Stéréoscopie
Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
 |
Cet article ou cette section ne cite pas suffisamment ses sources. (date inconnue)
Son contenu est donc sujet à caution. Wikipédia doit être fondée sur des sources fiables et indépendantes. Améliorez cet article en liant les informations à des sources, au moyen de notes de bas de page (voir les recommandations).
|
La stéréoscopie (du grec stéréo : solide, scope : vision) est l'ensemble des techniques mises en œuvre pour reproduire une perception du relief à partir de deux images planes.
Elle est née pratiquement en même temps que la photographie, bien que l'on en trouve des traces plus anciennes dans des interrogations et expérimentations picturales. Ainsi, le musée Wicar, à Lille, conserve deux dessins distinguant les visions d'un même sujet pour chaque œil, exécutés par Jacopo Chimenti, peintre de l'école florentine (1554 - 1640).
Elle se base sur le fait que la perception humaine du relief se forme dans le cerveau lorsqu'il reconstitue une seule image à partir de la perception des deux images planes et différentes provenant de chaque œil.
Il existe, pour réaliser ces images, aussi bien que pour les observer, une grande variété de moyens, à la description desquels plusieurs centaines de livres ont été consacrés.
Sommaire |
[modifier] Physiologie de la vue 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. David Hubel, prix Nobel de médecine, fait aussi remarquer que 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 œil et ses homologues de l'autre œil 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 œil 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...
[modifier] Pourquoi regarder en relief ?
_-_Wilkie_Collins_(1824-1889)_in_1874.JPG/500px-Sarony,_Napoleon_(1821-1896)_-_Wilkie_Collins_(1824-1889)_in_1874.JPG)
L'observation en relief est naturelle, c'est l'image « plate » qui demande un effort d'interprétation, car elle n'est qu'une projection perspective de l'espace dans un plan. L'image en relief restitue chaque plan à sa place dans l'espace, les dimensions et la forme de chaque objet, sous réserve qu'il n'y ait pas d'effet de maquette ni de distorsion en profondeur.
Les images trop complexes, trop enchevêtrées, sont beaucoup plus lisibles si on les observe en relief : par exemple une cavité dans un objet apparaît effectivement comme creuse ; au contraire des aspérités n'apparaissent pas comme telles en photo « plate ». La présentation en relief procure une sensation de présence qui n'existe pas autrement, car le spectateur voit la scène comme s'il y était, surtout en projection dans une salle assez obscure pour que seule la photo en relief soit visible.
On peut aussi voir en relief ce qu'on ne voit pas naturellement ainsi : des montagnes ou des formations nuageuses sont trop éloignées pour qu'on en perçoive les plans successifs, mais si elles sont photographiées en relief depuis deux points assez écartés, on les voit, certes de taille réduite, mais avec tout leur relief et leurs formes réelles ; des microcristaux, des insectes ou des fleurs, trop petits pour être observés à l'œil nu, pris de deux points de vue assez rapprochés, apparaissent très agrandis avec leurs formes réelles et leur profondeur.
[modifier] Comment réaliser des images en relief ?
Par images, on entend ici : photos, dessins, images de synthèse ou images réalisées par tout autre moyen. Il s'agit de prendre deux vues de la même scène, à partir de deux points de vue côte à côte.
[modifier] Trois méthodes en photographie
[modifier] En deux temps
On peut opérer en deux temps, en déplaçant l'appareil : dans ce cas, il est indispensable que rien n'ait bougé entre les deux prises de vues, par exemple personnages, animaux, véhicules, feuilles des arbres, vagues, nuages ou leurs ombres sous l'effet du vent ; il faut aussi que les deux prises de vues visent dans la même direction, que l'appareil n'ait pas avancé, n'ait pas été déplacé en hauteur ni n'ait tourné sur lui-même.
[modifier] Par déclenchement simultané de deux appareils
On peut aussi déclencher en même temps deux appareils identiques : il faut pour cela que les appareils soient rigidement fixés et bien alignés, et que le déclenchement soit bien simultané, ce qui impose des contraintes, avec des appareils à film et surtout avec des appareils numériques. Plusieurs entreprises artisanales proposent des couplages de deux appareils numériques, bien fixés entre eux et bien synchronisés.
[modifier] Avec un appareil stéréoscopique
Article détaillé : Appareil stéréoscopique.On peut opérer avec un appareil spécial à deux objectifs : soit un appareil ancien, avec les contraintes habituelles des appareils anciens (absence de cellule et d’avancement automatique du film), soit avec un appareil moderne, dont il existe des fabrications en petit et moyen format. De tels appareils à deux objectifs n'existent pas encore en numérique.
[modifier] Applications particulières
Il existe encore d'autres méthodes, chacune adaptée à des cas particuliers, notamment pour les prises de vues en « macrostéréoscopie », c'est-à-dire avec une « base » étroite adaptée pour photographier de très petits objets : double diaphragme avec des miroirs, diviseurs d'images (attention aux « déformations en trapèze »), filtres de couleurs côte à côte devant l'objectif, miroirs semi-transparents, etc.
Des images stéréoscopiques peuvent facilement être extraites de toutes sortes modèles numériques professionnels tridimensionnels, en choisissant deux points de vue écartés par exemple d’un à deux dixièmes de la distance du premier plan, s’il s’agit de les présenter sur un écran d’ordinateur, mais pas plus d’un trentième s’il s’agit de les présenter en projection à un large auditoire.
[modifier] Comment observer en relief des images réalisées dans ce but ?
