Le volume disponible devant et derrière l'écran
Anaglyphe réalisé par un logiciel perso
hauteur 700 pixels, largeur 1024 pixels
Pourquoi voyez-vous de la profondeur et un volume à partir des couples de points et de lignes ?
Formation de la profondeur d'une image en relief :
L'illustration (A) schématise l'expérience que vous venez de vivre en observant l'anaglyphe précédent. Sur le bas, vous, l'observateur, vos yeux et les filtres colorés des lunettes (rouge pour injecter l'image de gauche, cyan pour injecter l'image de droite dans votre cerveau). Au milieu, l'écran vu de dessus, l'image, les couples de disques que vous voyez rouge et cyan sans lunettes et qui deviennent blanc (blanc=rouge+cyan) avec les lunettes pour anaglyphe. 5 couples stéréoscopiques de disque sont représentés sur l'image c1, c2, c3, c4 et c5. Ces couples sont vus avec les lunettes pour anaglyphe comme des disques blancs situés à des profondeurs différentes p1, p2, p3, p4 et p5 car la distance/décalage qui les sépare et leur ordre sont différents. En effet, les disques blancs sont perçus au niveau de l'intersection des directions des lignes de visé de chaque composante. L'ordre des couleurs fait varier la position en arrière ou en avant de l'écran. La distance qui les sépare fait varier la profondeur ou le jaillissement.
- si le couple n'a pas de décalage alors le disque est perçu dans le plan de l'écran de visualisation (c3 et p3 sont confondus) ;
- c1 et c2 sont perçus au loin car les lignes de visé se croisent derrière l'écran, la composante rouge est à gauche de son homolgue cyan. p2 est perçu plus loin que - p1 car le décalage c2 de ses composantes rouge et cyan est plus important que celui de c1 ;
- p4 et p5 sont perçus devant l'écran, en jaillissement, car les lignes de visé se croisent devant l'écran, la composante rouge est à droite de la cyan. p4 est perçu plus proche que p5 car le décalage c4 de ses composantes rouge et cyan est plus important que c5 ;
Revenez après ces explications sur l'image précédente pour mieux comprendre ce que vous avez observé. La démonstration est plus simple en utilisant un anaglyphe mais les autres procédés de projection relief fonctionnent de la même manière.
Illustration A
Formation de la profondeur d'une image en relief, exemple de l'anaglyphe
largeur 720 pixels, largeur 1100 pixels
Pourquoi y-a-t-il une position d'observation idéale ?
L'illustration (B) schématise les effets de la variation de la position d'observation d'un anaglyphe (vu de dessus) :
- Au centre, un observateur avec ses lunettes observe un anaglyphe qui représente une sphère blanche quasi transparente (une bulle de savon). Cet anaglyphe est monté pour placer la sphère de manière équilibrée devant et derrière l'écran (le rectangle gris). Elle est vue correctement avec les bonnes proportions, c'est la position orthostéréoscopique ;
- Sur la gauche, l'observateur s'approche de l'écran, les lignes de visé n'ont plus les mêmes directions et la sphère s'écrase. On écrase le relief en s'approchant de l'écran. Il y a même une position limite extrême de proximité à partir de laquelle le cerveau ne perçoit plus de profondeur mais deux images floues ;
- Sur la droite, l'observateur s'éloigne de l'écran, les lignes de visé n'ont plus les mêmes directions et cette sphère s'oblongue dans le sens de la profondeur. Elle est déformée mais on augmente artificiellement la sensation de relief et de profondeur. Par exemple, pour un anaglyphe de la Lune ou du Soleil, ces deux astres paraitront plus en relief car on augmente ainsi la distance perçue entre les bords et le centre du disque apparent.
Illustration B
La position idéale d'observation d'une boule quasi transparente (au centre)
sur la gauche, l'observateur avance et écrase la sphère
sur la droite, l'observateur recule et oblongue la sphère avec une sensation plus grande de profondeur mais déformante
largeur 900 pixels, largeur 1200 pixels
L'effet est identique si l'objet est placé derrière l'écran :
Illustration C
Simulation du montage d'un plan :
Ce premier exemple de montage est dit à la fenêtre (limite du cadre de l'image sur l'écran dans ce cas) :
Le décalage angulaire entre les deux prises de vue droite et gauche introduit une parallaxe p. L'effet de la parallaxe est visible ci-dessous par le décalage horizontal de chaque disque et l'angle entre les deux segments de droite qui sont vus comme une ligne de fuite en l'observant avec des lunettes pour anaglyphe. Ce décalage est plus ou moins important avec la profondeur des objets de la scène mais l'angle de parallaxe est le même pour tous les disques de l'image dans ce cas. Pour le montage dit à la fenêtre, le couple stéréo est aligné de manière à n'avoir que la composante rouge (oeil gauche) sur la gauche de la composante cyan (oeil droit). Ainsi tous les disques ci-dessous sont perçus derrière l'écran. Avec les lunettes pour anaglyphe, on perçoit les premiers disques en avant coplanaires avec l'écran. Ils n'ont pas de décalage des composantes gauche et droite. C'est ainsi qu'on peut repérer ce plan particulier dans une image stéréo, là ou l'anaglyphe semble non décalé. Il est très important de remarquer que sur les bords gauche et droit il manque, sur les disques en bordure, respectivement l'information gauche (rouge) et droite (cyan) sans aucune gène de visualisation pour le cerveau car il sait traité les partie masquée :
Montage 1 (dit à la fenêtre)
le plan monté à la fenêtre
Anaglyphe réalisé par un logiciel perso
largeur 900 pixels, largeur 1024 pixels
Pourquoi ?
