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TPE- La 3DKarydes ; Diafat ; Canevet

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TPEDiafat ; Karydes ; Canevet

Lycée Pierre Mendes France

2013-2014

TPE- La 3D

Préface

Les TPE comptant pour le bac et étant étaler sur une longue période, il nous fallait donc choisir un sujet intéressant. Après avoir fait fausse route, nous avons décidé d’opter pour la 3D avec comme problématique « Comment créer l’illusion du 3D à partir d’images 2D ? »

Ce sujet paraît pertinent et plaisant à tous les points de vue, nous serons donc motivés et nous pourrons nous investir de manière régulière, ce qui est la clef pour réussir.

Celui-ci comporte les deux matières primordiales, la SVT et la Physique-Chimie, de plus de nombreux projets personnels sont possibles.

Après une récente étude personnelle, nous avons constaté que peu de personnes savent comment est réalisée l’illusion du 3D au cinéma. Ce qui nous à conforter sur le choix de notre sujet, car son utilisation et sa réalisation sont de plus en plus présente actuellement.

De plus, ce sujet concorde parfaitement avec nos connaissances puisque certaines notions de la trois dimension sont présentes dans notre programme de 1ère S.

Nous espérons qu’après avoir terminé la lecture de ce dossier, vous aurez compris ou éclairci vos connaissances sur le fonctionnement et la conception de la 3D.


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SommaireIntroduction..............................................................................................................................................4

La vision...............................................................................................................................................6

La stéréoscopie...............................................................................................................................10


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Introduction

Il existe différents types de 3D :

L’animation

On utilise ce type de 3D dans la simulation industrielle, médicale, ainsi que dans l’architecture et l’aménagement urbain. On trouve également ce type de 3D dans les jeux-vidéo.

Attention, les images ne sont pas en relief, elles donnent juste une impression de profondeur !

Les images 3D

C'est la même chose que pour les animations, sauf que les images sont fixes.On utilise le dessin en perspective et les ombres pour donner une impressionde volume et de profondeur

Image d’un scorpion en 3D.

La stéréoscopie

La stéréoscopie est la 3D relief, que l’on utilise dans les vidéo 3D, elle joue sur le principe de la vision humaine, c’est celle qui nous intéresse et que nous allons étudier sous différentes formes.

Nous vous avons défini les différents types de 3D qui existent. Maintenant, nous allons nous concentrer sur celle qui nous intéresse

La stéréoscopie


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La visionAvant d’aborder la notion de la 3D il est indispensable de connaître quelques informations sur la vision humaine.

Brièvement

L’œil voit en trois étapes : il capte la lumière, la transforme en énergie électrique puis ce message se dissipe jusqu’au cerveau.

Observons ce qui se passe lorsque que nous regardons un objet.- L’objet va réfléchir la lumière qu’il va recevoir d’une source primaire tel que le soleil- Les rayons lumineux issus de l’objet vont arriver au niveau de la cornée, celle-ci va diriger les rayons au centre du cristallin-Pour que la lumière perçue ne soit pas trop importante, l’iris va s’ouvrir ou se fermer pour gérer l’intensité lumineuse (celui-ci peut être comparé à un diaphragme d’un appareil photo)


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-La lumière parvient ensuite au cristallin qui lui, devra régler la netteté de la vision en se contractant ou se dilatant, il agit comme une lentille.

Photo personnelle issue d’une dissection d’un œil de bœuf

-La lumière va traverser le corps vitré, agissant comme une chambre noire, pour enfin parvenir à la rétine.- Après avoir traversé le corps vitré, la lumière va traverser la rétine pour atteindre les photorécepteurs placés au font de cette dernière.


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Rétine

Cristallin agissant comme une loupe

Il existe 2 types de photorécepteurs :

-Les bâtonnets, situés en région périphérique de la rétine se chargent de percevoir la faible intensité lumineuse mais avec une acuité médiocre

-Les cônes, principalement situés au centre de la rétine, ce que l’on appelle la fovéa, se chargent de la perception des couleurs à une forte intensité lumineuse et permettent la vision avec une forte acuité, ceux-ci sont réparties en 3 types correspondants aux trois couleurs primaires (bleu, vert et rouge).

La lumière étant parvenue aux photorécepteurs, ceux-ci vont transformer le message d’origine lumineux en message chimique. La rétine, directement reliée au nerf optique, transformera le message chimique en message électrique à travers différents neurones.


