La 3D au cinéma


Introduction

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Dans notre dossier de Travaux Personnels Encadrés nous allons aborder le thème que nous avons choisi qui porte sur : «  les avancées scientifiques et réalisation techniques »

Notre sujet est la 3D au cinéma. C’est un sujet qui touche l’actualité.
Nous nous sommes demandés comment il était possible de donner l’illusion du relief au cinéma. C’est pourquoi nous avons choisi de nous intéresser au thème de la 3 dimensions. La 3D se définie par un objet ou espace possédant une largeur et une épaisseur. Sur un écran, une image en 3D ajoute donc le relief aux images 2D des interfaces graphiques.


Il faut savoir que dans l’histoire du cinéma il y a eu trois grandes révolutions :


  • Les films muets en noir et blanc
  • Les films parlants en noir et blanc
  • Les films parlants en couleurs

Tout en améliorant bien sûr au fur et à mesure la qualité de l’image (haute-définition) et du son (DTS: Digital Theater System).


Nous expliquerons dans un premier temps que l’ Homme voit naturellement en relief, ensuite nous évoquerons les différentes manières de tourner un film en 3D avant de conclure.


Comment voyons nous en relief ?

 

 →La vision binoculaire: Lien entre yeux et cerveau:

 

C’est le lien entre nos yeux et notre cerveau:

L’homme est capable de percevoir naturellement en relief. Il possède une vision binoculaire ou stéréovision (voir photo ci-dessous). Nos deux yeux sont séparés en moyenne de 6,5 cm, chaque œil voit donc une image différente. Si ces deux images rétiniennes sont différentes c’est parce que nos yeux ont un certain écartement : c’est le phénomène de parallaxe. (Vous pouvez faire l’expérience qui consiste à fermez alternativement un œil puis l’autre, sans bouger, puis vous constaterez que les deux yeux ne voient pas exactement la même image). Ensuite notre cerveau reçoit les deux images transmises par les nerfs optiques. Il les associe en fonction de leur point en commun et en les superposant pour recomposer la profondeur stéréoscopique.



Le cerveau assure la fonction de vision binoculaire, qui consiste à créer une image définitive unique à partir de deux images rétiniennes.

En fermant un œil, en principe nous ne devrions plus voir le relief. Or le cerveau prend inconsciemment des informations pour restituer mentalement le relief. Il y a donc une distinction entre le relief imaginé (par exemple sur de banales photos) et le relief réellement vu qui est forcément binoculaire (par exemple l’observation d’un paysage dans la nature).




Champ visuel: chaque côté du cerveau reçoit l’information provenant des 2 yeux. Chaque œil capte des informations différentes. Cependant, une partie de leur champ de vision respectif se chevauche. Ce chevauchement permet la vision tridimensionnelle (vision binoculaire).

Voici le schéma qui résume la vision binoculaire, nécessaire à la vision en relief de l’homme ainsi que les différentes structures qui l’incluent.


L illusion du mouvement est du aà ce que l’on appelle la persistance visuelle. Quand on regarde une image cette image reste fixée sur une zone que l’on appelle ; ce qui tapisse le fond de l’œil : la rétine. La fameuse expérience de l’oiseau dessiné sur le recto d’une feuille et de la cage dessinée sur le verseau lorsque l on tourne très vite cette feuille. Quand les images défilent rapidement, les images restant un court instant sur la rétine la première n a pas le temps de s’enlever que la deuxième apparait. Le cerveau mélange les deux. Et l’oiseau finit dans la cage . Cela illustre le phénomène de la persistance rétinienne . Le cerveau voit un mouvement et non une succession d’images fixes

 

Voici le schéma qui résume la vision binoculaire, nécessaire à la vision en relief de l’homme ainsi.visionbinoculairetpe.jpg

Schéma de l’oeil

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Voici le schéma qui résume la vision binoculaire, nécessaire à la vision en relief de l’homme ainsi que les différentes structures qui l’incluent.

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Ci dessous on peut voir la localisation de l’aire visuelle dans le cerveau.:

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Ci dessus on peut voir la localisation de l’aire visuelle dans le cerveau.:

Les anomalies de la vision:

Mais il arrive que certaines personnes ne parviennent pas à voir en 3D. Par exemple les personnes atteintes de strabisme perçoivent le monde différemment, du fait que leurs yeux ne soient pas alignés de façon à avoir une vison en relief normale.


