Une dimension supplémentaire

« Between Dark and Light »: L’architecture Khmère en équations !

 

Images réalisées à l’aide du générateur de fractales Mandelbulb 3d. Le modèle est Lenord – Between Dark and Light.

 

BetweenDarkAndLight3

BetweenDarkAndLight

BetweenDarkAndLight2


 

BetweenDarkAndLight-AnaglypheAnaglyphe

 

BetweenDarkAndLight-Carte980Carte stéréo:

Un fichier image (4918 x 3280 pixels) pouvant faire l’objet d’un tirage photo au format 10 x 15 cm est disponible (Clic droit sur l’image et Enregistrer la cible du lien sous …). Il est, bien entendu, tout spécialement adapté à notre stéréoscope « home made » (Un stéréoscope « fait maison »: http://www.surrealites.com/?p=5322 )

 

BetweenDarkAndLight-CroiseVersion croisée du couple stéréoscopique précédent.


Anaglyphe

Couple stéréoscopique croisé


Anaglyphe

Couple stéréoscopique croisé


Anaglyphe

Couple stéréoscopique croisé

Un stéréoscope « fait maison »

Alors que pas un jour ne passe sans qu’un constructeur de matériel high-tech ne révèle le développement voire la commercialisation d’un nouveau modèle de casque de réalité virtuelle, il peut sembler quelque peu suranné de présenter la construction d’une simple visionneuse stéréoscopique, et pourtant,… !:)
Une interaction fluide entre les mouvements du spectateur et les images affichées par un casque VR fait appel à des technologies très évoluées de tracking. Les dispositifs (les plus convaincants !) proposés aujourd’hui exigent des configurations matérielles très puissantes alors que l’image fixe reste, elle, beaucoup moins gourmande en ressources (matérielles et logicielles). La qualité des images (leur taille et leur résolution) est un facteur très important pour favoriser la sensation d’immersion. C’est même un élément différenciant pour les casques de réalité virtuelle (la société Pimax propose un modèle d’une résolution de 4K !) . Et sur ce point particulier, l’image en relief (fixe) perçue à travers un stéréoscope peut, après tout, rivaliser sans rougir avec des systèmes très sophistiqués.

 

Le coeur du stéréoscope est son optique. Et parmi les diverses formes de lentilles qui ont été, ou qui restent encore exploitées par les différents dispositifs de visualisation,  nous nous sommes intéressés à un modèle particulier, les lentilles dites prismatiques, et cela pour plusieurs raisons: La première est qu’elles offrent une excellente qualité optique particulièrement adaptée au stéréoscope que nous avons l’intention de construire,  la seconde est qu’il est possible d’en réaliser soi-même !

LentillesPrismatiques

L’image ci-dessus présente de véritables lentilles prismatiques en verre, identiques à  celles qui équipaient autrefois les stéréoscopes de Brewster et de Holmes. Alors que le premier était destiné à visionner des positifs sur plaques de verre par transparence, le second permettait l’utilisation de tirages papier. C’est une version inspirée de ce second modèle que nous proposons de réaliser.

stereoscopesbrewsterholmes

La littérature spécialisée de l’époque apporte des informations sur la réalisation des lentilles prismatiques . Elles étaient obtenues par des découpes effectuées sur une lentille biconvexe en verre d’une dizaine de centimètres de diamètre et d’une vingtaine de centimètres de focale.

decoupelentilles2L’illustration ci-dessus est extraite d’un ouvrage de 1894: Le stéréoscope et la photographie stéréoscopique par F. Drouin

 

Réaliser soi-même de telles tailles dans du verre est peu envisageable.  Mais on trouve dans le commerce des loupes à ouvrage en matière plastique qui offrent des caractéristiques assez proches de celles des lentilles biconvexes autrefois utilisées.