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Message lumineux

Message chimique

Message électrique

Le message va ensuite arriver au nerf optique de chaque œil, ce dernier est composé de fibres nerveuses issues de la rétine nasale et temporale.

Photo personnelle issue d’une dissection d’un œil de bœuf

Une fois le message arrivé au niveau du chiasma optique où convergent les deux nerfs optiques issus de chacun des deux yeux, les fibres nerveuses issues de la rétine nasale se projettent dans l’hémisphère cérébral opposé tandis que celles issues de la rétine temporale se projettent dans l’hémisphère cérébral situé du même côté.

Ce qui a pour conséquence que la moitié du champ visuel est perçu par l’hémisphère cérébral du côté opposé.


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Nerf optique

Chiasme optique

Nasale

Temporal

Le message va ensuite arriver dans la partie occipitale du cerveau, plus précisément le cortex visuelle primaire. Il est composé de plusieurs zones, chacune spécialisées dans une perception particulière. Dans les cas de l’illusion de la 3D, ce sont les zones V3A et V3B qui nous intéressent. Elles sont respectivement assignées à la perception du mouvement et de la profondeur. Ces deux zones perçoivent en temps normal une vision stéréoscopique en trois dimensions (la nôtre).


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La stéréoscopie

Comprendre la stéréoscopie

Savez-vous que vous pratiquez sans le savoir la vision stéréoscopique ? Pour vous faire sentir ce qu'est la vision stéréoscopique, je vous propose une expérience relativement simple.

Regardez des objets face à de vous. Fermer alors une fois l'œil gauche, une fois l'œil droit.Vous voyez donc successivement ce que voit l'œil droit, et ce que voit l'œil gauche. Si vous comparez ces deux images, celle "vue de l'œil droit" et celle "vue de l'œil gauche", vous verrez un léger décalage

Voici ci-dessous deux photos : une prise à l'emplacement de l'œil gauche, et une prise à l'emplacement de l'œil droit :

On voit bien, par exemple, que la position du rocher par rapport à l’homme en premier plan n'est pas la même pour les deux yeux. Sur l'image vue par l'œil gauche, les objets de premier plan sont décalés vers la gauche, sur l'image vue par l'œil droite ils sont décalés vers la droite Nos deux yeux ne voient donc jamais la même chose ! A partir de deux images légèrement différentes, le cerveau parvient à reconstituer une scène en relief !Le relief est donc produit à partir des différences entre les images vues par chacun des deux yeux.Cette sensation de relief que donne la vision avec les deux yeux s'appelle la stéréoscopie.


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Voici un autre exemple pour bien comprendre

Imaginez que vous voyez une scène (à l’aide vos deux yeux) vous la visualiser donc en 3D.

Prenez-la ensuite en photo. Lorsque vous regardez votre photo par la suite, vous donnez à vos deux yeux la même image, alors que lorsque vous étiez devant la scène chaque œil avait sa propre image.

Ce qui va au final, créer une perte la sensation de relief.

Définition

Après ces différentes expériences en on tire une définition :

La perception de la profondeur et de la distance d'un objet résultent du chevauchement des champs de vision des deux yeux.

La 3D stéréoscopique est donc l'ensemble des techniques mises en œuvre pour reproduire une perception du relief à partir de deux images planes

Un couple d’image stéréoscopique est réalisé par deux capteurs optiques prenant une même scène à partir de deux points de vue légèrement distants (65mm écart moyen entre les deux yeux). Ces deux vues peuvent alors être présentées au spectateur de manière à ce que l'image de la caméra gauche soit vue uniquement par l'œil gauche, et l'image de la caméra droite par l'œil droit pour donner un effet de relief.


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Réalisation de la stéréoscopie

Il existe plusieurs procédés pour reconstituer une vision stéréoscopique.

Quel que soit le procédé, il faut s'arranger pour que l'œil droit voie l'image vue de droite pendant que l'œil gauche voit l'image vue de gauche. Autrement dit soumettre à chaque œil une image différente définie et décalée.

Les procédés

Il existe plusieurs procédés pour réaliser la stéréoscopie, tel que la stéréoscopie par vue croisée.

Le principe de stéréoscopie par vue croisée se réside à :

Celle-ci ne nécessite aucun matériel, juste un entrainement. On place les deux images côte à côte. L'image vue de gauche à droite, et l'image vue de droite à gauche comme ci-dessous. On louche jusqu'à superposer les deux images, et le relief apparait. Cela parait simple comme cela, mais en réalité il faut un petit apprentissage pour y arriver.

