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LiDAR iPad Pro : caractéristiques du scanner de l’iPad

Alors que l’iPad Pro 2020 a été annoncé une semaine avant sa commercialisation officielle, de nombreux utilisateurs se sont interrogés sur la nouvelle technologie apportée à l’appareil : le scanner LiDAR. En effet, il était légitime de s’attendre à revoir son triple capteur dédié à la photo, utilisé sur d’autres modèles de la firme américaine. Pourtant, le capteur LiDAR pour l’iPad Pro n'est pas un capteur photo comme les autres et c'est un choix assumé et cohérent.


Qu’est-ce que la technologie LiDAR ?

La technologie LiDAR (Light Detection And Ranging, ou Détection et Estimation de la Distance par la Lumière) est initialement utilisée en télémétrie. Contrairement à ce qui aurait pu être supposé, ce capteur n’est pas destiné à la photographie. Il s'agit d'un scanner 3D appelé Time Of Flight, ou Temps de Vol, qui permet de mesurer les distances entre le capteur et un point de l'espace et de capturer l'environnement en 3D. Dans la pratique, le scanner 3D LiDAR de l’iPad Pro utilise un algorithme qui calcule le temps de trajet de la lumière entre le capteur de l'iPad Pro et un objet dans l'environnement par émission d'un faisceau laser. Sur la tablette, cette fonctionnalité est disponible en intérieur ou en extérieur avec une précision estimée à environ un photon et d'une vitesse de mesure d'une nanoseconde environ. Le LiDAR de l’iPad Pro fonctionne comme un radar utilisant les propriétés physiques de propagation de la lumière. C’est une technologie d’avenir pour capturer et modéliser l'environnement réel. Le LiDAR d'Apple utilise également les 2 capteurs photo et les détecteurs de mouvement pour affiner ses calculs.


Les différents types de LiDAR existants

Actuellement, il existe principalement de deux types de technologies :

  • Les LiDAR à balayage mécanique.

  • Les LiDAR à semi-conducteur.

Les LiDAR à balayage mécanique sont les scanners les plus polyvalents et les plus fréquemment rencontrés sur le marché. Leur but est de fournir de nombreuses données dans un angle à 360 degrés. Tout cela est possible grâce à un mécanisme de balayage, ou de pivotement, qui permet de cartographier une scène entière. Son utilisation est cependant inapplicable pour la fabrication d’un iPad :

  • Il est onéreux.

  • Son caractère mécanique ne lui offre pas une fiabilité suffisante pour l’usage de l’iPad Pro 2020 par exemple.

  • Il prend trop de place parmi l’ensemble des composants, ce qui nuit à l’aspect compact des appareils comme l’iPad Pro 2020.

Pour cette raison, les LiDAR à balayage mécanique sont principalement utilisés dans les domaines de l’automobile (pour la conduite autonome) ou l’architecture pour scanner des environnements plus larges. À l’inverse, les scanners LiDAR les plus récents s’appuient sur une nouvelle technologie qui en fait des modèles dits « semi-conducteurs ». Le principe de balayage est supprimé, comme l’ensemble des parties mécaniques et remplacé par des diodes « VCSEL » (diode laser à cavité verticale émettant par la surface). C’est cette dernière technologie de LiDAR que l'on retrouve dans l’iPad Pro 2020, elle est d'ailleurs déjà présente sur l’iPhone X pour faire fonctionner l'algorithme de détection de visage : Face ID.


Les utilisations

Le scanner LiDAR de l’iPad Pro 2020 est assez polyvalent, il permet facilement de capturer un environnement proche (jusqu'à 5m) pour recréer un modèle 3D de la scène réelle. Le modèle et sa texture peuvent être ensuite utilisés dans différents secteurs de l'industrie : architecture, design, broadcast, jeu vidéo, production virtuelle, réalité augmentée, réalité virtuelle... La technologie de l'iPad pro n’excelle pas pour toutes les tâches que vous lui confierez. En effet, la précision du scanner LiDAR d'Apple est moindre en comparaison avec le Face ID : environ 2 à 3 fois inférieures.


Néanmoins, il faut rappeler que, contrairement au Face ID qui est viable pour une projection mesurée en centimètres, le LiDAR d'Apple peut s'utiliser pour des distances pouvant atteindre jusqu'à 5 mètres. C’est sur ce dernier que l’application « Mesures » est basée. Sa précision est satisfaisante mais ne remplace pas les scanners LiDAR haut de gamme comme ceux proposés par Leica par exemple. Il est légitime de penser que ces limites vont rapidement évoluer au fur et à mesure des nouvelles versions du dispositif laser (logiciel et matériel). Pour le moment, il reste un outil intéressant pour la modélisation de petits espaces (intérieurs par exemple ou objets proches).


Les VSCEL et les scanners LiDAR à balayage mécanique sont des éléments stratégiques pour Apple qui s'intéresse notamment à la conduite autonome. Cette technologie présente donc un enjeu important pour le développement futur d’Apple. Tim Cook a clairement fait part de son enthousiasme envers l’utilisation de ces scanners notamment pour ses projets de lunettes de réalité augmentée.


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