Tout comprendre
sur les technologies 3D relief

Perception de la profondeur chez l'Homme
La vision stéréscopique ?
Autres indices de profondeur
Conclusion sur la vision en relief

Perception de la profondeur chez l'Homme

Pour comprendre comment est ce-que les technologies 3D arrivent à créer une illusion de profondeur sur un écran plat, il faut d'abord expliquer comment est-ce que l'Homme perçoit son environnement en profondeur, l'explication est simple et passionnante.

La vision stéréoscopique

Un œil peut être vu de manière simpliste comme un appareil photo qui prend une photo 2D. Nous possédons 2 yeux qui par conséquent capturent 2 images en 2D. Et pourtant personne ne voit le monde avec deux images 2D misent côtes à côtes, mais nous voyons le monde avec une seule image avec de la profondeur. Cette transformation des 2 images 2D "œil gauche" et "œil droit" en une seule en 3D est faite par notre cerveau. Mais comment notre cerveau arrive t-il à savoir à partir d'images "plates" que tel objet de l'environnement est plus proche de soi qu'un autre objet? Le fait que nous possédons 2 yeux, n'est pas anodin, c'est là où se trouve l'explication de notre vision en relief. Chaque œil ne perçoit pas exactement la même chose, c'est grâce à cette différence que notre cerveau va savoir où se situe dans la profondeur chaque objet de la scène que nous visualisons. En effet, si un objet est près de nous celui-ci est très différent sur les 2 images capturées par nos yeux, le cerveau sait alors que l'objet est près. Faites-en l'expérience en plaçant votre doigt de manière verticale et collé au bout de votre nez (comme pour faire "chut"), visualiser votre doigt uniquement avec votre œil gauche puis uniquement avec votre œil droit, chacun de vos yeux capture une image très différente de votre doigt. A l'inverse si un objet est loin de soi, la différence entre les 2 images "œil droit" et "œil gauche" de cet objet est faible voir nul, le cerveau sait alors que l'objet est loin. Faites-en l'expérience à nouveau avec votre doigt mais cette fois-ci placez-le, le plus loin possible de vous. Vous voyez alors un doigt quasiment identique sur chaque œil. Voici ci-dessous des images qui illustrent ce que voit chaque œil selon la distance d'un objet.

vision stéréoscopique objet proche vision stéréoscopique vue oeil gauche vision stéréoscopique vue oeil droit
Image 1 : objet proche d’un observateur Image 2 : ce que voit l’œil gauche Image 3 : ce que voit l’œil droit

 

Voici une sphère proche d’un observateur et ce que capture comme image chaque rétine de ces yeux. Il est facile de remarquer la différence perçue de la sphère entre l’œil gauche et l’œil droit. Le cerveau en recevant ces 2 images « sait » alors que l’objet est très proche.

vision stéréoscopique objet loin
Image 4 : objet éloigné d’un observateur

 

Voici le même observateur mais cette fois-ci la sphère est placée plus loin. Les images capturées par chaque œil sont présentées ci-dessous.

vision stéréoscopique vue oeil gauche objet loin vision stéréoscopique vue oeil droit objet loin
Image 5 : ce que voit l’œil gauche Image 6 : ce que voit l’œil droit

 

Il n’y a quasiment aucune différence entre les 2 images, même en zoomant sur les sphères (voir images ci-dessous), celles-ci sont quasi identiques.

 

vision stéréoscopique vue oeil gauche zoom vision stéréoscopique vue oeil droit zoom
Image 7 : zoom sur la sphère vue par l’œil gauche Image 8 : zoom sur la sphère vue par l’œil droit

 

Aucune différence de l’objet sur les 2 rétines, le cerveau « sait » alors que l’objet est loin.

Une vision d'une image avec profondeur générée à partir de 2 images 2D est appelée vision stéréoscopique.

Autres indices de profondeur

Vous allez contester en disant que si vous cachez un œil, vous êtes toujours capable de voir en profondeur, et vous avez raison, mais votre perception de la profondeur est tout de même "dégradée", il est vivement déconseillé de descendre des escaliers avec un œil fermé!

Si vous vous retrouvez, comme le cyclope, avec un seul œil vous êtes encore capable de voir en profondeur car votre cerveau s'appuie sur d'autres indices pour créer la profondeur :

  • un objet qui cache un autre objet indique la relation de position sur la profondeur entre ces 2 objets
  • les effets dégradés de lumière ou d'ombre sur les objets sont également des indices de profondeurs
  • les indices dus à la perspective, comme par exemples les lignes d'un plafond qui fuient vers un même point
  • la parallaxe est également utilisée pour la vision en relief. La parallaxe est le fait de déplacer sa tête et de voir que les objets proches bougent beaucoup alors que les objets loin bougent peu. C'est exactement ce qui vous arrive en voiture, les platanes en bord de route défilent rapidement alors que le clocher de l'église qui se trouve au loin défile lentement.
  • la connaissance par expérience que nous avons sur la taille des objets : si notre œil perçoit une voiture minuscule, c’est que la voiture est alors loin de nous

Conclusion sur la vision en relief

Le cerveau s'appuie sur de nombreux indices pour percevoir en relief. Pour la perception en relief d’objets proche de nous, le cerveau s’appui surtout sur la stéréoscopie, pour les objets loin de nous le cerveau s’appuis sur les autres indices, car il n’y a plus aucune différence perçue entre les deux yeux pour les objets loin. Tout ce travail de perception en relief est automatisé et inconscient. Cette activité cérébrale représente un nombre de calculs gigantesques qui nécessite quasiment aucun effort de concentration et qu'un temps extrêmement court. Si les ordinateurs dépassent en raisonnement et logique pur les performances de l'Homme, dans le domaine de la perception et de l'analyse d'image, l'ordinateur est très loin d'arriver aux performances de notre cerveau. Maintenant vous êtes prêt à tout comprendre sur la manière dont les technologies 3D créent l'illusion de profondeur sur un écran.

 
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