Cependant certaine méthode tel qu’elle reste superficiel, leur résultat est médiocre et non intéressant.

Nous allons donc nous concentrer sur certain procédés plus subtiles et scientifiques.


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L’anaglyphe

Afin de comprendre le principe de l’Anaglyphe il faut disposer d’un certain nombre de connaissance.

Ce qu’il faut savoir pour comprendre l’anaglypheComme nous l’avons vue précédemment nous disposons sur la rétine de nos yeux des cellules photo réceptrices, de deux types distinctes.

- Les cônes qui détectent la lumière colorée.- Les bâtonnets sensibles à la lumière mais pas aux couleurs

La vision des couleurs est donc assurée par les cônes, trois cônes exactement dont chacun est sensible à une lumière colorée : le rouge, le vert et le bleu.La vision utilise le principe de trichromie.


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Reconstitution de la lumière

- La synthèse additive

La synthèse additive est la superposition de lumières colorées.Le rouge, le vert et le bleu sont les couleurs primaires de la synthèse additive.

Remarque : Toute lumière colorée est réalisable en superposant en certaine proportions les couleurs primaires

Lorsqu’on superpose deux couleurs primaires d’intensité égale, elles forment une couleur dite complémentaire.

- BLEU + VERT = CYAN- BLEU + ROUGE = MAGENTA- ROUGE + VERT = JAUNE

Lorsqu’on superpose les trois couleurs complémentaires d’intensité égale, elle forme une lumière blanche.

Cercle chromatique en synthèse additive.


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- La synthèse soustractive

La synthèse soustractive est l’absorption de lumières colorées.Le cyan, le magenta et le jaune sont les couleurs primaires de la synthèse soustractive.

Lorsqu’on superpose les trois couleurs complémentaires d’intensité égale, elle forme une absence total de lumière c’est-à-dire du noir.

Cercle chromatique de synthèse soustractive.

Une lumière blanche (composé de bleu de vert et de rouge) peut être modifiée à l’aide de filtre.

Explication :

Une lumière blanche qui traversera un filtre magenta puis un filtre jaune ressortira rouge.

En premier temps, la lumière arrive blanche (Rouge + Vert + Bleu), le premier filtre magenta (Bleu + Rouge) laisse passer uniquement le bleu et le rouge car elle absorbe du vert. En second temps celle-ci arrive magenta (Bleu + Rouge), quand elle traverse le second filtre jaune (Rouge + Vert) celle-ci apparait au final rouge car le jaune laisse passer uniquement le rouge et le vert et absorbe le Bleu

R R V R

B B

Lumière blanche

Filtre Magenta Filtre Jaune


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Nous pouvons à présent revenir sur l’Anaglyphe

Présentation brève.

L'Anaglyphe venant du mot grec « ciselure en relief » consiste à superposer deux mêmes images mais d'un point de vue différent, l'une est teint en cyan et l'autre en rouge, en les superposant et en les regardants avec des lunettes dîtes anaglyphes on pourra percevoir de la 3D.

Un peu d'histoire.

La technique d'anaglyphe remonte au XIXe siècle, elle est décrite pour la première fois par Rollman en 1857. Celle-ci est ensuite présentée à L’académie des Sciences de Paris par Charles d'Almeida (chercheur et professeur).

Cependant c'est Louis Ducos du Hauron, inventeur de la photo en couleur, qui sera l'auteur de cette invention.

Ce dernier lui donnera ce nom, « L'anaglyphe » venant du grec « ciselure en relief », celui le perfectionne et finit de le mettre au point en 1891.

L'anaglyphe est alors l'objet d'une importante production destinée au tourisme, à l'enseignement, aux loisirs, à la publicité..

Il faudra attendre jusqu'en 1936, pour que Louis Lumière inventeur du cinéma adapte le procédé au cinéma.

De nos jours cette technique reste la plus accessible et simple à manier pour réaliser des photos ou des films en trois dimensions. Ce qui explique qu'elle est également la plus utilisée mis à part pour le 7ème art, dépasser lorsque la polarisation fut mise sur le marché.

La Nasa, elle-même, crée des anaglyphes de la surface de Mars.


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Fonctionnement de l’anaglyphe

L'anaglyphe est une technique stéréoscopique. En effet pour créer des images tridimensionnelles via la technique de l’anaglyphe, nous avons besoin d'un couple d'images stéréoscopique.

Chacune de ces images sera associée avec un filtre de couleur, ces couleurs se complétant.