Nous sommes en fait dans une situation de vie normale en vision binoculaire illustrée par le schéma ci-dessous (un observateur vu de dessus, devant une porte ou une fenêtre de façade). Le mur représenté est en fait le cadre de l'image (dit la fenêtre) sur votre écran d'ordinateur. Les zones d et b ne sont vues que d'un seul oeil par le cerveau. Le cerveau ne reçoit que l'information d'un seul oeil et il n'est pas perturbé car la situation est naturelle et habituelle. Il sait traiter les partie masquées. En revanche, essayez maintenant d'imaginer ce qui peut se passer en zones f et c si l'on supprime artificiellement l'une des composantes droite ou gauche, là où le cerveau est habitué naturellement à recevoir l'information des deux yeux ? Va-t-il s'y retrouver ? Notez aussi que dans le cas de l'observation à travers un cadre, ce problème avec les parties gauche et droite du mur n'existe pas avec les parties haute et basse car nos yeux sont à la même hauteur et donc il n'y a pas de décalage angulaire de perception, pas de parallaxe et donc pas de zone d et b sur le bas et le haut de la porte ou fenêtre de façade :
Illustration D
les zones visibles naturellement devant une porte ou une fenêtre de maison
largeur 900 pixels, largeur 1225 pixels
Dans le montage dit "à la fenêtre", les objets sont situés généralement derrière l'écran de visualisation (mais on peut placer la fenêtre stéréoscopique en avant comme une fenêtre flottante). Essayons maintenant de les rapprocher pour les voir de plus près et utiliser le volume disponible devant l'écran.
1 - ci-dessous : Le montage du même plan précédent avec la même parallaxe p mais en l'approchant de l'observateur, placé devant et derrière le cadre de l'image (f) (c). Le but est d'utiliser tout le volume disponible pour la vision en relief et rapprocher les objets de l'observateur. Sur ce deuxième montage non optimisé, il est possible que vous perceviez une gêne/vibration sur les bords ou tout simplement que vous n'arriviez pas à situer l'avant plan. En effet, à l'inverse de la situation précédente, selon l'individu, le cerveau est plus ou moins sensible au surplus d'informations lorsque l'objet est situé en jaillissement de la fenêtre, devant l'écran. Comme le démontre l'illustration précédente, en vision binoculaire, il n'est pas naturel que le cerveau perçoive de l'information en plus ou en moins pour un objet situé en zones (f) et (c). Dans le montage 2, sur le bord gauche, le dernier disque rouge n'est pas associé à sa correspondance cyan car il est hors des limites de l'image, il n'est pas visible et non représentable. Ainsi le cerveau dispose de l'information de l'image de gauche (rouge) mais pas l'image de droite (cyan). Le cerveau ne sait pas où le situer car il a de l'information image de gauche (rouge) en trop. Cette partie rouge devrait être maquée mais le masque n'existe pas. On dit qu'il y a une violation de fenêtre. Avec les lunettes, on observe même une courbure des lignes limites sur les bords. Idem sur la droite mais de manière moins marquée car un morceau du disque rouge est visible, le cerveau sait mieux où le situer de la sorte. Selon la scène, l'image, l'individu qui observe, ce problème est plus ou moins sensible :
Montage 2 en volumique (non optimisé)
Le même plan monté devant la fenêtre sans un travail de refenêtrage, il y a une violation de fenêtre
Anaglyphe réalisé par un logiciel perso,
largeur 900 pixels, largeur 1024 pixels
2 - ci-dessous : Le montage toujours du même plan mais avec un travail de refenêtrage sur les bords gauche et droit. L'optimisation consiste à supprimer les parties non communes entre les composantes gauche (rouge) et droite (cyan), pour les points/pixels/objets qui sont placés devant l'écran en jaillissement. Autrement dit, pour les objets devant la fenêtre, on ne doit laisser dans l'image stéréo que les pixels qui ont une solution dans les deux composantes gauche et droite, les points homologues. Dans ce montage 3, il n'y a aucune violation de fenêtre et on peut donc utiliser tout le volume disponible, rapprocher les objets de l'observateur. On observe l'objet directement, sans avoir l'impression de le regarder depuis une fenêtre ou un cadre tenu devant la tête. On est beaucoup plus immergé dans l'image. N'avez-vous pas tendance à vous approcher lorsque vous regardez par la fenêtre d'une maison ? Vous cherchez à augmenter le champ visible...
Remarquez les limites sur les bords, la forme et dimension de la coupe à réaliser est fonction de la parallaxe et des différentes positions des objets jaillissants. Dans le cas d'un anaglyphe, il peut être aussi intéressant d'utiliser cette technique pour limiter les images fantômes en équilibrant le décalage rouge et cyan par rapport au plan de l'écran. Déplacez la souris sur l'anaglyphe pour situer la fenêtre en profondeur. Approchez-vous de l'écran (10 cm) et éloignez-vous (2 m) pour percevoir la position idéale et ses limites :
Montage 3 en volumique (optimisé)
