Cela se produit probablement à chaque minute de la journée: une petite fille demande à voir la photo que son parent vient de prendre. Aujourd'hui, grâce aux smartphones et autres appareils photo numériques, nous pouvons voir des instantanés immédiatement, que nous le voulions ou non. Mais en 1944, lorsque Jennifer Land, âgée de 3 ans, a demandé à voir la photo de vacances de la famille que son père venait de prendre, la technologie n'existait pas. Alors son père, Edwin Land, l’a inventé.
L'appareil photo Polaroid d'origine libérait les utilisateurs de la nécessité de se rendre dans une chambre noire pour développer leurs images. (Lindsay Moe / Unsplash, CC BY) Trois ans plus tard, après de nombreux travaux scientifiques, Land et sa Polaroid Corporation ont réalisé le miracle de l’imagerie quasi instantanée. Le matériel d'exposition et de traitement du film est contenu dans l'appareil photo; il n’ya pas de problème pour le photographe qui se contente de viser, puis de regarder l’image se matérialiser sur la photo une fois celle-ci sortie de l’appareil.
Land est probablement mieux connu pour la «photo instantanée» - ou le géniteur spirituel du selfie omniprésent d’aujourd’hui. Son appareil photo Polaroid a été commercialisé pour la première fois en 1948 dans des points de vente au détail et à des prix destinés à la classe moyenne de l'après-guerre. Mais ce n’est là que l’une des nombreuses percées technologiques inventées et commercialisées par Land, dont la plupart étaient axées sur la lumière et ses interactions avec les matériaux. La technologie utilisée pour montrer un film en 3D et les lunettes que nous portons au théâtre ont été rendues possibles par Land et ses collègues. La caméra embarquée à bord de l'avion espion U-2, présentée dans le film Bridge of Spies, était un produit terrestre, de même que certains aspects de la mécanique de l'avion. Il a également travaillé sur des problèmes théoriques, s’appuyant sur une profonde compréhension de la chimie et de la physique.
Je suis un scientifique en vision qui a touché de nombreux domaines dans lesquels Land a réalisé de grands progrès grâce à mes propres travaux sur les nouvelles méthodes d'imagerie, les techniques de traitement de l'image et la vision humaine des couleurs. Récipiendaire 2018 de la médaille Edwin H. Land, décernée par l'Optical Society of America et la Society for Imaging Science and Technology, mon propre travail repose sur les innovations technologiques de Land qui ont rendu possible l'imagerie moderne.
Contrôler les propriétés de la lumière
La première percée optique d'Edwin Land a eu lieu lorsqu'il était jeune, lorsqu'il a découvert une méthode pratique et abordable pour contrôler l'une des propriétés fondamentales de la lumière: la polarisation.
Vous pouvez considérer la lumière comme des ondes se propageant depuis une source. La plupart des sources de lumière produisent un mélange d'ondes ayant différentes propriétés physiques, telles que la longueur d'onde et l'amplitude de vibration. La lumière est considérée polarisée si l'amplitude varie de manière cohérente perpendiculairement à la direction de déplacement de l'onde.
Un filtre polarisant peut bloquer toutes les ondes lumineuses qui ne correspondent pas à son orientation. (Fouad A. Saad / Shutterstock.com) Etant donné le matériau approprié pour le passage des ondes lumineuses, celles-ci peuvent être tournées dans un autre plan, ralenties ou bloquées. Les lunettes 3D modernes fonctionnent parce qu'un œil reçoit des ondes lumineuses vibrant le long du plan horizontal, tandis que l'autre œil reçoit la lumière vibrant le long du plan vertical.
Avant Land, les chercheurs avaient construit des composants pour contrôler la polarisation de cristaux de roche, auxquels des noms et propriétés presque magiques avaient été attribués, bien qu'ils aient simplement réduit la vitesse ou l'amplitude des ondes lumineuses se propageant à des orientations spécifiques. Land a créé des «polariseurs» en faisant pousser de petits cristaux et en les incorporant dans des feuilles de plastique, modifiant ainsi le passage de la lumière en fonction de son orientation par rapport aux rangées de cristaux. Son polariseur peu coûteux permettait de filtrer de manière fiable et pratique la lumière afin de ne laisser passer que les longueurs d’ondes ayant une orientation particulière.
Land fonda la Polaroid Corporation en 1937 pour commercialiser sa nouvelle technologie. Ses polariseurs en feuille ont trouvé des applications allant de l’identification de composés chimiques aux lunettes de soleil ajustables. Les filtres polarisants sont devenus la norme en photographie pour réduire les reflets. Aujourd'hui, la plupart des écrans d'ordinateur et de téléphone portable utilisent les principes de la lumière polarisée pour améliorer le contraste, réduire les reflets et même activer ou désactiver les pixels individuels.