Régulièrement l'image de gauche est prise avec un filtre rouge et l'image de droite avec un filtre cyan (Bleu+Vert) mais d'autre possibilités sont possible (Magenta/Vert ; Bleu/Jaune).

Chacun de ces filtres laisse ainsi passer que les ondes de la photo correspondante à cette couleur.

Afin de pouvoir visualiser ces images il suffit de s'équiper des lunettes portant les mêmes filtres que ceux utilisés par les photos.

Explication du choix des couleurs

En fait, le point important est que les couleurs choisies soient une couleur primaire et une couleur qui ne lui est pas directement complémentaire. C'est à dire qui ne découle pas directement de la couleur primaire choisie.

Les couples intéressants sont représentés par les couples de lettres A, B et C.


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Comme nous l’avons vu précédemment les couples sont : rouge et cyan, bleu et jaune ou vert et magenta. Si les couleurs sont choisies telles que décrites ici, cela permet que chaque œil voit vraiment les images qui leur sont destinées. En effet, comme le montrent les schémas ci-dessous, dans le premier cas les couleurs appartiennent au bon couple et ainsi, les couleurs que perçoit un œil sont différentes des couleurs que perçoit l'autre œil et l'anaglyphe peut être correctement décomposé pour créer le relief. Dans le deuxième cas, les deux filtres sont des couleurs complémentaires (rouge et bleu). Tous deux absorbent la couleur verte qui est donc perdue, l'impression de relief sera alors diminuée ou inexistante et les couleurs paraîtront très altérées. Dans le dernier cas, les deux couleurs sont des couleurs primaires (cyan et jaune). Ces deux filtres laissent passer le vert qui frappera donc vos deux rétines. Cet anaglyphe ne marchera pas car vos deux yeux percevront le vert de l'image, chaque œil recevra l'image qui lui est destinée mais aussi un peu de l'image destinée à l'autre œil.


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Application

Nous allons prendre un couple d’image stéréoscopique et filtrer leurs couleurs

Prenons comme couleurs le rouge et cyan.Afin de s'arranger que l'œil droit voit l'image vue de droite et que l'œil gauche voit l'image vue de gauche, nous allons supprimer le rouge de l’image de droite et le bleu et le vert de l’image de gauche.

Superposant ensuite c’est deux images, voilà ce que nous devons obtenir :


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Le rôle des lunettes

Les lunettes permettent devant un anaglyphe que l’œil masqué par le filtre cyan perçoit l’image teintée en cyan et l’œil masqué par le filtre rouge ne voit que l’image teintée en rouge. Ainsi, chaque œil reçoit l’image qui lui est attribué.

L’effet 3D est donc réalisé.

Remarque :

Cette méthode se distincte des autres car elle est très facile à faire et peu coûteuse, cependant elle peut provoquer des maux de tête elle ne respecte pas toujours bien les couleurs initiales.


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La Polarisation

Afin de comprendre le principe de la polarisation il faut disposer d’un certain nombre de connaissance.

Ce qu’il faut savoir pour comprendre la polarisation

Une lumière polarisée est une lumière dont toutes ces ondes vibrent dans le même axe.

En temps normal la lumière n’est pas polarisée les ondes dont elle est composée vibrent dans tous les sens.

Pour polariser la lumière il suffit d’utiliser les filtres polarisants ou verres polarisants, ils ont la propriété de ne laisser passer les ondes lumineuses que si elles ont un certain angle de vibration.

Voici un schéma simplifié

Avant de passer par le filtre polarisant vertical, les radiations qui composent la lumière vibrent dans des angles très différents les uns des autres. A la sortie du filtre, seules les radiations ayant un angle de polarisation vertical ont pu passer. Après ce filtre vertical, toutes les radiations qui composent la lumière vibrent dans le même sens, la lumière est donc dite polarisée.

Là où ces propriétés nous intéressent, c'est quand on place un deuxième filtre après le premier. On arrive ainsi à neutraliser en grande partie la lumière qui avait traversé le premier filtre.


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Source de lumière

Filtre polarisant vertical

Filtre polarisant horizontal

Nous pouvons à présent revenir sur la polarisation


Pour effectuer une projection en 3D avec la méthode de la polarisation de la lumière, il faut deux ordinateurs, deux vidéo projecteurs, un écran métallisé (pour conserver la polarisation de la lumière), des images stéréoscopiques et des paires de lunettes à verres polarisées.

