Le cinéma, la télévision, les jeux vidéo ou encore les appareils photo, cela fait seulement quelques années que la 3D commence à s’imposer de manière magistrale au travers de ces technologies. Mais que savez-vous réellement de cette technologie, pas si nouvelle que cela ? Comment notre système visuel peut-il percevoir la profondeur et la distance au cinéma, devant son écran de télévision ou encore en jouant à la toute dernière Nintendo 3DS ? C’est ce que nous allons voir au travers de ces quelques paragraphes. La vision en relief est connue des hommes depuis déjà plusieurs siècles, quand ils se rendirent compte qu’ils ne possédaient pas deux yeux par un simple hasard. La représentation d’un objet en trois dimensions fut au fil des siècles désignée par le terme de stéréoscopie. Avant de nous plonger dans ce vaste monde qu’est le relief,  faisons avant tout un bref retour en arrière sur ce que firent les prémisses de la 3D.

La découverte de la 3D

Le mathématicien grec Euclide a été le premier à en définir le principe 300 ans avant J.-C : « Voir le relief, c’est recevoir au moyen de chaque œil l’impression simultanée de deux images dissemblables du même sujet ». Il faudra cependant attendre 1484 pour que le célèbre peintre et inventeur Léonard de Vinci précise les principes de la vision binoculaire, sans toutefois les mettre en application dans ses œuvres picturales. C’est au XVI^e siècle que les peintres Giambattista Della Porta et Jacopo Chimenti réalisent les premiers dessins dont la vision permettra la restitution du relief. Mais cette grande aventure va réellement prendre toute sa dimension en 1838 avec l’invention du stéréoscope par Charles Wheatstone. Son fonctionnement exploite la capacité de notre cerveau à donner du relief à une image, ce qu’on nomme plus communément la vision stéréoscopique. En effet, lorsque nous observons un objet, chacun de nos yeux le visualise depuis un angle différent de part la distance qui les sépare. Les deux images légèrement décalées que nous percevons sont alors transmises à notre cerveau, naturellement conçu pour les fusionner et en faire ressortir l’impression de relief.Le stéréoscope de Charles Wheatstone comportait deux miroirs plans orientés à 90° qui renvoyaient latéralement le regard vers ces images légèrement différentes, disposées de chaque côté des miroirs : l’œil droit percevait la première image tandis que l’œil gauche percevait la seconde, produisant alors la sensation de relief. Sir David Brewster améliora quelques années plus tard cet appareil en remplaçant les miroirs par de simples lentilles. L’encombrement du stéréoscope, dont l’aspect est celui que nous connaissons encore à l’heure actuelle, fut alors largement réduit et permis un usage accessible à tous.Au fil des années et des nombreuses recherches entreprises, de nouvelles techniques de restitution du relief ont vu le jour et permettent à notre système visuel de percevoir la profondeur et la distance.

L’anaglyphe

Le plus ancien procédé, utilisé dés les années 1950 pour les tout premiers films 3D au cinéma (citons entre autre : « L’homme au masque de cire » d’André De Toth en 1953, « Le crime était presque parfait » d’Alfred Hitchcock en 1954), est l’« anaglyphe » et ses mythiques lunettes bleue et rouge. Sous ce nom étrange se cache en réalité une superposition de deux images dont les teintes sont composées des couleurs primaires : rouge pour l’une, verte et bleue pour l’autre. Il suffit donc de conserver sur l’image envoyée vers l’œil gauche la composante rouge et sur l’image envoyée vers l’œil droit les composantes verte et bleue. Les lunettes composées de deux filtres colorés, l’un rouge, l’autre cyan (mélange du vert et du bleu), vont alors permettre à chaque œil de visualiser uniquement l’image lui étant destinée et de recréer ainsi le relief. Ce système, très présent pendant les années 90, va finalement laisser peu à peu place à la polarisation, le procédé actuellement le plus utilisé par les cinémas pour diffuser des films en 3D.

La polarisation

Pour comprendre son fonctionnement, il faut savoir que la lumière qui nous entoure « vibre » dans toutes les directions. Elle est dite « non polarisée ». Il est possible de lui imposer une orientation bien particulière (verticale ou horizontale) en utilisant des filtres polarisants. En envoyant une image polarisée verticalement vers l’œil gauche et cette même image polarisée horizontalement vers l’œil droit, il ne reste plus qu’à mettre des lunettes polarisantes sur son nez pour pouvoir regarder un film en 3D ! Cette méthode de projection est notamment utilisée dans certains parcs d’attraction tels que le Futuroscope ou encore à la Cité des Sciences et de nombreuses salles de cinéma sont d’ores et déjà équipées de cette technologie. Si celle-ci est considérée comme l’une des meilleures concernant la qualité de l’image, elle nécessite cependant un processus complexe, basé sur l’utilisation de deux projecteurs munis de polariseurs orientés perpendiculairement l’un à l’autre. De plus, tout comme les anaglyphes, cette solution demande malheureusement le port de lunettes bien spécifiques, pouvant être contraignant pour un usage quotidien.

L’auto-stéréoscopie

La société Alioscopy a récemment mis au point un procédé dit « auto-stéréoscopique » pour lequel la vision en relief s’effectue sans avoir recours aux lunettes. Contrairement aux autres techniques, elle consiste à mélanger non plus deux mais huit images. Un composant optique, appelé réseau lenticulaire, est positionné très précisément sur l’écran. Les microlentilles de ce réseau agissent comme des loupes, qui agrandissent l’un des huit points de vue de l’image, différent selon l’angle sous lequel on se place. Les deux yeux ne regardant pas l’image sous le même angle perçoivent chacun une image distincte, permettant au cerveau de restituer une parfaite sensation de relief. C’est en quelque sorte l’écran qui porte les lunettes au lieu du spectateur. Ce dispositif, déjà commercialisé par certaines marques, reste néanmoins difficilement accessible de par son coût et de par l’effet de relief qui ne peut avoir lieu qu’à la condition que le regard soit parfaitement dans l’axe de l’écran. Si cela ne pose pas de réels problèmes pour de petits écrans, il devient compliqué de percevoir la 3D sur un écran de télévision ou au cinéma.

La 3D est sans nul doute en train de révolutionner notre quotidien au travers de l’audiovisuel.  Elle permet de donner un rendu très réaliste et le visionnage d’images plus vraies que nature rendent les appareils dotés de cette technologie d’une grande qualité. C’est un nouvel outil pour le cinéma, comme le furent en leur temps le son et la couleur ; elle a également intégré certaines consoles de jeux vidéo, de grandes marques de téléviseurs et quelques ordinateurs portables. Les lunettes restent à l’heure actuelle nécessaires pour restituer la 3D, mais l’évolution est de plus en plus rapide, la 3D sans lunette n’a donc pas fini de faire parler d’elle !

L’aventure du relief n’en est qu’à ses débuts, aussi peut-on s’attendre dans quelques années, à une explosion de la visualisation 3D.

Amélie