Une plongée dans la 3D

De nombreuses années se sont écoulées depuis la première apparition de la 3D sur les écrans, mais le débat est toujours d'actualité : s’agit-il d’une véritable innovation technologique dans les domaines du divertissement et de l'expérience du spectateur ou s'agit-il simplement de la poudre aux yeux ? L’un des éléments souvent omis est toutefois le fait que la 3D n'est pas constituée d’une technologie unique, mais de plusieurs technologies différentes, fonctionnant avec des méthodes distinctes, chacune ayant ses propres avantages, inconvénients et domaines d'application.

Comment fonctionne la 3D ?

La très grande majorité des méthodes modernes de création d'images tridimensionnelles reposent sur les caractéristiques physiologiques de l'œil humain. En effet, les yeux humains sont généralement situés à 60-70 mm l'un de l'autre, nous permettant ainsi de voir le monde à partir de deux positions différentes simultanément. Par conséquent, l'œil droit et l'œil gauche capturent des images du même objet, mais sous des angles différents.

Les images capturées par l'œil sont appelées stéréoscopiques. Notre cerveau analyse la différence entre les images reçues par l'œil droit et l'œil gauche, afin de déduire la distance à laquelle se trouve l'objet observé.

Afin de créer l'effet 3D au cinéma, il suffit d'appliquer le principe de la vision séparée : chaque œil reçoit une image qui lui est uniquement destinée. Cette séparation peut s’effectuer de différentes manières, chacune présentant des avantages et inconvénients.

Anaglyphe

Également connue sous le nom de « 3D classique », la technologie anaglyphe a plus de cent ans. Cette technologie repose sur la structure biologique de l'œil humain. Ce dernier possède des récepteurs au niveau de la rétine, appelés photorécepteurs. Il en existe 3 types, et chacun ne perçoit qu'une seule des couleurs primaires : bleu, rouge, vert.

Afin d'obtenir l'illusion de relief, l'image est divisée en deux canaux. Par exemple, le rouge et le turquoise, qui est un mélange de bleu et de vert. Les couches suivantes sont ensuite superposées avec un léger décalage. En portant des lunettes dont les verres sont de la même couleur, le spectateur reçoit une image monochrome distincte pour chaque œil.

L'inconvénient principal de cette méthode est l’impossibilité d’obtenir un rendu complet des couleurs. L'image est perçue comme achromatique ou monochrome, mais le spectateur s'habitue rapidement à cet effet. Néanmoins, lorsqu'il retire ses lunettes et qu'il voit le monde réel plutôt qu'un monde constitué de rouge et bleu, il peut ressentir une importante gêne.

La 3D anaglyphe, dans sa forme classique, n'est pratiquement jamais utilisée. Cependant, son successeur, la 3D super-anaglyphe, est souvent utilisé dans la technologie Dolby 3D. Dans la 3D super-anaglyphe, les lentilles monochromes classiques sont remplacées par des filtres d'interférence spéciaux, qui réduisent la distorsion des couleurs. Cette technologie tend toutefois à perdre en popularité.

Méthode entrelacée

Dans cette méthode, une image est enregistrée pour un œil en lignes paires entrelacées, puis en lignes impaires pour l’autre œil. Le résultat final est une image en couleurs avec un effet de « peigne ». L’effet tridimensionnel est obtenu en fusionnant les images à l'aide du désentrelacement, une technologie qui crée une seule image à partir de deux demi-images du format entrelacé pour la sortie vers des moniteurs à balayage non entrelacé.

Le rendu des couleurs de l'image est parfaitement conservé, mais la résolution verticale est toutefois réduite de moitié.

Cette méthode particulière reste rare, bien qu’elle fût autrefois utilisée pour fabriquer des disques DVD 3D. Aujourd’hui, cette méthode connaît toutefois une nouvelle vague de popularité grâce à la séparation passive des angles de caméra dans les moniteurs 3D. Les lignes paires passent par un certain type de polarisation, tandis que les lignes impaires passent par un autre type. Tout ce dont vous avez besoin pour regarder de la 3D avec cette méthode est une paire de lunettes polaroïd.

