De la 2D à la 3D | tpe-cinema

4. De la 2D à la 3D

Aujourd’hui, la technologie évolue très rapidement, entraînant l’apparition de nouvelles techniques de projection au cinéma, notamment la projection en 3D, basée sur le système de la vision stéréoscopique : la vision humaine.

A. La vision stéréoscopique :

La stéréoscopie constitue l’ensemble des techniques utilisées pour obtenir une perception du relief par rapport à deux images planes.

Notre vision stéréoscopique repose sur deux principes :

La perception simultanée des objets par les deux yeux.

Comme nous évoquons plusieurs parties de l'oeil dans cette partie, nous avons jugé nécessaire de mettre un schéma simplifié de l'oeil pour vous permettre de mieux les resituer.

Sur le schéma ci-dessus on peut voir:

Le cristallin: C'est une sorte lentille biconvexe qui permet l'accomodation de l'oeil. En fonction de son grossissement, il permet à l'oeil de s'adapter aux distances afin d'obtenir une image nette.
Les bâtonnets: Les bâtonnets sont des cellules réceptives de l'oeil qui captent les différents degrés de luminosité. Au cinéma, les films sont projetés dans une salle dont les lumières sont éteintes. En effet, si elles étaient allumées, les images devraient être projetées à 50 images/seconde au lieu de 24 images/seconde.
La rétine: C'est l'endroit où se forment les images, c'est une fine membrane qui contient les cellules à cône et à batonnet.
Les cônes: Comme les bâtonnets, ce sont des cellules réceptives, elles sont responsables de la vision en couleur. Il y a trois sortes de cône différents: sensible au rouge, sensible au bleu et sensible au vert.
Papille aveugle: C'est l'endroit où commence le nerf optique, comme son nom l'indique, c'est une zone aveugle de l'oeil ou l'image ne peut pas se former.

La perception binoculaire du relief est possible grâce à la juxtaposition des yeux dans un même plan. En effet, pour obtenir une image en relief, les deux yeux doivent être situés à 6,5 cm environs l’un de l’autre. Cela implique deux visions légèrement différentes : on obtient deux images décalées horizontalement.

Chez l’homme, la stéréoscopie se développe tôt : elle apparaît en effet entre le 3ème et le 6ème mois suivant la naissance. Cependant, elle peut être amenée à disparaître si l’individu à un défaut de l’œil : souvent un strabisme (défaut de parallélisme des axes visuels: l’individu louche) ou une cataracte avancée. Dans le monde, on compte 5 à 10 % de la population qui ne dispose pas de la vision en relief.

L’interprétation neurologique de l’image

Bien que les yeux jouent un rôle essentiel dans la perception du relief, le cerveau reste l’organe le plus important. C’est lui qui analyse les images transmises par les yeux et les superpose pour n’en donner qu’une et reconstruire au plus proche la réalité.

Schéma de la vision stéréoscopique

Schéma de l'analyse de l'image par le cerveau

Sur le schéma, on peut voir en vert, le champ visuel de l'oeil droit et en orange celui de l'oeil gauche. A l'intérieur de chaque oeil, la rétine, endroit où se forme l'image dans l'oeil, est séparée en deux hémirétines, une hémirétine nasale et une hémirétine temporale. Elles sont chacune reliées au nerf optique lui même séparé en deux parties. Le cerveau, lui aussi divisé en deux hémisphères, reçoit dans la partie gauche, l'information de l'hémirétine temporale gauche et celle de l'hémirétine nasale droite. On peut en effet voir que les parties rouge des nerfs optiques se croisent en point. La décussation est le changement d'hémisphère de l'information visuelle. Ainsi, la partie du cerveau gauche analysera le champ visuel droit et la partie droite le champ visuel gauche. Une fois les informations analysées, le cerveau les réunira pour ne créer qu'une image en relief.

B. Perception stéréoscopique virtuelle

La 3D virtuelle existe depuis longtemps, bien avant celle que l’on connait aujourd’hui pour notre cinéma. En 1838, l’anglais Charles Wheatstone invente un dispositif capable de retransmettre une photo ou un dessin en relief. Cet appareil est appelé le stéréoscope. Son principe était assez simple : une paire de lunettes devant laquelle on positionnait deux images représentant la même scène mais prise à 65 mm d’écart. Sur le côté, étaient placés deux miroirs qui renvoyaient latéralement le regard vers les deux dessins. Par la suite, le dispositif a été amélioré et les deux miroirs ont été remplacés par des lentilles convergentes. Notre lycée en procédant un, nous a permis de l’essayer. Le rendu, pour l’époque, est impressionnant et fonctionne aussi bien que les lunettes anaglyphes que nous verrons par la suite.

Le stéréoscope

Une des photographie utilisée.

Au cinéma, afin de reproduire artificiellement la vision binoculaire pour générer une impression tridimensionnelle, on utilise deux caméras juxtaposées de même manière que les deux yeux. Les deux images ainsi formées seront par la suite transmises au spectateur : l’image filmée par la caméra droite sera transmise à l’œil droit et celle filmée par la caméra gauche sera transmise à l’œil gauche. Il n’est pas toujours facile de maintenir un écart de 65 mm entre les deux caméras, c’est pourquoi aujourd’hui il existe une caméra dite stéréoscopique qui réunit deux objectifs sur un même support.

Comment transmettre l’image filmée à l’œil correspondant ?

Nous avons fabriqué des lunettes anaglyphes afin de tester l'image anaglyphe ci-dessous. Cette image a été prise en deux fois, l'appareil photo décalé de 6,5 cm entre les deux. Les deux images ont ensuite été colorisées: l'une en rouge et l'autre en cyan, les couleurs complémentaires.

Aujourd'hui, de nombreux films sont preojettés en 3D. Le premier à utiliser cette technique fut James Cameron pour son film Avatar en 2010. Ce film fut un énorme succès et donna un élan à la projection 3D. Ce pendant, de nombreuses personnes sont encore récticentes à son utilisation. Beaucoup la jugent désagréable et fatiguante pour les yeux. Malgré les critiques, la 3D continue d'avancer, notamment par sont utilisation dans certaines consoles, comme la 3DS proposée par Nintendo qui développe la 3D sans lunettes. La 3D a été rendue par la suite encore plus abordable avec la commercialisation de téléviseur 3D. En France, les premières télivisions 3D sont proposées en 2010.

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