Tout comprendre
sur les technologies 3D relief

Principe de base ?
Visualisation stéréoscopique active
Visualisation stéréoscopique passive

Les technologies 3D et l'illusion de relief

Principe de base

Maintenant que vous savez comme fonctionne notre perception du relief et plus précisément la vision stéréoscopique, il va être très simple de comprendre comment les technologies de la 3D leurrent notre cerveau et lui faisant croire qu'il y a du relief sur un écran plat. Le principe est simple, il suffit d'afficher sur un écran 2 images d'une même scène, une image vue uniquement par l'œil gauche et l'autre par l'œil droit. Dans la scène, les objets proches sont différents sur les 2 images et les objets loin sont strictement identiques. Lorsqu’un téléspectateur regarde ces 2 images, celui-ci est trompé, les objets différents sur les 2 images sont perçues proches de lui et donnent l’illusion de sortir de l’écran vers l’avant. Les objets identiques sur les 2 images sont perçus loin par le téléspectateur et donnent donc l’illusion d’être derrière l’écran.  Le téléspectateur voir alors un film en 3D.


Problème de visualisation d'une image par chaque œil

L'illusion du relief est basée sur le fait d'afficher 2 images destinées chacune à un œil. Mais il y a un problème, si vous regardez un écran qui affiche 2 images, chaque œil verra les 2 images. Comment faire pour que l'œil gauche voie son image sans voir l'image destinée à l'œil droit, et inversement? Différentes technologies existent pour que chaque œil voie uniquement son image, avec l'aide de lunettes spéciales appelées lunettes 3D. Les différentes technologies 3D sont classées dans 2 catégories : les systèmes actifs et les systèmes passifs.

Système de visualisation stéréoscopique active.

La plupart des téléviseurs 3D, des moniteurs 3D et certains projecteurs utilisent un système dit actif. Ce système est nommé actif car le téléviseur (ou moniteur ou projecteur) communique avec les lunettes 3D, via un émetteur intégré au téléviseur (ou au moniteur ou au projecteur) et d’un récepteur intégré dans les lunettes. Le téléviseur affiche alternativement l'image pour l'œil gauche puis l'image pour l'œil droit. Les lunettes, dites aussi actives, ont la capacité d'obstruer au choix l'un des deux verres pour qu'un œil ne voie rien. Lorsque l'écran affiche l'image gauche, il envoie un signal aux lunettes 3D pour que le verre de l'œil droit soit obstrué, ainsi uniquement l'œil gauche peut voir l'image qui lui est destinée. Et inversement lorsque l'écran affiche l'image droite, il envoi un signal aux lunettes pour obstruer le verre de l'œil gauche. L'obturation d'une paire de lunettes 3D se fait via des cristaux liquides qui composent ses verres. Ce système actif est appelé système par obturation à cristaux liquides.

Les téléviseurs 3D,  les moniteurs 3D ou projecteurs qui utilisent cette technologie doivent avoir la capacité d'afficher 2 fois plus vite les images. Ainsi chaque œil aura le nombre d'image à la seconde qu'il faut pour avoir l'illusion d'une continuité des images qui se succèdent. Les téléviseurs, moniteurs et projecteurs non 3D fonctionnent aux alentours de 50-60 images à la seconde, alors que leurs homologues 3D fonctionnent au delà de 100 images à la seconde.

Les avantages et inconvénients du système stéréoscopique actif

La technologie active a quatre inconvénients. Le premier est que les lunettes actives disposent d'un récepteur pour recevoir un signal du téléviseur. Des piles ou une recharge de batterie intégrée aux lunettes sont alors nécessaires pour alimenter le récepteur. Le deuxième inconvénient, plus sérieux, est que la technologie 3D active engendre, selon la sensibilité de chacun, des maux de tête. Ces maux de tête viennent de l'effort et d'une fatigue de la vue induit par l'obturation de chaque œil de manière alternative. Le troisième inconvénient est que la lumière émise par le téléviseur est fortement diminué par l'obturation des lunettes : une luminance trop faible arrive aux yeux. Le téléviseur, moniteur ou projecteur doit avoir une luminance très importante pour pallier au mieux ce problème. Le dernier inconvénient est que cette technologie est chère. Les avantages de ce système sont la garantie que chaque œil verra uniquement son image et qu'aucune dégradation de la qualité d’image n’est faite.

Système de visualisation stéréoscopique passif

La technologie dite passive est plutôt utilisée dans les salles de cinémas 3D et ne concerne que les projecteurs. Le principe général est d'afficher en même temps les 2 images "œil gauche" et "œil droit". Deux filtres opposés concernant une caractéristique physique de la lumière sont appliquées à chacune des images projetées. Les lunettes 3D passives disposent également au niveau des verres des mêmes filtres permettant aux images de passer ou non.

Les avantages et inconvénients des systèmes passifs

Les avantages des systèmes passifs sont :

  • l'absence de maux de tête
  • l'absence de piles et de batteries (pas de récepteur et émetteur comme dans la technologie active)
  • le coût faible

Les inconvénients des systèmes passifs sont :

  • selon la qualité et les caractéristiques du filtre utilisé il se peut que dans certaines situations, un œil voie une partie de l'image qui ne lui est pas destinée
  • pour certains types de filtres, la qualité des couleurs est dégradée
  • même problème de luminosité que le système actif, il faut que les projecteurs aient une forte luminance.

Il existe selon le type de filtre, les lunettes polarisées et les lunettes par filtre couleur (anaglyphes et Infitec).

Les lunettes polarisées

L'image "œil gauche" projetée par un projecteur est polarisée de manière différente d'un deuxième projecteur affichant l'image "œil droit". Les lunettes 3D disposent d'un verre droit avec un filtre qui ne laisse passer que les images polarisées du projecteur "œil droit" et inversement, le verre gauche ne laisse passer que les images "œil gauche" polarisées par le second projecteur.

Les lunettes anaglyphes et Infitec

Pour les lunettes anaglyphes, c'est sur les couleurs que le filtre se fait et non sur la polarisation des images. C'était le système utilisé au cinéma 3D au début du XX° siècle. Les lunettes 3D possédaient alors un verre rouge pour l'œil gauche et un verre cyan pour l'œil droit. Les images projetées se différenciaient également sur ces deux couleurs. Ce système dégrade les couleurs. Des systèmes modernes, comme les filtres Infitec, utilisent ce principe de filtrage par couleur avec une dégradation des couleurs moins importante. Ce système Infitec découpe le spectre des couleurs (ensemble de toutes les couleurs) en plusieurs bandes et non en 2 comme le système anaglyphe.

 
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