27 novembre 2008
Du cercle à la ligne
Ce vidéo intitulé «Chebyshev’s Foot-Stepping Machine», de Nikolai Andreev, illustre bien le fonctionnement de la liaison mécanique de Tchebychev, un mathématicien Russe du 19e siècle. Illustrée dès le premier plan du film, la liaison de Tchebychev permet de transformer un mouvement rotatif en un mouvement linéaire.
Plus tard dans le film, on voit comment le mécanisme est utilisé dans ce qui est appelé le «Cheval de Tchebychev», une machine à quatre pattes avançant linéairement tout en maintenant une plateforme à hauteur constante, le tout étant propulsé par un mouvement initial circulaire.
Une belle alternative à nos bonnes vieilles roues.
24 novembre 2008
Dans un film, inverser le temps et l’espace
Extrait d’une compilation de films réalisés par Martin Reinhart en 2005 pour un défilé de mode parisien. Cet extrait utilise la technique TX-Transform, développée par Reinhart entre 1992 et 1998, et que je décris ci-bas.
L’artiste multidisciplinaire Martin Reinhart et le cinéaste Virgil Widrich présentaient en 1998 leur nouveau court-métrage, TX-Transform, lors du festival Ars Electronica de Linz, en Autriche. Ce film, l’histoire d’un meurtre, est en fait un prétexte pour présenter un effet cinématographique surprenant développé par Reinhart dès 1992.
En 2001, Martin Reinhart et Virgil Widrich étaient invités à Montréal pour présenter leur technique et animer une discussion, dans le cadre du Festival du nouveau cinéma et des nouveaux médias (FCMM, aujourd’hui FNC). J’étais présent lors de cette soirée à titre de journaliste pour le journal étudiant de mon cégep, Le MotDit.
La méthode utilisée par Reinhart et Widrich consiste à inverser, dans un film, les axes du temps et de l’espace. Les efforts conceptuels que demandait la compréhension d’un tel procédé parvint à fasciner l’étudiant en sciences pures que j’étais. Tellement, en fait, que j’écrivis deux articles sur le sujet, dont un, publié en mai 2002, tentait tant bien que mal de vulgariser le concept. Mon explication faisait plus de 1000 mots et manquait toujours de clarté. Six ans plus tard, je vais tenter de faire mieux…
N’hésitez pas à me faire savoir, dans les commentaires, si certains aspects de l’explication qui suit méritent d’être éclaircis. Il serait aussi intéressant de discuter des applications potentielles, autres que pour en mettre plein la vue dans des vidéoclips…
Exemple pour un film à trois plans
Considérons d’abord l’exemple d’un film composé de seulement trois plans, et montrant un cheval en mouvement (fig. 1).
Fig. 1 — Inversion en quatre étapes de l’axe du temps et de l’espace pour un film à trois plans, selon la technique TX-Transform. Les couleurs ne servent qu’à suivre chacune des bandes d’une étape à l’autre. Les photographies ont été prses par Eadweard Muybridge en 1872, pour son étude Horse in Motion. Ce montage (et les autres) a été produit par moi-même, pour les besoins de la démonstration.
Pour transformer ce film à trois plans, TX-Transform suit ces quatre étapes:
- On constate d’abord que le film est composé de trois images.
- Puisque le film est composé de trois images, divisons chacune des images en trois bandes verticales de même largeur.
- Réorganisons les bandes de manière à regrouper les trois bandes de gauche, les trois bandes du centre et les trois bandes de droite.
- Une fois assemblées dans cet ordre, ces bandes forment trois nouvelles images, celles du film «transformé».
En quoi cela consiste-t-il à inverser les axes du temps et de l’espace, vous demandez-vous? La réponse se trouve dans l’explication générale qui suit et dans mes observations, plus bas.
Explication générale
Considérons maintenant la situation générale d’un film qui dure n secondes et qui a été tourné à p images par secondes. Reprenons les mêmes étapes que précédemment.
- Lorsqu’un film est diffusé, une collection d’images fixes défilent une à la suite de l’autre, et nous percevons une animation. Si chaque seconde du film est composée de p images, alors chaque image doit nous être présentée pendant un intervalle de 1/p secondes. (Au cinéma, p est généralement égal à 24, mais il existe d’autres conventions). Si le film dure n secondes, il est donc composé de np images qui correspondent à différents instants dans le film. À chacune de ces images, on peut associer un temps t qui correspond à l’instant où a été capturée l’image. La première image du film sera associée au temps t1 = 1/p, la deuxième à t2 = 2/p, et ainsi de suite jusqu’à la dernière image du film, qui représente l’instant tnp = n.