Méthode de l’éclipse

La méthode de l'éclipse consiste à montrer des images en alternance, chaque image étant destinée à l'œil gauche ou à l'œil droit. Dans cette méthode, les verres des lunettes portées par le spectateur sont assombris de manière synchronisée afin que chaque œil ne voie que l'image qui lui est destinée.

Le taux de rafraîchissement des images est très élevé, supérieur à 120 Hz. C’est que nous appelons la persistance rétinienne, c'est-à-dire la capacité du cerveau à combiner des images statiques changeant fréquemment en une image en mouvement, faisant ainsi croire au spectateur qu'il voit une image tridimensionnelle qualitative.

Cette méthode a été établie dans le système Teleview en 1922. Les personnes avaient la possibilité de regarder des films grâce à un obturateur mécanique spécial.

Au fil des années et grâce aux innovations technologiques, l'obturateur mécanique a été remplacé par des lunettes à obturation LC, bien que le principe de fonctionnement ait été conservé. Les avantages de cette technologie sont évidents lors de l'utilisation des technologies XpanD et nVidia 3D Vision.

Systèmes de polarisation

La méthode de polarisation consiste à superposer des images ayant des polarisations lumineuses différentes : l’image « droite » a une polarisation horizontale, tandis que l’image « gauche » a une polarisation verticale. Les verres des lunettes servent de filtres laissant passer les images de la polarisation correspondante. Ainsi, l'œil droit ne peut voir que les images « droites », et l'œil gauche ne peut voir que les images « gauches ».

La manière dont l’image est visionnée dépend du type de lunettes polarisées :

	Les lunettes à polarisation circulaire intègrent des filtres d'analyse spéciaux permettant de voir l'ensemble de l'image tridimensionnelle dans n'importe quelle position. Les technologies MasterImage 3D, RealD Cinema et Volfoni Smart Crystal sont basées sur le principe de la polarisation.
	Les lunettes à polarisation linéaire nécessitent que l'utilisateur garde la tête au même niveau. Si les filtres sont inclinés ou tournés d'une manière ou d'une autre, ils cessent de transmettre la lumière et l'effet 3D est perdu. Cette méthode est notamment utilisée dans les cinémas IMAX 3D.

Contrairement aux méthodes précédentes, la polarisation permet au spectateur de voir une image en couleur avec une résolution maximale. Les coûts de la technologie de polarisation sont néanmoins élevés. En effet, un écran spécial revêtu d'argent est nécessaire pour obtenir un affichage de qualité tout en préservant la polarisation. La luminosité de l'image doit également être augmentée, car les filtres de polarisation absorbent jusqu'à 70 % de la lumière.

Effet 3D sans lunettes

Les lunettes 3D ne sont pas toujours nécessaires pour visionner du contenu en 3D. Il existe de nombreuses autres technologies qui permettent de regarder des images tridimensionnelles sans avoir besoin d'accessoires supplémentaires. Parmi ces méthodes, nous retrouvons l’autostéréoscopie.

Pour parvenir à un tel résultat, l'image est divisée en bandes verticales étroites qui alternent pour l'œil gauche et l'œil droit. Un raster se trouve devant l’écran et cache, pour chaque œil, les images qui ne lui sont pas destinées. À une distance suffisante de l'écran, les bandes se fondent en une seule image.

Les rasters les plus courants sont :

• Une lentille lenticulaire, qui est un assemblage de lentilles cylindriques planes et convexes. Les lentilles permettent de réfracter la lumière de l'écran de manière à ce que chaque œil ne puisse voir que la partie correcte de l'image. Les cartes stéréoscopiques reposent sur le même principe
• Une barrière de parallaxe (Autostéréoscopie), qui est est constituée de bandes verticales opaques, séparées par de fins espaces.

L'autostéréoscopie est assez rare en cinématographie, mais est largement utilisée dans les consoles de jeux et les smartphones.

Le débat est loin d’être clos et la technologie de lecture vidéo en 3D continue de se développer et d'évoluer. Les entreprises proposent sans cesse de nouvelles solutions et améliorent les anciennes. Quelle technologie 3D dominera le marché de demain ? La télévision 3D disparaîtra-t-elle? Quel est votre pronostic ?

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