Devant chaque projecteur est disposé un filtre polarisant, les deux filtres ont des angles de polarisation orthogonaux. Les lunettes sont elles aussi composées de deux filtres polarisants dont les angles de polarisation sont orthogonaux. Ainsi, la lumière envoyée par l'un des projecteurs ne passera que par l'un des verres des lunettes, tandis que par l'autre verre passera la lumière provenant du second projecteur.


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Un peu d’histoire.

En 1190 les vikings font référence à la polarisation de la lumière du ciel. Ils utilisaient un cristal dichroïque nommé « pierre de soleil » pour déterminer la position du soleil par temps couvert.

La science prenant de plus en plus de place dans la société, en 1669 la première description scientifique de la polarisation de la lumière est réalisée au Danemark. Mais c'est en 1811 que le français François Arago découvre la polarisation circulaire en faisant passer un rayon de lumière polarisé à travers un cristal de quartz.

Enfin en 1929, Edwin Land, inventeur et scientifique américain, crée la première feuille synthétique polarisée sans utiliser de cristal minéral.

Cependant l’utilisation de nos jours se limitera la méthode de rendu 3D par les verres polarisants.

Fonctionnement de la polarisation

Les projecteurs projettent les images stéréoscopiques sur un écran métallisé. La lumière qu'émet chaque projecteur est polarisée. Sur l'écran métallisé se superposent les deux images stéréoscopiques polarisées différemment.


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Les deux images polarisées sont superposées sur l’écran métallisé

Le rôle des lunettes

En regardant l'écran avec des lunettes à verres polarisés, on décompose l'image présente sur l'écran et chaque œil perçoit l'image qui lui est destinée.

L’effet 3D est donc réalisé.Remarque :

Cette méthode se distincte des autres car elle est a l'avantage d'être très confortable: elle n'occasionne aucune gêne puisque ces verres ne sont pas colorés. Utilisée avec de bonnes photos stéréoscopiques, elle procure un relief parfait.

On peut cependant déplorer qu'elle soit si onéreuse. En effet cette méthode est réservée aux professionnels ou aux riches amateurs car les vidéos projecteurs et l'écran métallisé sont un grand investissement.


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L'alioscopie

Afin de comprendre le principe de l’alioscopie il faut disposer d’un certain nombre de connaissance.

La Réfraction

La réfraction de la lumière

Lorsque la lumière atteint un nouveau milieu une partie de cette dernière s'y propage mais en subissant une déviation. Ce phénomène correspond à une réfraction.

Réfraction d'un rayon lumineux passant d'un milieu 1 d'indice de réfraction n1 à un milieu 2 d'indice de réfraction n2.


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Définitions

-Rayon incident

Il s'agit du rayon de lumière se propageant dans le premier milieu

-Rayon réfracté

Il s'agit du rayon de lumière se propageant dans le deuxième milieu et qui a donc subit une réfraction

-Normale

C’est la droite perpendiculaire à la surface de séparation des deux milieux.

-Angle d'incidence i

C’est l’angle entre le rayon incident et la normale.

-Angle de réfraction r

C’est l’angle entre le rayon réfracté et la normale.

La déviation subite par le rayon lumineux en changeant de milieu dépend de la différence d'indice de réfraction entre les deux milieux: plus cette différence est grande et plus la déviation est importante.Par ailleurs si n1<n2 (on dit que le milieu 2 est plus réfringent que le milieu 1) alors le rayon réfracté se rapproche de la normale tandis que si n1>n2 (le milieu 1 est plus réfringent que le milieu 2) il s'en rapproche.

Nous pouvons à présent revenir sur l’alioscopie


Cette technique de réalisation d'images en relief sans lunettes nécessite un codage et un décodage.

Le codage est un système de lentilles spéciales disposé devant l'objectif d'un caméscope classique qui assure l'enregistrement de quatre images avec des points de vue légèrement différents. C'est un premier réseau lenticulaire. Le décodage est un second réseau lenticulaire placé devant l'écran, il recompose ces points de vue en une image pour chaque œil.

Le décodage est un second réseau lenticulaire placé devant l'écran "recompose" ces points de vues en une image pour chaque œil.


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Cet ingénieux dispositif a été inventé pour la photographie par Maurice Bonnet sous forme de lentilles cylindriques. En France, Pierre Allio a adapté l’idée en 1987 à la télévision numérique et grâce à toute une série d’innovations qui vont de la prise de vue à la restitution en passant par l’encodage. Il est en mesure aujourd’hui de commercialiser une solution opérationnelle: l'alioscopie.

Fonctionnement de l’alioscopie

L'image reflétée sur l'écran serait du type ci-dessus.