Les filtres polarisants aident les chercheurs à visualiser des structures qui pourraient ne pas être vues autrement - des caractéristiques astronomiques aux structures biologiques. Dans mon propre domaine de la science de la vision, l’imagerie de polarisation localise des classes de produits chimiques, tels que les molécules de protéines s’échappant des vaisseaux sanguins dans les yeux malades. La polarisation est également associée à des techniques d'imagerie haute résolution pour détecter les dommages cellulaires situés sous la surface rétinienne réfléchissante.
Un nouveau moyen de sortir les données
Avant l’époque de la capture numérique haute vitesse de données et des écrans haute résolution abordables, ou de l’utilisation de la bande vidéo, la photographie au polaroid était la méthode de choix pour obtenir des résultats dans de nombreux laboratoires scientifiques. Les expériences ou les tests médicaux nécessitaient une sortie graphique ou graphique pour l'interprétation, souvent à partir d'un oscilloscope analogique qui traçait l'évolution de la tension ou du courant au fil du temps. L'oscilloscope était suffisamment rapide pour capturer les principales caractéristiques des données - mais enregistrer la sortie pour une analyse ultérieure était un défi avant l'arrivée de la caméra instantanée de Land.
Un exemple courant en sciences de la vision est l'enregistrement de mouvements oculaires. Une étude rapportée en 1960 indiquait la lumière réfléchie par les yeux de l'observateur en mouvement sur un écran d'oscilloscope, qui était photographié avec un appareil photo Polaroid monté - à la différence de l'appareil photo Polaroid grand public qu'une famille pourrait sortir lors d'une fête d'anniversaire. Pendant des décennies, les laboratoires de recherche et les installations médicales ont utilisé des installations comprenant une caméra Polaroid et un support de montage pour collecter les signaux électriques affichés sur les écrans d'oscilloscopes. Les formats sont moins éblouissants que les résolutions numériques modernes, mais ils étaient révolutionnaires à l’époque.
Les inventions de Land ont conduit à l’utilisation généralisée de la lumière polarisée pour caractériser les tissus et les objets, comme dans cette image pseudo-couleur de la rétine d’un patient diabétique qui démasque les structures irrégulières causées par un œdème. (Ann Elsner, CC BY-ND) En 1987, avec la création de mon nouveau laboratoire d'imagerie rétinienne, il n'existait aucune méthode peu coûteuse pour fournir une sortie partageable de nos nouvelles images. Après quelques années de lutte pour obtenir des documents de grande qualité destinés à des conférences et à des publications, Polaroid Corporation est venue à notre secours en faisant don d’un imprimeur, ce qui a permis à nos contributions scientifiques d’atteindre un public supérieur à notre laboratoire.
Les yeux ne sont pas des caméras
Les contributions de Land ne se limitent pas à breveter plus de 500 innovations et à inventer des produits achetés par des millions de personnes. Sa compréhension de l'interaction de la lumière et de la matière a permis de promouvoir de nouvelles méthodes de caractérisation des produits chimiques avec la lumière polarisée. Et il a donné un aperçu du fonctionnement du système visuel humain qui semblait défier les lois de la physique, évoquant ce qu'il a appelé la théorie Retinex de la vision des couleurs pour expliquer comment les personnes perçoivent une large gamme de couleurs sans la présence des longueurs d'onde attendues. dans la pièce.
Les impressions rapides peuvent être partagées et affichées. (Hillary Hartley, CC BY-SA) Malgré son génie, la société Polaroid de Land a finalement connu des moments difficiles dans les décennies qui ont suivi sa mort en 1991. Polaroid n’avait pas beaucoup investi dans la vente de ses films, car tous les niveaux du marché de l’imagerie passaient au numérique, de tout mettre fin aux imageurs médicaux et optiques en abandonnant le film et le traitement.
Mais plutôt que de sombrer dans le marché du film, Polaroid s’est réinventé avec de nouveaux produits qui pourraient aider à produire le nouveau monde des images numériques. Et dans un cas d’histoire qui se répète, Polaroid et d’autres fabricants d’appareils photo instantanés jouissent d’un regain de popularité auprès des jeunes générations qui n’avaient aucune connaissance des versions originales. Tout comme la petite Jennifer Land, beaucoup de gens veulent encore une version tangible de leurs photos pour le moment.
Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation.
Ann Elsner, professeur d'optométrie, Université d'Indiana