- Supposons maintenant que l’on découpe chacune de ces np images en np bandes verticales. Nommons la position de la bande la plus à gauche x1, celle directement à sa droite x2, et ainsi de suite, jusqu’à xnp. Vous aurez compris que x est une coordonnée spatiale, qui représente l’axe horizontal des images fixes, alors que t est la coordonnée temporelle du film. L’idée de TX-Transform est d’inverser ces deux axes.
- Vous conviendrez qu’il existe np bandes différentes partageant la coordonnées spatiale x1, une pour chaque capture temporelle. De manière analogue, il existe np bandes différentes partageant la coordonnée temporelle t1, une pour chaque position. À ce stade, il peut aider d’identifier chaque bande de manière distincte. Considérons donc Bxt, la bande qui occupe la position x à l’instant t. TX-Transform applique à chacune de ces bandes la transformation Bxt → Btx.
- Finalement, il s’agit de considérer le résultat de la transformation comme un nouveau film. La figure 2 reprend notre exemple à trois plans, et permet de visualiser la simplicité de l’opération Bxt → Btx, qui résume à elle-seule le procédé.
Fig. 2 — Transformation TX-Transform d’un film à trois plans, représenté en tant que transformation Bxt → Btx
Observations et réflexions
Sur les effets visuels observés
Les films qui subissent la transformation TX-Transform répondent à de nouvelles règles, contre intuitives, puisque l’emphase n’est plus mise sur les animations ayant réellement eu lieu. Ce qui paraît s’animer, ce sont les variations entre l’objet filmé et son entourage, même si l’objet filmé est immobile. Il faut donc faire attention, pendant le tournage, aux variations dans le décor. Ces pourquoi, dans le film donné en exemple ci-haut, on a choisi un décor uniforme noir, ce qui permet de mettre l’emphase sur le personnage. «When the image is darker on the left side than the right during shooting, the transformed image will be dark at the beginning and lighter at the end. If this effect is not intended, the lighting should be as even as possible.» explique Reinhart.
Un autre effet est que les personnages semblent toujours regarder vers la gauche: «They are not facing left; they are facing « before. » tx-transformations are time-images. Left is « before, » and right is « after. » Regardless of the direction in which you move, the nose always arrives first….» explique Reinhart.
Il est possible de supprimer l’apparente animation des objets immobiles: il suffit de déplacer la caméra vers la droite, à la bonne vitesse, lors du tournage. Cette vitesse doit être égale à d/n, où d est la largeur du plan et n est la durée du film. Un «traveling» à cette vitesse permettra de distinguer tous les objets immobiles dans le film transformé. Cela créera des effets visuels intéressants pour tous les objets en mouvement. Notamment, comme en relativité restreinte, les objets se déplaçant rapidement sembleront se contracter!
Sur la continuité horizontale des images
Vous avez probablement remarqué, sur les figures 1 et 2, que notre petit film de trois images, transformé, ne donne pas des images continues. En fait, plus le nombre d’images qui compose le film est grand, plus les bandes seront minces, et plus les images finales paraîtront continues, ou «spatialement fluides». Pour accroître le nombre d’images, on peut s’y prendre de deux manières: augmenter la «résolution» du film initial en augmentant le nombre d’images par secondes capturées par la caméra; ou en allongeant simplement la durée du film. La durée du film initial influencera donc l’apparence visuelle de sa transformation.
Cela étant, la question ne se poserait pas si nos caméras parvenaient à capturer, ou du moins à convertir, un film en une animation continue, composée d’un nombre arbitrairement élevé, pour ne pas dire infini, d’images par seconde. Ces films seraient découpées en bandes de largeur infinitésimales, et peu importe leur durée, leur transformation engendreraient des images continues. Ce qui m’amène au point suivant.
Sur la représentation tridimensionnelle d’un film
Considérons un film «continu», composé d’un nombre arbitrairement grand d’images. Il suit que le film peut être représenté comme un espace continu à trois dimensions: les deux axes spatiaux, x et y, de chaque image, et un troisième axe, t, qui représente le temps (fig. 3). Les théoriciens de la visualisation cinématographique appellent de telles représenations des «volumes spatio-temporels» (STV).
Fig. 3 — L’espace tridimensionnel d’un film. Seuls le premier et le dernier plan ont été représentés.
L’inversion des axes du temps et de l’espace d’un film «continu» pourrait se faire par une simple rotation de 90 degrés de ce volume. On peut aussi voir une telle transformation comme le déplacement du point de vue du spectateur, qui cesse pour la première fois de contempler le plan xy, et se permet d’aller voir ce qui se passe sur la face ty du volume que forme l’espace filmique. Cette représentation tridimensionnelle permet donc de visualiser simultanément l’entièreté de l’information du film, sous l’angle que l’on veut.
