Olivier Cahen – Séance technique et pratique du mercredi 23 Mars 2016
La vision binoculaire humaine a des limites. Ces limites sont extrêmement variables d’une personne à l’autre. Dépasser ces limites constitue donc un défaut des images stéréoscopiques. C’est pourquoi il est recommandé de préparer les images stéréoscopiques, surtout pour les montrer à un public non formé, en tenant compte des besoins des personnes les plus sensibles aux défauts. Sinon il pourrait en résulter, pour certains spectateurs, de la fatigue oculaire.
La disparité convergence-accommodation
Les autres défauts de l’image stéréoscopique
- Les contradictions entre indices de profondeur
- L’excès de variation de parallaxe
- L’obligation de divergence oculaire
- Les mouvements trop rapides
- Les objets monoculaires
- La disparité de luminance ou de couleurs entre gauche et droite
- Les déviations verticales
La disparité convergence-accommodation
En vision naturelle, les yeux accommodent et convergent vers le même objet.
Pour regarder un élément d’une image stéréoscopique, il en est de même. C’est pourquoi il a été souvent écrit, à tort, que la disparité convergence/accommodation est la principale cause de fatigue oculaire.
En effet, la limite de disparité a été estimée (« domaine de confort de Percival ») à une demie dioptrie, ou à un angle de deux degrés, ce qui est à peu près équivalent.
Ce qui donne comme limites de distances dans une même image: de deux mètres à l’infini, ou d’un mètre à deux mètres, ou de 75 cm à 1m20, ou de 40 à 50 cm. Dans une projection sur grand écran, le premier plan est rarement vu à moins de deux mètres, et si la projection est bien faite (ce que le SCF prend pour règle), les arrière-plans ne sont pas vus en situation de divergence oculaire.
D’autre part, certaines personnes arrivent à supporter des disparités beaucoup plus importantes, ce qui est nécessaire pour voir en relief en « vision libre ». On ne se trouve donc que très rarement en situation d’excès de disparité convergence/accommodation.
Les autres défauts de l’image stéréoscopique
Les contradictions entre indices de profondeur
Un objet semble, du fait de sa parallaxe, vu derrière un autre.
Mais pourtant il le cache partiellement.
Ceci peut provenir, par exemple, d’un défaut de synchronisation à la prise de vues, ou d’un effet de parallaxe temporelle (par exemple prise de vues gauche et droite simultanées, et observation en alterné avec des lunettes actives), dans le cas où un élément de l’objet est animé d’un mouvement latéral, même peu rapide.
Ce peut être aussi un effet du mauvais placement de la fenêtre par rapport aux premiers plans de l’image, ce qu’on appelle « violation de fenêtre ».
Ces contradictions sont une des principales causes de fatigue visuelle.
Pour illustrer le propos, on part de cette image recadrée pour TVHD (format 16×9) avec parallaxe normale.
Dans cette version la rose en haut à gauche semble être en avant de l’écran et alors on devrait voir la tige qui la porte.
Cela apparaitra clairement sur l’affichage en pleine taille obtenu en cliquant sur l’image ci-dessous
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L’excès de variation de parallaxe
La plupart des personnes ne supportent pas une trop grande amplitude de variation de parallaxe, entre les premiers plans et les arrière-plans, quelle que soit la position du support de l’image, sur les premiers plans ou sur les arrière-plans, ou entre les deux.
La limite le plus souvent admise est du même ordre de grandeur que celle de la disparité convergence/accommodation, c’est à dire une demie dioptrie ou deux degrés.
Cependant, certains ont admis une plus grande tolérance si ces premiers plans et arrière-plans ne sont pas voisins, mais séparés par des plans intermédiaires.
C’est pour éviter de tels excès de variation de parallaxe qu’a été définie la « règle du trentième », déjà citée (en d’autres termes) dans le livre de Brewster (1856): la base de prise de vues ne doit pas dépasser le trentième de la distance du premier plan.