Chez les borgnes la perte d’un œil influe nécessairement sur la vision en relief. En effet le cerveau ne reçoit plus que l’information d’un seul œil et non plus des deux yeux simultanément.


Cependant si l’on perd un œil alors que l’on a pendant longtemps vu avec les deux, le cerveau continuera à reproduire les images en relief .La plupart des borgnes parviennent à se repérer dans l’espace.


L ‘ homme peut donc évaluer correctement les distances grâce à la bonne vue en relief qu’il possède s’il n’a pas eu de problème optique.

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1) Comment peut-on voir un film en 3D?

 

Pour voir un film en 3 dimensions, il y a trois façons différentes:Sourire

  • L’anaglyphe

  • La projection polarisée ou « technologie passive »

  • La projection alternée ou « technologie active »

Nous allons donc tenter de vous expliquer chacune de ces trois manières de voir en 3D au cinéma.

 

  • Commençons tout d’abord par l’anaglyphe qui est la première technique pour voir en relief et qui est très connue. Il s’agit des lunettes composées de filtres, rouge pour l’œil gauche et cyan (mélange de vert et bleu) pour l’œil droit. Avant, on les trouvait souvent dans des livres pour regarder des petites images en relief. Mais on peut aussi voir un film en 3D avec ces lunettes même si ce n’est pas du tout répandu en France ou ailleurs.

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Exemple de lunettes anaglyphes

 

Pour obtenir l’effet de relief, on va appliquer un filtre rouge sur la scène filmée avec l’œil gauche de la caméra et un filtre cyan sur l’image de droite. Ensuite il suffit de superposer les deux images obtenues, (voir photo ci-dessous).


Et comme on peut l’observer en regardant l’image, on se rend compte qu’il y a un effet limité ainsi qu’une dénaturation des couleurs.

 

1) Comment peut-on voir un film en 3D? dans II) La 3D au cinéma anaglyphe_bancparc

Image adaptée à la méthode anaglyphe

 

Ces lunettes fonctionnent de la manière suivante:

Et en mettant les lunettes avec les filtres rouge et cyan et en regardant l’image, ce qui va se passer est assez simple: l’œil gauche ne va voir que le rouge de l’image tandis que l’œil droit ne va voir que le cyan. Ainsi le cerveau recevra une image par l’œil et il s’occupera de faire la synchronisation pour voir en relief. Pour simplifier, le cerveau fait la synthèse.
Nous avons vu précédemment dans le grand un du T.P.E. que l’impression de relief réside dans le fait que nos deux yeux reçoivent deux images légèrement différentes. L’anaglyphe est une image très puissante dans la mesure où elle permet de cacher ces deux images en une grâce à un jeu de couleurs.
Les lunettes qui utilisées pour voir en relief, en 3D grâce à cette méthode fonctionnent de manière simple.
L’image est composée des trois couleurs complémentaires: le rouge, le bleu et le vert, le fameux RVB (Rouge Vert Bleu) qui est le format de codage informatique des couleurs utilisées sur le majorité des écrans.

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Illustration d’une image RVB

 

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L’anaglyphe fut très présent pendant les années 90 mais il laisse peu à peu place à la polarisation, le procédé principalement utilisé par les cinémas pour diffuser des films en 3D.

 

  • La seconde technique possible pour voir un film en 3D est la projection polarisée ou  « technologie passive ».
    La lumière qui nous entoure est une onde non polarisée, c’est-à-dire qu’elle « vibre » dans tous les sens. Il est possible de lui imposer une orientation particulière en la filtrant à l’aide d’un filtre polarisant. La lumière devient alors orientée dans l’espace, on dit qu’elle est « polarisée ».

    Pour voir avec cette technique, il faut aussi porter des lunettes mais pas les mêmes que pour voir en anaglyphe. Elles ressemblent fortement à des lunettes de soleil mais ce n’en n’est pas. Elles sont appelées « lunettes passives ».

    Pour voir un film en 3D avec le diffuseur: (=le projecteur au cinéma) il transmet la lumière en la polarisant, l’orientant de manière différente pour chaque œil.
    On utilise deux projecteurs munis de filtres polarisants :
    - L’ un pour l’œil gauche va projeté le rush filmé à gauche en le polarisant à l’horizontal.
    - L’autre projecteur pour l’œil droit va polariser le rush droit à la verticale
    .

