émerge déjà sous formes limitées. Bien que la montagne matérielle reste abrupte, le progrès est constant, et la perspective de lunettes AR élégantes, qualité IMAX, remplaçant les smartphones devient de plus en plus réaliste.