Conclusion
La grande question, il me semble, est de savoir si le procédé peut avoir une véritable utilisation, au-delà de son attrait esthétique. Reinhart et Vidrich soutiennent que le procédé pourrait être utilisé en laboratoire pour visualiser des expériences dans lesquelles l’écoulement du temps n’a aucune importance. Cela semble peu appuyé, et paraît plutôt être une tentative de «glorifier» l’art par la science.
Qu’en pensez-vous? Je crois pour ma part que ce procédé a une utilité réelle, qui réside précisément dans la gymnastique intellectuelle nécessaire à sa compréhension. Le procédé nous demande de réfléchir à des notions communes, le temps et l’espace, d’une manière totalement nouvelle. J’attends impatiemment le jour où de tels exercices d’abstraction seront présentés aux élèves du secondaire!
20 novembre 2008
La presse en crise après 30 ans de questionnements
La remise en question du modèle économique de la presse écrite ne date pas d’hier. On s’inquiétait déjà de l’avenir des journaux dans les années 1970, alors qu’en Angleterre était introduit le télétexte, une technologie permettant la transmission électronique de textes par les télédiffuseurs. En 1978, dans un article de la revue The Futurist, Kenneth Edwards écrivait ceci:
If we think of a newspaper as being a printed object delivered to our homes, we may be talking about replacing newspaper with an electronic signal. But if we think (as I do) of newspapers as organizations which disseminate news and information by the most efficient methods available — then we are thinking in terms of applying a new technology to an existing institution. (Source)
Cette réflexion aurait pu être écrite ces mois-ci, alors qu’un peu partout sur la planète, on prédit la chute de l’industrie de la presse imprimée et on observe l’émergence de nouvelles pratiques journalistiques.
Depuis plusieurs années, la presse traditionnelle se trouve prise au dépourvu: imprimer coûte de plus en plus cher et rapporte de moins en moins. Les lecteurs et les annonceurs se tournent vers les quotidiens gratuits et vers le Web, où la concurrence, il ne va pas sans dire, est beaucoup plus féroce qu’au kiosque à journaux. La solution que de nombreux suggèrent — cesser d’imprimer et tout miser sur le Web — semble évidente pour plusieurs, mais certainement pas pour les principaux intéressés, qui impriment depuis 400 ans.
Le 28 octobre dernier, le Christian Science Monitor, un quotidien centenaire très respecté et lu partout dans le monde, ose pourtant le grand saut: sacrifier sa version papier pour se consacrer au Web. Selon l’annonce du CSM, seule l’édition hebdomadaire du journal continuera à être imprimée, alors que pendant la semaine, toutes les ressources seront consacrées à la publication en ligne. Pour John Yemma, l’éditeur du journal, ce n’est qu’une question de temps avant que les autres journaux ne le suivent dans cette voie.
Mais faire un virage vers le Web n’est probablement qu’une partie de la solution. En juillet dernier, les journalistes Edward Roussel et Jaff Jarvis discutaient sur le blogue de ce dernier, BuzzMachine, d’une idée qui mérite d’être prise au sérieux: les journaux devraient peut-être se limiter à faire ce qui fait leur spécialité: le journalisme, et laisser à d’autres, spécialisés dans ces domaines, le soin de publier, diffuser et vendre leur contenu sur le Web. Roussel et Jarvis invitent les entreprises technologiques (Google en tête, bien sûr) à offrir aux journaux un système robuste et gratuit afin d’accueillir leur offre de contenu.
Un corollaire de cette idée est que le journal ne doit plus être considéré comme une publication finie, avec un début et une fin. Pour survivre sur le Web, le journal doit être décomposé en ses constituantes: articles, chroniques, éditoriaux, illustrations, etc. Ces éléments doivent être complètement libérés de leur contexte et accessibles aux agrégateurs d’information, que des millions d’internautes utilisent déjà pour consulter sur une même page tous leurs fils de syndication préférés.
Dans un tel environnement, on ne se préoccupera sans doute plus de la concurrence des journaux, mais bien de la concurrence des journalistes. Et pourtant, la signature du journal demeurera plus importante que jamais, car c’est elle qui garantira au lecteur qu’il consulte un travail qui répond à des normes journalistiques — sans ce sceau de qualité, comment se distinguer de la mêlée?
Ce que Kenneth Edwards n’avait peut-être pas prédit, c’est que non seulement l’existence d’une méthode efficace et peu coûteuse pour diffuser l’information allait représenter une opportunité pour les journaux, cela allait aussi remettre en question la notion même de journal.
16 novembre 2008
Typographes et bibliothécaires, même combat?
The typographer’s one essential task is to interpret and communicate the text. Its tone, its tempo, its logical structure, its physical size, all determine the possibilities of its typographic form. The typographer is to the text as the theatrical director to the script and the musician to the score.