 

Grâce aux lunettes passives polarisées dans le même sens, chaque œil ne reçoit donc que l’image qui lui est destinée. C’est-à-dire que le filtre gauche ne laisse passer que les ondes horizontales et le filtre droit que les ondes verticales.Cela est possible du fait que la lumière est un rayonnement radioélectrique composée d’un champ électrique et d’un champ magnétique associés ainsi on peut la polariser, l’orienter dans l’espace. Et comme pour la technique précédente c’est le cerveau qui combine les deux images différentes afin de n’avoir qu’une seule image, perçue en 3D.

 

lunette3d-640x480 dans II) La 3D au cinéma

 Exemple de lunettes polarisantes utilisées au cinéma

 

Pour voir un film en 3D avec le diffuseur: (=le projecteur au cinéma) il transmet la lumière en la polarisant, l’orientant de manière différente pour chaque œil, grâce aux lunettes passives polarisées dans le même sens, chaque œil ne reçoit donc que l’image qui lui est destinée. Cela est possible du fait que la lumière est un rayonnement radioélectrique composé d’un champ électrique et d’un champ magnétique associés ainsi on peut la polariser, l’orienter dans l’espace. Et comme pour la technique précédente c’est le cerveau qui combine les deux images différentes afin de n’avoir qu’une seule image, perçue en 3D.

 

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Schéma des champs électrique et magnétique

Cette technologie offre l’avantage de proposer des lunettes économique puisqu’elles ne coûtent que environ trente centimes, mais en revanche elle nécessite, pour le cinéma, d’un écran spécial: métallisé pour conserver la réflexion de la polarisation. On peut même désormais en acheter chez quelques grand marque de lunettes de vue telles que Gunnar, Gucci, Oakley, Gizmodo,… pour ceux qui souhaitent sortir de l’ordinaire ou ne pas avoir les même que les autres au cinéma.

  • Enfin le dernière technique possible pour voir un film en 3D est la projection alternée ou «  technologie active ». Encore une fois il faut porter des lunettes pour voir le film en 3D avec cette technique mais elles sont différentes des deux autres paires vu auparavant: ce sont des « lunettes actives ». Leurs verres contiennent des cristaux liquides qui changent d’orientation pour se fermer comme un obturateur à chaque impulsion électrique donnée par une pile placée dans les branches. Cette pile est elle-même actionnée à distance par un signal infrarouge émis par le projecteur, qui synchronise l’obturation avec le défilement des images sur l’écran. Le rythme de la projection d’image sur l’écran est de cent quarante-quatre images par secondes soit soixante-douze pour chaque œil. A cette vitesse, le rétine ne perçoit pas la moindre saccade. Et tout comme les deux autres techniques le cerveau fait le montage de ces deux images pour avoir qu’une que l’on voit en 3D.

Les lunettes actives sont plus chères que les lunettes passives, elles coûtent une quarantaine d’euros, et elles réduisent un peu la luminosité mais la qualité d’image est optimum en conservant le pleine qualité de la Haute Définition.

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Exemple de lunettes « actives « 

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L’œil gauche reçoit l’image qui lui est destinée et le droit est masqué et vice versa pour l’œil droit. Grâce à la persistance rétinienne le clignotement des lunettes est imperceptible et le cerveau à partir de ces images différentes va reconstituer le relief.


2) L’avis et la démonstration


Nous avons interroger une petite trentaine de jeunes pour savoir ce qu’ils pensent de la 3D. Voici donc le sondage que nous leur avons donné ainsi que le compte rendu.

Sondage :

Pour les TPE nous aimerions connaître votre avis sur la 3 dimension, il vous serait gré de bien vouloir prendre quelques minutes pour répondre du mieux que vous le pouvez aux questions qui suivent. Nous vous remercions, votre point de vue nous sera d’une grande utilité et ce sondage restera dans l’anonymat.

Merciemoticone

10-18 ans

  1. Percevez-vous la 3D (certaines personnes ne peuvent la voir c’est-à-dire qu’ils ne voient pas l’image arrivée près d’eux lorsqu’ils sont au cinéma) ? Si non pouvez-vous nous donner des informations supplémentaires ?

     2.    Entièrement pour la 3D

Quels intérêts vous y trouvez ?

Complètement contre la 3D

Pourquoi ?

Nuancer

Quelles sont les raisons pour lesquelles vous êtes pour et celles pour lesquelles vous êtes contre ?

    3.  Êtes-vous prêt à payer plus ?