On peut voir que celle-ci est très floue. Pour rétablir une image de bonne qualité et surtout en 3D il va falloir placer un second réseau lenticulaire qui lui, aura la faculté de faire correspondre chaque image à chaque œil du corps humain.

Ce réseau lenticulaire va relever du phénomène de réfraction définit précédemment, c'est grâce à ce phénomène que l'image est distribuée à chaque œil. Les images qui étaient à l'origine les mêmes mais de point de vues différents vont donc donner une sensation de 3D à l'homme !


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Application

Dans l'alioscopie, les deux images sont mélangées en colonne. Ci-dessous, les A correspondent à la première image et les B à la deuxième, le tout ne formant qu'une seule image:

ABABABABABABAABABABABABABAABABABABABABAABABABABABABA

C'est là que rentre en jeu le réseau lenticulaire : grâce à la réfraction, l'œil droit ne verra que l'image A et l'œil gauche ne verra que l'image B.


Remarque : L'alioscopie est donc un très bon moyen d'obtention d'image 3D mais celui-ci possède des inconvénients majeurs tel que l'apparition de maux de tête constante après le visionnage d'image 3D. De plus que, la qualité d'image n'étant pas optimal puisque la résolution obtenue sera divisé en fonction du nombre d'image capturée, la résolution peut donc être divisée par 4 !

Cette technique reste la plus connue pour reproduire la perception du relief sans lunettes. Nintendo par exemple ont instauré cette méthode dans leur console portable : la 3Ds !


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L’obturation


L’obturation est définie comme l’action d’obturer. Obturer emprunté au latin obturare signifie boucher hermétiquement quelque chose. La méthode de l’obturation consiste donc à boucher alternativement une image ou l’autre pour que chaque œil ne reçoive uniquement l’image qui lui est destinée.


Dès les années 1840 apparaît la nécessité d'avoir un obturateur pour pouvoir contrôler l'exposition en plein soleil avec plus de précision que le simple bouchon.

En 1849 Hyppolyte Fizeau (1819-1896) et Léon Foucault (1819-1868) inventent alors l'obturateur à guillotine lors de leurs travaux célèbres pour déterminer la vitesse de la lumière.


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La guillotine est une plaque percée d'un trou qui chute derrière l’objectif. La taille du trou ainsi que le poids de la plaque détermine le temps d'exposition. Il est possible de changer la vitesse avec un ressort à tension variable (en caoutchouc puis en métal). Cependant le nombre de vitesses accessibles est faible et limité à un secteur compris entre 1/50eme de seconde et 1/200eme. Cet obturateur est détrôné par les obturateurs à plan focal qui génère moins de vibrations et son moins encombrants. Cependant certains appareils stéréo en furent équipés jusque dans les années 1930 (Gallus ou Richard en France). Ces obturateurs sont encore utilisés dans des appareils scientifiques pour obtenir des vitesses très élevées.

Aujourd’hui l’obturation reste encore nécessaire pour la méthode la plus efficace de projection de la 3D. Cette méthode est majoritairement utilisée dans certaines salles de cinéma moderne, mais elle est également présente dans quelques télévisions 3D, qui ont désormais rejoins les prix du marché des télévisions 2D.

Fonctionnement de l’obturation

Pour percevoir la 3D, le spectateur doit porter des lunettes à obturation à cristaux liquides.

Schéma récapitulatif


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Ils vont par concordance avec le système de projection et/ou l’écran cacher l’œil droit ou l’œil gauche (leur taux de rafraichissement se situe entre 120 et 140 Hz).

Le principe réside donc sur la parfaite synchronisation entre le système de projection et les lunettes, ce qui va permettre aux cristaux liquides de cacher l’œil droit lorsque le projecteur projette l’image pour l’œil gauche et inversement.

Application

A un instant T1, l'image droite est affichée par l'écran de l'ordinateur, les lunettes sont synchrones à cette image, c'est à dire que l'obturateur va entrer en action pour l'œil gauche (il cache la vision de cet œil). Puis quelques millisecondes après, à un instant T2, l'image gauche (la même que précédemment mais décalée de 65mm) est affichée par l'écran qui est synchrone à nouveau avec les lunettes; l'obturateur de l'œil droit est activé. Ainsi, en quelques millisecondes, chaque œil a reçu une image différente. Du fait de la rapidité de l'opération, cela revient à donner à chaque œil l'image qui lui est destinée à un même instant.