Ces images peuvent être observées en diapositives, tirées sur papier, sur l'écran d'ordinateur, etc., par différentes méthodes :
[modifier] Stéréoscope
- avec un instrument d'optique appelé stéréoscope. Il existe beaucoup de variétés de stéréoscopes : à deux lentilles, à deux miroirs, à un seul miroir, à miroir semi-transparent, etc.
Article détaillé : Stéréoscope.[modifier] Anaglyphe
- en séparant les vues gauche et droite par les couleurs (anaglyphes) : certes ce procédé dégrade les couleurs et exclut la présence d'objets aux couleurs vives trop voisines de celles des filtres colorés, mais c'est la seule manière connue pour imprimer des images de grand format facilement visibles en relief par des personnes non entraînées à la vision libre.
Article détaillé : Anaglyphe.[modifier] Images à réseaux
- Images imbriquées en bandes verticales : réseaux « lignés » ou « lenticulaires », visibles en relief sans aucun instrument (procédé auto-stéréoscopique).
[modifier] Projection en relief
- Projection en lumière polarisée, de loin la méthode la plus facile, efficace et spectaculaire, qui certes demande des moyens aux organisateurs de ces projections, mais qui n'imposent aux spectateurs que de porter des lunettes légères, peu coûteuses et peu contraignantes, et ne détériorant pas du tout les couleurs.
Article détaillé : Projection en relief stéréoscopique.[modifier] Autres méthodes
- Images réelles projetées dans l'espace, photostéréosynthèse, holographie, etc.
Article détaillé : Photostéréosynthèse. Article détaillé : Holographie.[modifier] Vision libre
- En « vision libre », parallèle ou croisée, pour ceux qui le peuvent, soit spontanément, soit après des exercices oculaires. Pour la plupart, cette vision libre n'est possible qu'à une distance importante, d'où l'image apparaît quelque peu étirée.
La vision croisée est la plus accessible : l'œil gauche regarde la figure droite et l'œil droit regarde la figure gauche. Pour s'aider, on peut fermer d'abord son œil gauche puis placer sa main droite à quelques centimètres de son œil droit, de façon à lui cacher la figure droite. Puis on ferme l'œil droit et on place la main gauche à quelques centimètres de son œil gauche de façon à lui cacher la figure gauche. On ouvre alors les deux yeux, chacun d'eux ne voyant qu'une figure. Loucher quelque part dans l'intervalle entre les deux mains pour faire superposer les deux figures en une figure unique.
Avec un peu d'entraînement, le cerveau finit au bout de quelques secondes par accommoder la vision sur une figure nette en relief, comme dans l'exemple ci-dessous :
D'autres animations stéréoscopiques sont accessibles en cliquant sur les liens suivants :
- Animation stéréoscopique croisée d'un ruban de Mobius :
- Animation stéréoscopique parallèle du même ruban :
- Les deux animations regroupées sur une même animation
[modifier] Les écueils à éviter, sources de fatigue visuelle
- Vues gauche et droite trop disparates (ex : couleurs trop vives en anaglyphes).
- Décalages verticaux, notamment par défaut d'alignement lors de la prise de vues, rotation ou déformations en trapèze dues par exemple à l'utilisation de « diviseurs d'images » ou excès de convergence des axes optiques.
- Défauts de synchronisme, « parallaxe temporelle » par laquelle un objet qui a bougé vers le côté n'est plus vu à sa distance correcte.
- Excès de profondeur de relief : il convient de ne pas dépasser une limite typique d'écart extrême de parallaxe qui est en général estimée au trentième de la distance d'observation.
- Déformations de l'image en grandissement ou en étirement, surtout si ces déformations sont variables d'un objet à l'autre.
- Contradictions du relief, en particulier du fait d'un mauvais placement de la « fenêtre ».
Ces écueils peuvent être évités, notamment par un travail dit de « montage », aussi bien dans les cas de diapositives, que de tirages sur papier ou de photos numériques.
Voici un exemple d'image stéréoscopique ancienne :
[modifier] Organisations
La stéréoscopie intéresse des milliers d’amateurs à travers le monde, dont la plupart se regroupent en associations, notamment l’Union Internationale de Stéréoscopie et les clubs nationaux ou locaux qui lui sont affiliés (en France: le Stéréo-Club Français). Ces associations comptent aussi parmi leurs membres de nombreux professionnels.
La stéréoscopie intéresse également les professionnels, dans des domaines variés (géographie, biologie, chimie, architecture, imagerie médicale, « CAO », etc.). Il n’existe pas d’organisation qui regroupe les stéréoscopistes de toutes ces professions. Par contre, l’essentiel des connaissances accumulées par ces professionnels se retrouve dans les comptes rendus des congrès annuels « Stereoscopic Displays and Applications ».
[modifier] Notes, références
Cette section est vide, pas assez détaillée ou incomplète. Votre aide est la bienvenue ![modifier] Voir aussi
[modifier] Articles connexes
- Anaglyphe
- Appareil stéréoscopique
- Carte stéréoscopique
- Image stéréoscopique
- Projection en relief stéréoscopique
- Stéréo-Club Français
- Stéréoscope
- Stéréogramme (ou « autostéréogramme »)
[modifier] Bibliographie
- Olivier Cahen, L'Image en relief. De la photographie stéréoscopique à la vidéo 3D, Masson, Paris, 1990 (ISBN 2225819688)
- Hal Morgan et Dan Symmes, En relief, Wonderland Productions, Paris, 1984 (ISBN 2905067004)
- Bulletin mensuel du Stéréo-Club Français, depuis 1904
[modifier] Filmographie
- 3D Odyssey, documentaire en relief de Philippe Nicolet consacré à l'histoire de la stéréoscopie, 2007.
