La 3D est basée sur le principe de la stéréoscopie et rassemble l’ensemble des techniques permettant de créer une impression de profondeur. La stéréoscopie reprend le fonctionnement de la vision binoculaire des êtres humains. En effet, deux images sont diffusées, une pour l’œil droit et une pour l’œil gauche. Chaque image est ensuite traitée par le cerveau, ce qui va procurer l’effet de profondeur. Il existe différentes techniques pour créer une image 3D, nous allons en développer trois dans cet article.

La stéréoscopie

La stéréoscopie est la vision en relief d’une image à partir de deux images planes.

La perception en relief vient du fait que nous possédons deux yeux. Chaque œil va percevoir une image différente, légèrement décalée. Le cerveau va analyser la différence pour en déduire la profondeur de l’image.

La stéréoscopique reprend ce principe. Deux images sont diffusées simultanément. Les images ont un décalage d’environ sept centimètres, similaire à la distance entre deux yeux. Chaque image est destinée à un œil. L’effet de relief est ensuite obtenu par la combinaison des deux images par le cerveau.

Vision d’un objet sur l’écran
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Pour faire en sorte qu’un objet sorte de l’écran, l’image de droite va être décalée sur la gauche et l’image de gauche sur la droite.

Vision d’un objet en dehors de l’écran
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Inversement, pour avoir l’impression que l’objet s’enfonce dans l’écran, il faut écarter les images.

Vision d’un objet en profondeur
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L’écart maximum entre les deux images ne doit pas dépasser l’écart entre les yeux sinon l’objet ne sera plus visible par l’œil.

Les lunettes 3D

Les lunettes actives

Ces lunettes sont aussi dites à obturateur. En effet, les lunettes vont occulter rapidement la lumière arrivant à un œil puis l’autre.

Lunettes actives
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Deux vues sont enregistrées, celle pour l’œil droit et celle pour l’œil gauche. Les images sont ensuite affichées successivement. C’est cette alternance d’images qui va donner l’impression de relief.

Les lunettes occultent l’œil qui ne doit pas percevoir l’image grâce aux cristaux liquides présents dans les verres. En effet, les lunettes sont équipées d’un panneau LCD relié à l’écran. Un signal lui est envoyé pour savoir quel œil obstruer. Le cristal liquide contenu dans le verre correspondant devient opaque grâce à un champ magnétique contrôlant l’orientation des cristaux. Une occultation a lieu en moyenne 100 fois par seconde ce qui rend le changement indétectable par l’œil humain.

Fonctionnement des cristaux
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Les lunettes passives ou la projection polarisée

Il s’agit des lunettes 3D les plus utilisées.

Ce système repose sur une projection séquentielle et sur la perception par les yeux des ondes lumineuses, en particulier leur polarisation. Cette dernière peut être horizontale ou verticale. Les lunettes vont donc agir pour que chaque œil ne perçoive qu’une seule transmission d’onde.

Lunettes polarisées
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Deux images sont transmises en même temps, l’une destinée à l’œil droit et l’autre à l’œil gauche.

Chaque image est associée à une polarisation particulière. Les lunettes polarisées vont agir de façon à ce que chaque œil ne reçoive qu’une seule transmission d’ondes soit verticale soit horizontale. Les différentes images reçues, une fois assimilées par le cerveau, vont provoquer l’illusion de relief et de profondeur.

Fonctionnement des lunettes passives
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L’anaglyphe

L’anaglyphe se base sur le principe de la synthèse soustractive des couleurs.

Une image est composée de trois couleurs dites « primaires »: le rouge, le bleu et le vert ainsi que de couleurs « secondaires ». Chaque couleur a une longueur d’onde caractéristique.

Synthèse additive
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Les lunettes sont composées de deux filtres, un rouge pour le verre de gauche et un cyan (verre+bleu) pour le verre de droite.

Lunettes anaglyphes
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Deux images représentant la même scène mais avec un léger décalage sont diffusées. De plus, les deux vues sont de couleurs complémentaires, une en rouge et une en cyan.

Grâce au principe de la synthèse soustractive, le filtre rouge ne va laisser passer que les longueurs d’onde complémentaires au rouge, soit l’image en cyan, l’assombrissant. Alors que le filtre cyan ne va rendre visible que l’image en rouge.

Sur ce principe toutes les couleurs complémentaires peuvent être utilisées. Cependant, c’est avec la combinaison rouge/cyan que l’on obtient les meilleurs contrastes.

Le cerveau va composer le relief à partir des points communs entre les deux images.

De plus, un objet semblera éloigné si l’image cyan est décalée vers la gauche par rapport à l’image rouge. Inversement, l’image semblera sortir de l’écran si l’image cyan est décalée vers la droite.

Annexes

Catégories : AR/VRVR

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