Remarque : Il est impossible de l’utiliser longtemps sous peine de maux de têtes récurrents, car même si les clignotements sont imperceptibles pour l'œil, le cerveau les enregistre néanmoins. Il a également l’inconvénient d’un fort prix et l’impossibilité pour un particulier sans matériel de tourner des vidéos en 3D en utilisant ce principe.


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ConclusionNous en concluons à la fin de cette longue étude, que divers procédés existent pour réaliser la 3D, la plus part étant portés sur l’illusion de la reproduction de notre système de vision stéréoscopique. Chacun de ces procédés disposent d’avantages et d’inconvénients, aucun n’est vraiment idéal, cela dépend de l’avis personnel et la fonction dans laquelle la 3D est utilisée.

Les technologies de la vision 3D ne demandent qu’à se répandre et le jour où sera trouvés le moyen de rendre la 3D accessible à tous et moins contraignante, elle envahira pour sûr tous nos domaines d’activités. Elle donnera aux films toujours plus de réalisme, elle rendra les publicités plus attractives, etc. L’aventure du relief n’en est qu’à son expérimentation, aussi peut-on s’attendre, dans quelques années, à une explosion de la visualisation 3D.

Ces TPE nous ont également permis de réaliser un projet en continu en groupe pendant 6 mois. Nous nous sommes fortement impliqués sur celui-ci et ce avec beaucoup de plaisir ! Nous avons pu acquérir de nouvelles connaissances et optimiser celles déjà acquise !

La réalisation du court métrage est la partie que nous avons tous préféré puisque nous avons pu découvrir le rôle d’acteur qui n’est point aisé ! Si nous pouvions recommencer cette « aventure » nous n’hésiterions pas ! Nous tenions à remercier toutes les personnes qui nous ont aidés au cours de ce projet : les professeurs durant les séances de TPE, Mr Dubois professeur d’audiovisuel, qui nous a prêté le matériel, que l’on n’aurait pût avoir sans lui, nous remercient également les élèves qui nous ont conseillé ou qui ont pu participer à quelques tournages !


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Juste pour vousJuste pour vos est une partie que l’on à décider de faire juste pour vous, d’où son nom. Celle-ci vous permettra de comprendre et comment réaliser de manière concrète une vidéo tel qu’un court au métrage, reportage ou même des souvenirs de vacance ou bien une simple image. Celle-ci comportera également une explication de notre projet et enfin une galerie d’image.

Réalisation d’une vidéo/image anaglyphe

Pour commencer, il faut savoir que nous réaliserons cet effet de 3D, en utilisant une technique stéréoscopique, nous choisirons l’anaglyphe pour sa simplicité.

Les matériaux et les logiciels

Pour réaliser cet effet nous devons disposer de certain matériaux mais également de logiciels. Remarque : D’autres logiciels peuvent être utilisé mais cela reste les plus simples.

Matériaux Logiciels

- Une caméra, ou deux identique- Des lunettes dites anaglyphes

- Adobe Photoshop- Vegas Pro de Sony

Prise des images

Afin de réaliser la prise des images nous devons disposer de deux caméras paramétrées de manière identique placer à 65mm d’écart, vous pouvez également utiliser une caméra stéréoscopique.


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Cependant si vous ne disposé de ce matériel, il vous suffira juste d’une caméra et de passer un peu plus de temps sur le logiciel de montage afin de crée l’illusion de deux point de vue différent décalée de 65mm.

Remarque l’effet 3D avec la dernière technique de prise de vu est moins important.

Montage pour une image

Pour une image prise avec les deux premières techniques de prise de vue

Une fois la capture réaliser il vous reste plus qu’à coloré les deux images et les superposées. Nous utiliserons pour cela le logiciel Adobe Photoshop

Protocol :

- Ouvrer le logiciel Adobe Photoshop

- Ouvrer vos deux images (Ctrl-O)

- Sélectionner le premier calque et choisissez un effet de superposition

Les deux images sont à présente superposées il reste à les teintées.

- Sélectionner le calque correspondant à l’image de gauche, aller dans niveau (Ctrl-L), supprimer le Bleu et le Vert, l’image apparait rouge.

- Faites de même pour l’image de droite, sauf que cette fois ci supprimer le Rouge, l’image apparait Cyan.


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Effet

Premier calque sélectionné

Remarque pour supprimer une couleur il suffit dans niveau de sélectionner la couleur et de mettre niveau de sorti à 0.

Exemple pour l’image de gauche

Voilà c’est terminer les deux images sont superposées et teintées il ne reste plus qu’à admirer avec les lunettes.