    4. Est-ce-que cela vous gênes d’avoir des lunettes (par exemple si vous en portez déjà ou si elles ne sont pas neuves…) ?

    5. Avez-vous d’autres commentaires à nous faire part ?

Compte rendu du sondage :

Les personnes entre 10 et 18 ans ont toutes vu un film en 3D

  1. 92,3% des personnes perçoivent la 3D seulement 

3,85% ne peuvent pas du tout la voir donc pour eux la 3D ne diffèrent pas d’un film normal, c’est-à-dire qu’ils ne voient pas l’image sortir de l’écran.

3,85% la perçoive plus ou moins, c’est-à-dire que ce n’est pas de bonne qualité pour leurs yeux.

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  1. 46, 15 % des personnes sont entièrement pour, car c’est captivant, réaliste (on est plongé dans le film), il y a de nombreux effets spéciaux (donc une dimension nouvelle et une avancée technologique), c’est de qualité, et enfin, c’est attrayant et immersif.

          7,7% des personnes sont entièrement contre, car pour eux, cela dénature le cinéma,  c’est un sacrifice du scénario et il y a déjà trop de films en 3D alors que ces derniers ne sont attrayant que lorsqu’il s’agit de films d’actions.

46, 15% des personnes sont nuancées, cela n’est pas bien car les couleurs sont souvent altérées, l’histoire est souvent sans intérêt.Cela dépend du film. C’est bien si le film en complètement en 3D, c’est intense et immersif mais les films 3D ont tendance à devenir un produit marketing plutôt que de qualité visuelle. Enfin, cela est amusant mais que de temps à autres.

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3. 42, 28%des personnes sont prêtes à payer plus pour la qualité, ce n’est pas vraiment plus cher et cela en vaut la peine.

34, 62%des personnes ne sont pas prêtes à payer plus car c’est déjà cher.

23,1%des personnes disent que cela dépend du film, seulement si le film va être de qualité. Ils acceptent de payer plus sauf si ça augmente.tpe3d3.png

4.  32,77% des personnes sont gênées de porter des lunettes, car cela donne des maux de têtes et mal aux yeux. Beaucoup de personnes portent déjà des lunettes de vue et les lunettes ne sont pas forcément toujours bien adaptées à la forme du visage.

59, 53%des personnes ne sont pas gênées par le port des lunettes, elles sont banales, cela ne génère donc aucun soucis.

7,7%des personnes sont mitigées, il y a tout de même une fatigue des yeux.

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  5. Certaines personnes pense qu’il n’y a pas que la 3D pour faire un bon film ou encore qu’il n’y a plus que des films en 3D.

 

 

 

Pour conclure, tout les adolescents ont déjà vécu l’expérience d’un film en 3D, il est rare que ces personnes ne perçoivent pas la 3D. Il y a autant de personnes pour que de personnes qui sont nuancées et très peu qui sont entièrement contre la 3D. Quant au prix, les personnes sont mitigées, c’est-à-dire que certains sont prêts à payer plus et d’autres non. La plupart des personnes ne sont pas gênées par le port des lunettes mais tout de même 1/3 des personnes ont du mal à les supporter.

En interrogeant des personnes de plus de 50 ans nous nous sommes rendues compte que très très peu d’ entre elles ont vu un film en 3D. Mais celle ayant déjà vu un film comme celui-ci, apprécie beaucoup cette technologie et trouvent cela captivant.


Par ailleurs en regardant le journal télévisé de France 2, nous avons appris d’après une étude récente que près d’un spectateur américain sur deux préfère la version classique d’ un film à la version 3D. De plus les trois quart d’entre eux trouvent le prix trop élevé.


Conclusion

Nous arrivons à la fin de notre Travaux Personnels Encadrés et nous pouvons désormais répondre à notre problématique qui est Comment donner l’illusion du relief ? Donc pour avoir l’illusion du relief au cinéma, cela est possible grâce à notre vision binoculaire.


Quelques liens

http://culture.france3.fr/cinema/dossiers/3d-relief–le-boom-59609214.html

 

http://info.francetelevisions.fr/video-info/?id-video=MAM_3500000000012496_201010101430_F2&ids=MAM_3500000000012496_201010101430_F2%3BMAM_2500000000006348_200912161726_F2%3BRNAT_091214L435_141220090000_F3&id-categorie=REPORTAGES_CULTURE_CINEMA

 

 


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