Si on zoome sur l’image, la parallaxe de l’arrière plan va devenir trop important.
Cet excès de variation de parallaxe peut apparaître lors d’un recadrage, notamment en utilisant un logiciel comme MObjects ou Magix Video De Luxe, logiciels qui permettent de se promener dans une image.
Donc si on réalise ainsi des diaporamas, il convient de faire attention à ne laisser à aucun instant, dans une image réduite à une petite fraction de l’image originale, à la fois des éléments très proches et des éléments trop lointains.
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L’obligation de divergence oculaire
La plupart des personnes ne supportent pas de devoir faire diverger leurs axes oculaires, situation qui n’existe jamais en vision naturelle.
C’est aussi une cause importante de fatigue visuelle.
Et pourtant certains professionnels du cinéma, qui se mettent à la stéréoscopie, définissent comme critère de qualité une « parallaxe positive » allant jusqu’à 1% de la largeur d’image, c’est à dire 15 cm sur un écran de largeur 15 mètres.
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Les mouvements trop rapides
Il faut un certain temps pour réaliser la fusion binoculaire, temps d’autant plus long que l’image est plus complexe, qu’elle contient des objets plus détaillés.
Donc si une vidéo stéréoscopique comporte des mouvements trop rapides ou désordonnés, les spectateurs n’auront pas terminé leur fusion binoculaire d’une image quand une autre image lui succédera. Ils risquent donc de ne percevoir aucun relief.
| Vidéo exemple | |
| Cette vidéo peut être regardée directement dans le navigateur avec une visionneuse (ex : Loreo). Il suffit de cliquer sur le lien ci-dessous (et autoriser votre navigateur à lancer la vidéo). | Avec un lecteur de vidéo stéréoscopique (ex : StereoscopicPlayer) on peut la regarder avec intérêt même en anaglyphe (du fait des couleurs utilisées) donc sur un écran 2D. Pour cela il faut la télécharger (clic droit et “enregistrer la cible du lien” ci- dessous) |
| Lien d’accès à la vidéo | |
Les objets monoculaires
C’est un élément de l’image peut n’être vu que d’un seul œil.
Il y a presque toujours des objets monoculaires, puisque tout objet situé au premier plan peut cacher, pour un œil et pas pour l’autre, un objet qui se trouve derrière. Il en est ainsi en vision naturelle, et on n’y prête pas attention.
En fait, les objets monoculaires ne sont gênants, dans les images stéréoscopiques, que s’ils attirent l’attention: par exemple une source de lumière vive dans un environnement sombre.
Exemple de source de lumière vive monoculaire
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Les disparités de luminance ou de couleurs
En vision naturelle, le même objet est vu de la même couleur par les deux yeux. On s’attend donc à le voir de la même couleur dans une présentation stéréoscopique.
L’exception typique, ce sont les anaglyphes. Pourtant, ces anaglyphes sont couramment acceptés, du moins s’ils ne contiennent pas de couleurs trop vives et trop proches de celles des filtres, surtout en rouge.
Mais des disparités de couleurs ou de luminance, dans les images projetées en stéréo, sont souvent estimées gênantes, surtout quand ces disparités ne concernent qu’une partie des objets représentés.
C’est pourquoi il est recommandé de les éviter: par exemple avec les lunettes Omega, il vaut mieux ne pas représenter des objets rouge vif, qui sont vus bien rouges d’un œil, mais très sombres de l’autre œil.
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Les déviations verticales
La tolérance le plus souvent admise est d’environ un milliradian, c’est à dire par exemple trois millimètres sur un téléviseur 3D regardé d’une distance de trois mètres, ou un centimètre sur un écran de projection regardé d’une distance de dix mètres.
Ces déviations verticales peuvent provenir d’un défaut d’alignement, ou plus souvent d’une excessive convergence des caméras: alors elle se produit près des coins de l’image.
Exemple de déviation verticale
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