Créer des hologrammes pour prisme holographique

Pour finir l’année, j’ai prévu de faire fabriquer aux apprenants des prismes holographiques. Ceci permettra de visualiser des molécules, des atomes sous forme holographique.

Cette activité va permettre de réviser la notion de structure de la matière de manière plus ludique et originale. 

 

Cela permettra aussi d'être une bonne introduction pour la notion d'optique. Et pour couronner le tout, c’est une bonne manière de recycler les transparents des rétroprojecteurs.

Création de la vidéo

 

Avant de passer à la construction du prisme, il a fallu fabriquer des vidéos à projeter sur le prisme.

 

Pour ce faire, j’ai utilisé le logiciel libre Blender. L’objectif est alors de créer une forme, de l’animer puis de la « filmer » sous 4 angles de vues (vue de face, vue d’arrière, vue de droite et vue de gauche). Après une recherche sur internet, la plupart des vidéos à utiliser avec un prisme ne sont que la projection d'une vidéo unique, prises selon un seul angle, sur les quatre faces du prisme.

 

Le tutoriel va vous expliquer comment animer et avoir une projection 3D d'un objet sur un prisme.

 

 

Pour me simplifier la vie j’ai créé un fichier vierge pour Blender avec les quatre caméras. Vous pouvez le télécharger en cliquant ici. Lorsque vous l’ouvrez, vous obtenez la fenêtre d’affichage suivante :

Pour commencer il va falloir apprendre à se déplacer dans l’espace de travail, les touches de bases pour se déplacer sont :

  • Pour faire tourner l'espace de travail : clic central.
  • Pour translater l'espace de travail : touche maj + clic central.
  • Pour sélectionner un objet : clic droit.
  • Pour sélectionner plusieurs objets : touche maj + clic droit.
  • Pour lier plusieurs objets (utile lors d'une animation) : touche Ctrl + touche P.
  • Pour dupliquer un objet : touche maj + touche D.

 

Ensuite vous aller  pouvoir placer des formes en cliquant sur la forme que vous souhaitez réaliser avec l’espace dédié à la création d’objets.

Exemple pour créer une sphère :

 

Pour mieux apercevoir l’objet vous pouvez utiliser les touches vues précédemment pour se déplacer dans l’espace de travail. Après plusieurs manipulations (clic central et touche maj + clic central) j'obtiens la vue suivante :

 

 

On peut changer la couleur de la pièce et bien plus encore. Pour changer la couleur, il faudra aller dans le menu des options et cliquer sur l’icone . Après avoir cliqué sur « New » vous obtiendrez alors le menu suivant :

 

On peut aussi déformer, déplacer et faire tourner la pièce avec les touches suivantes :

  • Pour étirer un objet  :

Suivant l'axe x : touche S + touche X
Suivant l'axe y : touche S + touche Y
Suivant l'axe z : touche S + touche Z

  •  Pour translater un objet :

Suivant l'axe x : touche G + touche X

Suivant l'axe y : touche G + touche Y

Suivant l'axe z : touche G + touche Z

  • Pour tourner un objet (rotation) :

Suivant l'axe x : touche R + touche X

Suivant l'axe y : touche R + touche Y

 

Suivant l'axe z : touche R + touche Z       

 

Si je souhaite, non plus avoir une sphère mais un œuf, je peux agrandir la sphère suivant l’axe rouge (l’axe x). Je vais donc appuyer sur la touche S puis sur la touche "X", utiliser la souris pour avoir la forme souhaitée et valider en cliquant sur le clic gauche de ma souris. J'obtiens alors la forme suivante :

On peut ainsi associer, déformer, coloriser des formes. Les possibilités sont alors quasiment infinies.

 

Vous pourrez, à tout moment, vérifier que votre objet est visible par les caméras. Pour obtenir "l’angle de vue" de la caméra active, appuyer sur la touche "0" de votre clavier numérique. Vous devrez alors obtenir la fenêtre suivante : 

 

Pour en ressortir, vous pourrez appuyer une nouvelle fois sur la touche "0". Pour mettre une autre caméra  en « actif » : faire clic gauche sur la camera que vous souhaitez rendre active puis appuyer sur la touche ctrl + la touche "0".

 

Il est temps d’animer notre objet. On utilisera alors le menu suivant :

J’ai choisi d’animer mon objet en 81 images. Je visualise de l’image 0 ( Start : 0 ) à l’image 80 ( End : 80 ).

Pour commencer, déplacer le curseur vert à la position où vous souhaitez figer une position de l’objet.

 

Sélectionner les objets qui devront "bouger" ensemble (touche maj + clic droit). Un contour orange apparaît autour de la forme sélectionnée :

 

Pour enregistrer la position, l’orientation et les déformations de l’objet, cliquer sur la touche "i". Le menu suivant apparaît :

 

 

Personnellement je choisis toujours « LocRotScale » pour enregistrer toutes les modifications.