Pour une image avec la dernière technique de prise de vue

C’est exactement comme précédemment sauf que quelques étapes se rajoutent une fois que nous avons ouvert la capture.

- Ouvrer le logiciel Adobe Photoshop

- Ouvrer votre image (Ctrl-O)

- Dupliquer cette image (Ctrl-J)

- Définissez une image comme image de droite et une de gauche

- Sélectionner le calque de l’image de droite et décalée la de 65mm sur la droite (Ctrl-T)

- Sélectionner le premier calque et choisissez un effet de superposition

- Sélectionner le calque correspondant à l’image de gauche, aller dans niveau (Ctrl-L), supprimer le Bleu et le Vert, l’image apparait rouge.

- Faites de même pour l’image de droite, sauf que cette fois ci supprimer le Rouge, l’image apparait Cyan.

Montage pour une vidéo

Une fois la capture réaliser il vous reste plus qu’à coloré les deux bandes vidéos et les superposées. Nous utiliserons pour cela le logiciel Vegas Pro de Sony.

Pour une vidéo image prise avec les deux premières techniques de prise de vue

- Ouvrer le logiciel Vegas Pro

- Ouvrer vos bandes vidéo (Ctrl-O)


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- Sélectionner la première bande et choisissez un mode de composition écran afin de créer un effet de superposition

- Sélectionner la bande vidéo correspondant à la vue de gauche, aller dans effet vidéo puis niveau supprimer le Bleu et le Vert, la vidéo apparait rouge.

- Faites de même pour la vue de droite, sauf que cette fois ci supprimer le Rouge, la vidéo apparait Cyan.

Voilà c’est terminer les deux bandes vidéos sont superposé et teintées il ne reste plus qu’à admirer avec les lunettes.

Pour une vidéo avec la dernière technique de prise de vue

C’est exactement comme précédemment sauf que quelques étapes se rajoutent.

- Ouvrer le logiciel Vegas Pro

- Ouvrer votre vidéo (Ctrl-O)

- Dupliquer cette vidéo (Ctrl-J)

- Définissez une vidéo pour la vue de droite et une pour la vue de gauche

- Sélectionner la première bande et choisissez un mode de composition écran afin de créer un effet de superposition

- Sélectionner la première bande et choisissez un réglage stéréoscopique afin de créer le décalage

- Sélectionner la bande vidéo correspondant à la vue de gauche, aller dans effet vidéo puis niveau supprimer le Bleu et le Vert, la vidéo apparait rouge.

- Faites de même pour la vue de droite, sauf que cette fois ci supprimer le Rouge, la vidéo apparait Cyan.

Voilà c’est terminer les deux bandes vidéos sont superposé et teintées il ne reste plus qu’à admirer avec les lunettes.


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Effet vidéo

Mode de composition

Réalisation de notre projet

Nous avons décidé de réaliser un court métrage en 3D, ce qui illustrera notre TPE. Afin de le réaliser il faut tout d’abord trouver un thème, une histoire. Après une longue réflexion nous avons décidé de réaliser un film de suspens, d’horreur, car celui ne nécessite peu de moyen. Voici le scénario que nous avons décidé de réaliser.

Script

Un professeur de chimie au Lycée Pierre Mendes France réalise une expérience dangereuse, afin de suivre ses expériences il se prend en vidéo pour son carnet de bord. Lors de celle-ci un mauvais dosage impliqua une explosion qui projeta le professeur. A son réveil le professeur à un visage déstructuré tel un mutant ou un zombie, il a perdu toute conscience, il a mutée.

3 jours après.

Un journal télévisé annonce ce qui s’est produit dans ce lycée, la présentatrice nous montre les images prises par des élèves qui étaient resté ce jour au lycée plus tard que d’habitude pour travailler. Elle signale de plus qu’actuellement les élèves et les professeurs sont portées disparus.

Matériaux

Afin de pouvoir réaliser notre film, nous sommes allés voir Mr. Dubois professeur d’audio-visuel, celui-ci nous a fournis.

- Deux caméras identiques

- Un fond vert

- Un pied de caméra

Nous nous sommes procurés par nos propres moyens des lunettes anaglyphes et un masque pour le visage du professeur après l’explosion.


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Tournage

Nous décidâmes de tourner le film avec deux caméras pour les plans fixes et une caméra pour les plans mobiles.

Le film terminé est présent dans le dossier sur un CD.


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Galerie d’image

Voici quelques images de 3D que vous pouvez admirer avec les lunettes présentent dans le dossier.


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