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https://sites.google.com/site/tpela3daucinemaetseslimites/partie-1-la-3d-du-cinema/a-le-fonctionnement-de-l-oeil

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La stéréoscopie (du grec stéréo : solide, scope : vision) est l'ensemble des techniques mises en oeuvre pour reproduire une perception du relief à partir de deux images planes.

Qu'est-ce que c'est que la vision stéréoscopique ?

Si vous avez une vue à peu près correcte des deux yeux, savez-vous que vous pratiquez sans le savoir la vision stéréoscopique ? Pour vous faire sentir ce qu'est la vision stéréoscopique, je vous propose une expérience relativement simple :
Regardez des objets à 2 ou 3 mètres de vous pendant 4 ou 5 secondes. En continuant de regarder, placer une main devant l'un de vos yeux pour lui boucher la vue. Restez ainsi 4 ou 5 secondes. En alternant ainsi la vision "avec deux yeux", et la vision "avec un seul oeil", vous remarquerez sans doute que lorsque l'on utilise les deux yeux, on a beaucoup plus la sensation du volume et du relief, l'image parait plus plate lorsqu'elle est vue d'un seul oeil... La sensation de relief que donne la vision avec les deux yeux s'appelle la stéréoscopie.

En effet, en regardant deux images différentes et en mettant notre main une fois sur l'oeil gauche une fois sur le droit, on voit successivement ce que voit l'oeil droit, et ce que voit l'oeil gauche. Si vous comparez les deux images celle "vue de l'oeil droit" et celle "vue de l'oeil gauche", vous verrez des petites différences : la position horizontale d'un objet proche par rapport à un objet loin n'est pas la même entre les deux images.

Voici ci-dessous deux photos : une prise à l'emplacement de l'oeil gauche, et une prise à l'emplacement de l'oeil droit :

On voit bien, par exemple, que la position de la voiture par rapport a la personne n'est pas la même pour les deux yeux. Sur l'image vue par l'oeil gauche, on voit les objets de premier plan décalés vers la droite et sur l'image vue par l'oeil droit ils sont décalés vers la gauche.
Nos deux yeux ne voient donc jamais la même chose ! A partir de deux images légèrement différentes, le cerveau parvient à reconstituer une scène en relief ! Le relief est donc produit à partir des différences entre les images vues par chacun des deux yeux.

1.2 Physiologie de la vision stéréoscopique :

La vision stéréoscopique est due, en grande partie, aux neurones binoculaires situés dans le cortex cérébral au niveau des zones spécifiques et primaires du traitement de la vision (Aire V1). Ces neurones binoculaires sont les seuls neurones à recevoir l' influx nerveux de deux neurones homonymes de la rétine via la chaîne neuronale.

Les images gauche et droite du même objet, captées en même temps par les deux rétines, sont acheminées au cortex visuel par les nerfs optiques qui se croisent dans le " chiasma", ce qui fait qu'elles sont présentes dans des cellules voisines du cortex visuel.

Les cellules des parties gauche et droite du cortex visuel communiquent aussi par le corps calleux, ce qui contribue au mécanisme de la fusion binoculaire.

Cette double information permet par des mécanismes complexes faisant intervenir d'autres zones du cerveau la perception de l'angle entre l'information visuelle captée par des photorécepteurs d'un oeil et ses homologues de l'autre oeil permettant de percevoir les reliefs et la distance.

De ce fait, les personnes souffrant de strabisme (mauvaise adaptation des zones de photorécepteurs rétiniens homologues) ou les personnes souffrant d'anopsie sur un oeil ont une vision très altérée du relief et de la profondeur.

La vision stéréoscopique est normalement très précise (on apprécie couramment un écart en profondeur de dix centimètres à une distance de dix mètres), de précision inversement proportionnelle à la distance, et limitée en amplitude : on voit difficilement en relief un objet très rapproché ou un objet très éloigné.

La vision stéréoscopique est troublée, sinon empêchée, par divers défauts des images: décalages verticaux, contradictions du relief, excès de parallaxe, "images fantômes" ou vision atténuée de la vue droite par l'oeil gauche et réciproquement, dissymétrie de la luminosité...