Une barre jaune devrait alors apparaître dans votre menu d’animation. Elle indique une position  d'enregistrement.

Vous pouvez ainsi continuer pour faire toute l’animation, en utilisant les fonctions propres aux mouvements vus précédemment et enregistrer de nouvelles positions..

Une fois cela terminé, place à l’enregistrement.

 

 

Vous pourrez cliquer sur l’icône « Word » pour régler le fond de la vidéo. Vous obtenez le menu suivant :

 

Une fois le fond réglé, vous pourrez aller dans le menu « render » :

 

 

 

Dans l’onglet « render »,  choisir, dans le menu « output », le dossier de sauvegarde de la vidéo, ainsi que le format souhaité.

Vous allez pouvoir enregistrer l’animation via la caméra active en cliquant sur l'onglet animation.

 

De la même manière vous pourrez réaliser l’enregistrement des trois autres caméras.

 

Pour le montage de ces quatre vidéos, j’utilise le logiciel payant Pinnacle Studio. Mais on peut faire la même chose avec le logiciel libre Jahshaka.

 

Je règle la position des vidéos à l’œil et en posant de temps en temps mon filtre holographique. Ce n’est pas évident mais en prenant son temps cela fonctionne.

L’intérêt de cette méthode est d’avoir les quatre faces de l'objet correspondant aux quatre faces de l’hologramme. Car sur plein de vidéos pour prisme holographique, on a la même vidéo sur chacune des faces.

 

Ci-dessous, voici quelques exemples de molécules ou d'atome réalisés à l'aide de la méthode expliquée dans cet article:


Vous pourrez trouver d'autre vidéos sur la playlist Youtube de mes vidéos à lire avec prisme holographique en cliquant ici.

 

La création du prisme holographique

  

Pour fabriquer un prisme holographique pour un téléphone mobile, de très bon tutoriels ont déjà été réalisés, cliquer ici pour un de ces tutoriels.

 

En cours j’ai un hologramme fonctionnant sur un écran d'ordinateur.

 

 

 

 

Pour ce faire j'ai fait tailler des trapèzes dans un grand magasin de bricolage. 

 

 

 

Je les ai associés et collés entre eux (de la glue fait très bien l'affaire). Sur les arêtes, pour éviter de se couper, j'ai mis un fil de colle à chaud.

 

 

 

Un peu de peinture et de décoration et voilà la pyramide.

 

 

 

 

Et voilà le prisme holographique terminé. Le dessus est formé d'un écran de 19 pouce en 4/3.

 

 

 

 

 

Le budget total de ce prisme est de 32€ : 5€ pour le verre, 4€ pour le bois, 3€ pour la glue et 20€ pour un écran de 19" d'occasion.

Et dans un cours, à quoi cela peut-il servir ?

 

Pédagogiquement, cela permet aux apprenants d’avoir un autre support pour observer des éléments de cours. La diversification des supports engendre une pédagogie moins ennuyeuse. De plus ce support est un peu « magique ». C’est ce critère que j' utilise pour que les apprenants observent plus en détail la notion de cours à travailler. 

 

Mais l’objectif de la séquence de cours est qu’ils fabriquent leur hologramme. Pourquoi ne pas faire un cours sur les trapèzes ou un cours de trigonométrie (comment obtenir l’angle de 45°) en mathématiques en parallèle de cette activité? Pourquoi ne pas leur faire faire la vidéo ?

 

Pour finir, cela me permet d’aborder une notion hors programme pour mes apprenants en CAP : l’optique.

 

En conclusion

 

Le prisme holographique permet de faire un peu de géométrie (lorsqu'il fabrique le leur), de revoir le cours sur la structure de la matière et de faire une introduction au cours d'optique.

Avec un objet simple et attractif on peut aborder une multitude de notions. Que demander d'autre ?



A propos de l'auteur

 

Cédric Rouxel est le créateur de mathsciences35. Après un parcours d'ingénieur, il s'est orienté vers le métier de formateur pour les sections professionnelles en mathématiques, sciences, sciences appliquées à la restauration et en mécanique des structure. Depuis 2015,il tente d'agrémenter ses cours de supports numériques afin de s'adapter à son public, et surtout pour diversifier sa pédagogie et ses supports de formation. Il réalise donc une veille continuelle de ces nouveaux supports. La quantité de logiciels étant pharaonique, Cédric a décidé de tester uniquement les logiciels gratuits, en ligne et simples d’utilisation. L'objectif étant que les supports de cours créés fonctionnent sur un maximum d'interfaces numériques (ordinateur, tablette, mobile, windows, linux, android, ios...).

 

Pour le moment vous pouvez retrouver Cédric sur Youtube I Google+ I Twitter


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