ConstStereoscope1

Les deux éléments que nous avons découpés mesurent chacun 3,2 cm de large et 3,4 cm de hauteur. L’adhésif en papier de grande largeur nous aura permis, à la fois de tracer les lignes de découpe mais également de protéger les surfaces supérieures et inférieures qui sont relativement fragiles.

Les images ci-dessous présentent nos deux lentilles prismatiques : à gauche, telles qu’elles étaient disposées dans la loupe, et à droite, telles qu’elles seront orientées dans notre stéréoscope.

 

Lentilles

 

Le corps du stéréoscope est réalisé en carton disposant d’une face noire. Les photographies suivantes le présentent, assemblé.

 

stereoscopemaison

stereoscopemaison2

 

 


 

Pour tester le dispositif, un couple stéréoscopique a été réalisé. Le format de l’image est adapté à la dimension des impressions (10 x 15 cm) proposée par les bornes photographiques les plus courantes.

Si vous désirez vous-même imprimer cette image, une version de ce couple sous la forme d’une image JPEG d’une résolution  de 4918 x 3279 pixels (7,86 Mo) est proposée en téléchargement: Faire un clic droit sur l’image ci-dessous et sélectionner « enregistrer la cible du lien sous …  »

 

carte_7585c980

 

 

Le couple stéréoscopique que nous avons réalisé présente les 2 captures selon une disposition traditionnelle qui est destinée à une vision dite en « parallèle ».

 

Voici ci-dessous, en bonus, une version « croisée » du couple. Elle est destinée aux amateurs éclairés à même de visionner ce type d’image directement depuis cette page web :)

 

Carte_7585c980Croise2

 

 

Pour être correctement exploitée, l’image doit être parfaitement plane. Pour cela, le tirage photographique devra être collé sur un support rigide découpé dans du carton. Une dimension de 17,8 mm x 9 mm permettra, non seulement, sa visualisation sur un véritable stéréoscope de Holmes…

 

carteetholmes2

 

…  mais aussi, et surtout, sur notre stéréoscope « homemade » !

 

carteetstereo2


 

A la manière d’une Google Cardboard, notre stéréoscope peut également être utilisé pour visionner le couple stéréoscopique depuis un téléphone mobile en bénéficiant de la qualité optique de notre lentille prismatique (il suffit de copier le fichier JPG dans le répertoire « Camera » du téléphone puis de lancer l’affichage de l’image.

 

mobileetstereo2

 

A suivre…

 

Stéréoscopie vs Multiscopie

ana-P1010626rs

L’anaglyphe ci-dessus est destiné à démontrer les limites de la perception d’une scène à travers une simple image stéréoscopique. La tête apparait ici en jaillissement (le mur vertical, dans laquelle cette sculpture est encastrée, est positionné en très léger retrait du plan image). Une visualisation correcte d’une telle image impose, et c’est là une véritable contrainte, une position relativement précise de l’observateur : ce dernier devant être placé face à son écran et à une distance adaptée à sa dimension (dans notre cas : une soixantaine de centimètres pour un écran 23″).
Les problèmes vont apparaitre lorsque l’observateur, désireux de découvrir cette étrange sculpture sous un angle différent, sera tenté de se déplacer latéralement devant son écran : Ce déplacement n’aura malheureusement pour effet que de distordre les volumes !

CaptureDroite-Gauche

Couple stéréoscopique croisé présentant les 2 captures qui ont été utilisées pour produire l’anaglyphe présenté plus haut.

Mais ce qui est vrai pour l’anaglyphe, l’est tout autant pour les autres formats d’images visibles aujourd’hui sur la plupart des écrans 3D (qu’ils soient à alternat temporel ou polarisés). D’autres solutions proposent cependant, dans certaines conditions, le multi-point de vue : on peut citer les dispositifs de tracking associés à des écrans 3D, les systèmes lenticulaires ou à barrière de parallaxe, l’holographie, les afficheurs volumétriques, ou d’autres dispositifs plus confidentiels.