1.2.1. La vision stéréoscopique naturelle :

Notre sensation de profondeur découle d'une recomposition de l'espace effectuée par notre cerveau grâce à de nombreux indices.

La perception de profondeur découle de la binocularité mais néanmoins les autres indices se corroborent dans le milieu naturel et ne se contredisent pas.

C'est à la binocularité que les procédés relief font appel.

L'être humain dispose de deux yeux qui lui permettent de percevoir son environnement de deux points de vue légèrement différents. La fusion mentale de ces deux vues permet d'engendrer une image spatiale de notre environnement, un processus purement psychologique. La perception spatiale représente une aptitude typique d'un chasseur, d'un carnivore. Dans ce cas-là, le faible recouvrement des deux champs de vision ne permet guère la perception de la profondeur.

On se rend facilement compte de l'importance de la vision spatiale si l'on regarde avec un seul oeil. Dans ce cas, verser par exemple le contenu d'une bouteille dans un verre cause des difficultés réelles, sauf si l'on se sert de moyens auxiliaires comme par exemple le recouvrement des objets afin d'évaluer la distance entre la bouteille et le verre.

La vision stéréoscopique est une aptitude naturelle chez l'homme. Cependant, le faible écartement des yeux ne permet une vision spatiale que pour notre environnement proche à moins qu'on essaie d'agrandir cette base de manière artificielle comme pour les jumelles ou les télescopes d'artillerie.

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La stereoscopie: l'art de la vision en relief

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La stéréoscopie (du grec stéréo : solide, scope : vision) est l'ensemble des techniques mises en oeuvre pour reproduire une perception du relief à partir de deux images planes. Qu'est-ce que c'est que la vision stéréoscopique ? Si vous avez une vue à peu près correcte des deux yeux, savez-vous que vous pratiquez sans le savoir la vision stéréoscopique ?

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La 3D, appelée aussi stéréoscopie, désigne l'ensemble des techniques capables d'enregistrer des informations visuelles en trois dimensions ou de créer une impression de profondeur. Jusqu'à présent, cette impression n'était rendue que grâce à des effets de perspective archi classiques, connus d'ailleurs de tous les peintres depuis le Moyen-Âge. Heureusement, les nouveaux téléviseurs 3D permettent d'aller beaucoup plus loin que ces simples techniques de trompe-l'oeil et de donner une vraie-fausse illusion de relief.

Cela dit, ces nouveaux téléviseurs 3D ne sont pas des engins aussi complexes et sophistiqués que vous le croyez. En effet, ce que fait un téléviseur 3D n'est pas si différent de ce que fait votre téléviseur actuel. En gros, au lieu de diffuser une seule image de chaque scène, le téléviseur 3D en diffuse deux. Une pour l'oeil droit et une pour l'oeil gauche. Deux images captées par deux caméras espacées de 7 cm environ, soit grosso modo l'écartement moyen des yeux. Et ce, pour que chacun de ces derniers voit la scène filmée comme s'il voyait réellement. Il faut ensuite parvenir à ce que chaque oeil ne voit que l'image qui lui est destinée, tout en utilisant un seul et même écran. La plupart du temps, les constructeurs choisissent de diffuser les deux images en même temps sur l'écran, en léger décalage, et se débrouillent ensuite pour que la bonne image soit vue par le bon oeil. Et de ce côté-là, il y a plusieurs écoles et plusieurs techniques.

L'anaglyphe ou les lunettes à filtres bicolores
La première implique l'utilisation de lunettes agissant comme des filtres ne laissant passer qu'une seule des deux images : la droite pour l'oeil droit et la gauche pour l'oeil gauche. La plus ancienne de ces techniques, que les nostalgiques de la Dernière Séance n'ont certainement pas oubliée (rappelez-vous L'Etrange créature du lac noir de Jack Arnold en 1982), consiste à utiliser des filtres de couleurs complémentaires. L'image droite est rouge, l'image gauche est bleue. Ce qui fait qu'en plaçant un filtre rouge devant l'oeil droit et un filtre bleu devant l'oeil gauche, chaque oeil ne voit plus qu'une seule des deux images. C'est la technique de l'anaglyphe. Une technique relativement médiocre en ce qui concerne la résolution de l'image et la restitution des couleurs.

