La Stéréoscopie, principe et technologie
La Stéréoscopie
Depuis plusieurs années maintenant, pour les productions dites « en relief », on exploite la technique de la stéréoscopie pour donner un espace, une dimension à la profondeur. La Stéréoscopie est l’un des tout premiers hackings du cerveau. Mais est-ce seulement 2 images côte à côte ?Le relief, kézako ?
Notre cerveau reçoit une image au travers de nos deux yeux. Il reconstitue alors les deux informations qu’il reçoit pour en faire une seule image. Mais nos yeux sont décalés, l’image reçue par chacun de ces récepteurs est donc légèrement différente. Le cerveau traite alors ces deux informations différentes et nous leurre. Il est capable d’analyser cette légère différence (qu’on appelle parallaxe) et d’en déduire une profondeur dans “l’image” du monde qu’il perçoit. Résultat : nous voyons le monde en relief. Tout l’enjeu de la stéréoscopie est de reproduire ce processus sur l’image d’un écran. On envoie deux images afin de “simuler les capteurs” humains.Depuis longtemps, les hommes ont mis en oeuvre des techniques pour rendre compte du relief. La stéréoscopie remonte à longtemps. Le premier stéréoscope date de 1838. Il permettait à l’aide d’un jeux de miroir de visualiser des dessins en relief. Depuis les techniques et les technologies ont évolué pour donner accès à la vision relief au plus grand nombre.
La stéréoscopie, une question de distance.
Mais depuis toujours, on joue d’astuces pour donner la notion de profondeur : premier plan, plan d’action, arrière-plan, horizon, voire même le surgissant. Cela suffit à notre cerveau pour reconstruire une profondeur de ces quelques plans. Du moins, votre imagination le fera, alors que le film reste diffusé sur un écran totalement plat.
- les points de vue sont décalés afin de reproduire l’écart des yeux. (Comment gérer l’écart des yeux)
- les points de vue convergent, pour reproduire la focalisation du regard (comment gérer la focalisation/convergence)
La convergence du regard
Lorsque nous regardons un objet, nos yeux le placent chacun au centre de l’image. En fait, chacun de nos yeux regarde cet objet. On dit qu’ils convergent vers l’objet. Lorsque l’objet est très éloigné, comme une étoile, nos yeux regardent dans la même direction. L’angle de convergence est nul. Si cet objet est très proche, comme notre nez, ceux-ci se mettent à loucher. L’angle de convergence devient important. Lorsqu’une image seule est projetée sur un écran, nos yeux convergent sur le plan de l’écran. La seule distance perçue est celle de l’écran. Pour venir perturber cette impression de profondeur, il va falloir faire converger les yeux du spectateur vers un autre point.
Les conditions de projection
Nous avons vu que les techniques de relief viennent modifier la distance perçue de l’image d’un objet. Ces modifications se font par rapport à l’écran, qui est la distance réelle de l’image. L’écart maximum entre deux images (sans les croiser) est celui des yeux du spectateur.
En fait, tous les paramètres du relief, ou plutôt de la sensation de relief, sont des paramètres physiques qui dépendent directement des conditions d’observation.
On ne fera pas une image en relief de la même façon pour un écran de cinéma et pour un écran de smartphone. La sensation de relief ne sera pas la même proche d’un écran et loin d’un écran. Pour cela, nous devons prendre en compte l’écart des yeux (en général 6,5 cm pour le confort des plus jeunes), ainsi que la taille et la distance de l’écran pour régler la convergence. Selon le contexte de diffusion, la distance à l’écran est fortement variable :
- dans une salle de cinéma, nous sommes à environs à 25 m de l’écran
- dans un planétarium de 20 m de diamètre, à 10 m
- Dans une petite salle de projection, pour une exposition dans un salon ou en muséologie, de 3 à 4 m.
- Et pour les écrans dans un système immersif type Oculus Rift, à quelques centimètres seulement.
Une marge de confort doit être donc prise en compte. Cela est d’autant plus crucial quand le public est composé d’enfants, qui ont un écart d’yeux plus petit.
Comment proposer deux images différentes à chaque œil ?
Hors réalisation, car cela n’a d’importance que lors de la conformation finale du projet, il reste à choisir la méthode de diffusion en relief, sujet principalement matériel. Les options matérielles proposent des méthodes différentes pour séparer à partir d’un même écran les images respectives de l’œil gauche (G) et de l’œil droit (D).
Les technologies dites actives
Les technologies actives proposent une obturation synchronisée sur la diffusion d’images successives GDGDGD.On obstrue ainsi l’œil gauche quand on affiche l’image droite et vice-versa. La persistance rétinienne fait le reste et le cerveau ne perçoit pas l’obturation. Tout de même, si l’on reste attentif, on constate une légère perte de luminosité due à l’obturation.
Masque VR style Oculus
Pour un système de masque de réalité virtuelle, ce sont les optiques de chaque œil qui délimitent leurs visions. La vidéo présente les deux images côte à côte.
Les technologies dites passives
On peut utiliser également des lunettes polarisées. Cette technique se base sur le fait que la lumière peut être assimilée à une onde qui vibre sur un axe. Lors de la projection, l’image (donc la lumière) d’un œil est projetée selon l’axe vertical, l’autre sur l’axe horizontal (dans le cas de la polarisation linéaire).
Les lunettes filtrent la lumière en réagissant comme des stores vénitiens respectivement horizontaux et verticaux. Un des verres laissera passer la lumière d’un axe (donc une image) en bloquant la lumière de l’autre axe (l’autre image). Un autre moyen est d’utiliser des lunettes de couleurs (traditionnellement rouge et vert) pour filtrer les images, en projetant des images superposées sur les mêmes canaux. Cette méthode, anaglyphe, à l’avantage d’être très peu coûteuse pour les lunettes.
Et la stéréoscopie sans lunette ?
Dérivés de la technique de la stéréoscopie, une société française, Halioscopie, propose des écrans permettant une diffusion en relief sans que le spectateur ait besoin de lunettes. Dans les grandes lignes, les écrans sont composés de prismes à huit facettes qui filtrent la lumière de l’écran et proposent huit images différentes en fonction de l’angle de vue.
En pratique, deux spectateurs à deux endroits différents voient deux images différentes. Idéalement, les yeux ont un écart suffisant pour recevoir chacun une image, et donc permettre une impression de relief, sans lunettes. C’est un dérivé de ce procédé qui équipe les écran de la console portable 3DS.
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