(…)
The first task of the typographer is therefore to read and understand the text; the second task is to analyse and map it. Only then can typographic interpretation begin.
Robert Bringhurst, The Elements of Typographic Style
Par l’analyse de la structure des textes qu’il doit mettre en forme, le typographe parvient à communiquer la structure de ces textes avec un maximum de lisibilité.
Par l’analyse du contenu des textes qu’il doit organiser, le bibliothécaire parvient à bâtir la structure d’une collection avec un maximum de cohérence.
Les typographes et les bibliothécaires partagent le même objectif: réduire les obstacles entre lecteurs et textes; et ils y parviennent de la même manière: par l’analyse de ces textes.
15 novembre 2008
Cartographier la réalité
Si vous avez autant suivi l’élection américaine que moi, vous avez probablement remarqué que les cartes des États-Unis qui nous ont été présentées dans les médias — avec leurs états démocrates en bleu et républicains en rouge — ne représentaient pas très adéquatement la répartition du vote sur le territoire. Au contraire, elles induisent en erreur, donnant l’impression que le pays est divisé entre trois grandes régions: l’ouest et le nord-est démocrates, et le reste des États-Unis républicain.
Les cartogrammes permettent une visualisation beaucoup plus représentative de la réalité que l’on veut cartographier. Le principe est simple: tout en conservant l’apparence générale du territoire, la taille de chaque sous-unité (dans l’image ci-haut, on a utilisé les comtés électoraux), est calibrée en fonction d’un index donné, ici la population de ce territoire.
Ce cartogramme des résultats de l’élection américaine a été produit par Mark Newman, un physicien de l’University of Michigan.
11 novembre 2008
Obama, le président microscopique
Un professeur de génie vient de concevoir une représentation microscopique de Barack Obama, élu il y a moins d’une semaine à la présidence des États-Unis. Un petit hommage pour un grand homme, diront certains.
John Hart, professeur à l’University of Michigan, conçoit depuis plusieurs années des structures formées de nanotubes de carbone, ces cylindres dont le diamètre est dix mille fois plus petit que celui d’un cheveu. Grâce à des techniques relativement élémentaires, il parvient à forcer ces tubes à s’auto-assembler dans les structures de son choix. Cette représentation du visage d’Obama est formée de 150 millions de tels tubes installés verticalement sur une plaquette de verre.
John Hart n’est pas le seul à s’adonner à ce loisir scientifique, qui a été popularisé en 1997 lorsque des chercheurs de Cornell présentèrent au monde la guitare la plus petite jamais construite: une Fender Stratocaster de la taille d’une cellule sanguine. En 2003, Cornell annonçait un autre exploit: une nano Gibson Flying V pleinement fonctionnelle (écoutez des extraits ici), de quoi faire saliver tous les rockeurs de laboratoire.
7 novembre 2008
La gravure: une solution au problème de préservation de l’information numérique?
Trois petits disques de titane, comportant chacun plus de 13 000 pages d’informations linguistiques, viennent de voir le jour. Ces «disques de Rosette», dont la durée de vie est de 2000 à 10 000 ans, documentent plus de 2000 langues. Non seulement est-ce un grand événement pour les linguistes, préoccupés depuis longtemps par la réduction de la diversité linguistique, c’est aussi une grande avancée pour l’archivistique.
La fondation Long Now, que je vous ai introduit dans un précédent billet, est à l’origine de ce projet, nommé «Rosetta Disk». L’idée, initiée en 1999, est de créer une version moderne de la pierre de Rosette, ce stèle égyptien comportant trois traductions du même texte grâce auquel nous sommes parvenus à déchiffrer les hiéroglyphes.
La version moderne est un disque micro-gravé de mille traductions différentes de la Genèse et de milliers de pages d’informations linguistiques supplémentaires. Les pages peuvent être lues à l’aide d’un microscope permettant un agrandissement x750. Contrairement à un disque numérique, les informations sont bel et bien miniaturisées, et non encodées.
Sur la face supérieure du disque est gravée la traduction, dans plusieurs langues, de l’inscription «Languages of the World: This is an archive of over 1,500 human languages assembled in the year 02008 C.E. Magnify 1,000 times to find over 13,000 pages of language documentation.» [source]. Les 13 000 pages sont gravées sur l’autre face.
Le disque est imbriqué dans un boîtier sphérique en verre. Comme l’a bien dit Olivier Wilke, le premier à en acquérir un exemplaire, «This is one of the most fascinating objects on earth. If we found one of these things 2,000 years ago, with all the languages of the time, it would be among our most priceless artifacts.»
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Rédigé par Vincent Audette-Chapdelaine