La 3D passive, comme au cinéma
Une variante de cette technique consiste non pas à sélectionner les images à partir de leur couleur, mais à partir de leur polarisation. Chaque image est alors associée à une polarisation particulière (la polarisation étant une propriété physique de la lumière, comme l'est la couleur) et des verres polarisés permettant là encore de ne laisser passer qu'une seule des deux images. Ici, l'image conserve ses qualités colorimétriques et la résolution ne souffre pas trop. C'est cette technique qui est essentiellement utilisée dans les cinémas, dans les parcs d'attraction et pour les applications professionnelles ou industrielles.

La 3D active à la maison
Enfin, dernière technique : l'utilisation de lunettes actives. Contrairement aux deux autres techniques, avec cette solution, les images droite et gauche ne sont pas diffusées en même temps, mais l'une après l'autre. Le téléviseur est alors équipé d'un émetteur signalant aux lunettes (équipées d'un récepteur), si c'est l'image droite ou l'image gauche qui est diffusée. Cette information permet aux lunettes d'occulter l'oeil qui n'est pas concerné par l'image. En réalité, chaque verre est un véritable petit écran LCD que l'on peut rendre à loisir transparent ou totalement opaque et ce, grâce à un champs magnétique qui contrôle l'orientation des cristaux liquides. Cette occultation se produit près de 140 fois par seconde pour un écran de cinéma et entre 50 et 100 fois par seconde pour un téléviseur, ce qui, apparemment, est suffisamment rapide pour que nous n'ayons pas le temps de détecter le subterfuge. C'est cette technique qu'utilisent actuellement les fabricants de téléviseurs et d'équipements Home Cinéma, ainsi que certaines salle de cinéma.

Un choix qui s'explique tout simplement parce qu'elle n'impose pas un changement drastique de la technologie de nos téléviseurs. Ces derniers sont donc livrées (ou pas, car vendues à part) avec des paires de lunettes actives qui ne sont compatibles qu'avec eux, pas avec les modèles d'autres marques. Inconvénients des lunettes actives, les piles ou batteries qu'il faudra changer ou recharger. En revanche, n'importe quel lecteur Blu-ray 3D fera l'affaire, tous les téléviseurs 3D étant compatibles avec les technologies Side-by-Side (1080i à 50 Hz ou 60 Hz) et Top-and-Bottom (720p à 50 Hz ou 60 Hz, 1080p à 24 Hz). 3D Side by Side est l'un des formats utilisés pour la diffusion 3D. L'image est coupée en deux (elles sont côte à côte) et offre une résolution HD 1080i à 50 ou 60 Hz. 3D Top and Bottom est l'un des autres formats utilisés pour la diffusion 3D. L'image est également coupée en deux (elles sont l'une en-dessous de l'autre) avec une résolution de 720p/50 ou 60Hz ou de 1080p/24Hz.

Attention, toutefois à ne pas vous rétamer en allant chercher des cacahouètes ou un soda avec les lunettes plantées sur le bout du nez !

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La 3D, comment ça marche ? - CNET France

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La 3D, appelée aussi stéréoscopie, désigne l'ensemble des techniques capables d'enregistrer des informations visuelles en trois dimensions ou de créer une impression de profondeur. Jusqu'à présent, cette impression n'était rendue que grâce à des effets de perspective archi classiques, connus d'ailleurs de tous les peintres depuis le Moyen-Âge.

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L'anaglyphe : un procédé à la portée de tous ?

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Présentation générale de l'Anaglyphe, procédé de la photographie en relief, par Catherine Auguste, sur photo-stereo.com.

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Premierement nous allons consacrer notre étude sur l'histoire de la 3D, puis, sur son fonctionnement et enfin nous allons nous interroger sur ses limites.