La vision stéréoscopique est un phénomène dont chaque individu doté d'une vue à peu près correcte des deux yeux fait l'expérience au quotidien. La stéréoscopie a en effet pour but de recréer un effet de perspective à partir de deux images planes.
Au niveau anatomique, c'est le cerveau qui reçoit deux images provenant chacune d'un oeil, et qui reconstitue une seule image à partir de celles ci. On en déduit ainsi un préalable primordial à la vision stéréoscopique : chaque oeil doit regarder une seule image. Si ce n'est pas le cas, le cerveau aura d'avantage de travail à fournir pour former le relief, et n'y arrivera d'ailleurs pas la plupart du temps.
Pour mieux comprendre comment cela fonctionne, étudions ensemble un petit exemple. Choisissez un objet dans la pièce où vous vous situez. Regardez-le avec l'oeil gauche, puis avec l'oeil droit. On se rend alors compte que le position de l'objet observé par rapport aux objets environnants diffère selon que l'on considère l'image vu à partir de l'oeil gauche et celle vu à partir de l'oeil droit.
On peut ainsi reconstituer ce phénomène naturel en prenant deux photos décalées l'une par rapport à l'autre, tout en étant sensiblement identiques.
Nous pouvons considérer que ces deux photos ont été prises de telle manière à ce que l'image de gauche corresponde à celle vue par l'oeil gauche et que l'image de droite corresponde à celle vu par l'oeil droit. Ainsi, en observant chaque image avec l'oeil adéquat (par exemple en plaçant sa main comme frontière pour qu'il n'y ai pas de recouvrement), le cerveau pourra recréer le relief.
Pour réaliser ces images ainsi que pour les observer, il existe différents types de dispositifs :
- La stéréoscopie par vue croisée
Le principe consiste à disposer deux photos l'une à coté de l'autre. Celle placée à gauche correspond à l'image vue par l'oeil droit et celle placée à droite correspond à l'image vue par l'oeil gauche. Afin que le cerveau puisse former l'image en relief, on se force à loucher et à regarder les images de manière "croisée". Vous pouvez vous exercez grâce à l'exemple ci-dessous :
- La stéréoscopie par vue parallèle
Cette méthode est identique à la précédente, à la différence près que les images n'y sont pas inversées. Il s'agit donc ici de se concentrer afin que chaque oeil voit l'image qui lui fait face et seulement celle-ci. Par ailleurs il faut trouver la distance en adéquation avec la base séparant de nos deux yeux, environ soixante cinq millimètres. Le couple d'image qui se situe en introduction correspond au phénomène décrit.
Le stéréoscope est un dispositif optique constitué d'oculaires à prismes ou à miroirs, permettant l'observation de couple d'images. Le premier stéréoscope a été inventé par le physicien anglais Charles Wheatstone, en 1938. Nous nous sommes servi de tels instruments afin d'évaluer notre vision stéréoscopique. Pour ce faire, nous avons effectué le test de Prufungstafel Carl Zeiss sous un stéréoscope optique, visible ci-dessous.
Il s'agit d'observer par l'intermédiare du stéréoscope (après focalisation et mise au point) les différents objets et de repérer leurs positions relatives. De tels systèmes étaient également utilisés pour des applications plus conséquentes. Ci-après un stéréoscope à miroir, servant à observer de grandes photos aériennes.
Un anaglyphe est la fusion de deux images semblables qui représentent la même scène mais de points de vues légèrement décalés. Ce décalage entre les différents éléments est appelé parallaxe et c'est lui qui va donner une impression de profondeur.
On peut donc obtenir une image en trois dimensions avec deux images décalées d'un même objet et un logiciel de stéréographie. Le traitement des photos se fait grâce au logiciel Anabuilder ; ce logiciel construit une image « en relief » de l’objet photographié en superposant la photo de gauche colorée en rouge et celle de droite colorée en bleu. Pour avoir une bonne perception stéréoscopique, on porte une paire de lunettes à filtres rouge et bleu.
Voici un exemple d'anaglyphe que nous avons créé à partir des deux images suivantes :
Grâce au logiciel Anabuilder, nous avons obtenu l'anaglyphe suivant :
- Pointé stéréoscopique assisté par ordinateur
Nous avons utilisé des lunettes à cristaux liquides qui s'obscursient alternativement à une fréquence de 100Hz, présentant à chaque oeil la photo qui lui est déstinée. Grâce à ces lunettes à technologie active, ainsi qu'au logiciel KLT, nous avons pu visualiser des zones situées à Strasbourg. En effet trois modèles étaient préalablement créés dans KLT. Les points à pointer stéréoscopiquement devaient ainsi se situer dans une zone de recouvrement de deux photos. Nous devions ainsi changer de modèle quand cela s'avérait nécessaire. Ci-après des photos des différents éléments nécessaires au pointé stéréoscopique.
Lunette 3D
Capteur 3D
Souris 3D
Le but de notre travail était de pointer précisément vingt cinq points et donc de déterminer leurs coordonnées X,Y,Z. Pour ce faire, nous procédions au recouvrement des deux photos utilisées et cherchions ensuite l'altitude Z (grâce à la molette de la souris 3D, voir ci-dessus) pour laquelle le pointé ne changeait plus que l'on regarde avec un oeil ou avec les deux.
Cette méthode nécessite un minimum d'entrainement, mais permet ensuite un pointé précis et des repérages efficaces.