Le nombre de points de vue proposés par ces derniers systèmes peut varier considérablement selon les technologies et les applications. Leur production ne pose guère de difficultés avec des images modélisées (la multiplication des cameras virtuelles n’a d’incidence que sur le temps de calcul), mais pour des captures de scènes réelles, les choses deviennent beaucoup plus compliquées !…
Elles peuvent être envisagées:
– par l’utilisation d’un appareil de capture unique se déplaçant sur un rail (une solution qui n’est guère possible qu’en studio et pour des scènes parfaitement immobiles),
– par l’utilisation d’un rig d’autant d’appareils de prise de vue que d’images à produire (une solution plus que complexe et coûteuse à mettre en oeuvre),
– soit par la production de nouvelles images à partir d’un nombre limité de captures réelles.

C’est cette dernière solution que nous allons mettre en oeuvre en faisant appel à un logiciel spécialisé : il s’agit de StereoTracer de la société Triaxes Ltd.
Nous allons, à l’aide de cette application, travailler en 2 étapes :
– La première, va consister à générer une carte de profondeur (une « depth map ») à partir de notre couple d’images,
– La deuxième étape va solliciter le logiciel pour, cette fois, générer de nouvelles images, à partir de la depth map et de l’une des deux photographies initiales.

Ces 2 étapes du traitement sont illustrées ci-dessous :

StereoVsMulti2-1
La production de la Depth-map …

StereoVsMulti2-2
… et ensuite de la série d’images.

Ce sont ici 12 images que nous avons fait générer par StereoTracer. Nous les présentons ci-dessous sous la forme d’une gif animée produite à l’aide de Gimp.

AnimationStereoVsMulti

Cette animation peut évoquer certaines représentations d’images en relief qui font alterner les 2 images d’un couple stéréoscopique (effet dit « wiggle »). Elle intègre cependant un nombre bien supérieur d’images. Ce sont en effet ici pas moins de 22 images qui se succèdent pour chaque cycle d’affichage : le déroulement se faisant d’abord dans un sens, puis dans l’autre afin de revenir à la première image de la série : img1, img2, img3, img4, img5, img6, img7, img8, img9, img10, img11, img12, img11, img10, img9, img8, img7, img6, img5, img4, img3, img2.

Mais n’est présentée ici qu’une succession d’images 2D que nous envisageons, maintenant, de remplacer par des anaglyphes.
Le format gif, qui a l’avantage de produire des fichiers relativement légers, a cet inconvénient en contrepartie, de n’exploiter qu’une palette de couleurs très réduite. Utiliser ce format pour créer des animations d’anaglyphes est peu concevable. Le PNG, qui serait bien mieux adapté, ne pouvait être exploité qu’en image fixe jusqu’à l’apparition très récente d’une extension (non officielle) à ce format qui est l’APNG. Le poids des animations s’accroit quelque peu ( !) avec l’APNG, mais ses avantages sont considérables : gestion des images 24-bits et transparences 8-bits. Aujourd’hui, seuls 2 navigateurs sont capables d’exploiter totalement l’APNG : Mozilla firefox depuis sa version 3 et Opera depuis sa version 9.5.
Un certains nombres d’outils sont disponibles pour créer des animations au format APNG. Nous avons utilisé ici le plug-in APNG Editor de Firefox.

Pour produire les anaglyphes, nous avons associé par couples les images de notre série.

CreaAnimAPNG

L’anaglyphe A1 est créé à partir du couples d’images 1 et 7, l’anaglyphe A2 avec les images 2 et 8, etc…

Notre séquence d’anaglyphes sera donc composée de : A1, A2, A3, A4, A5, A6, A5, A4, A3 et A2, soit de 10 images.

La copie d’écran suivante présente APNG Editor en cours de création de l’animation.

CreaAnimAPNG2

Le poids des fichiers APNG devient vite considérable. L’image qui suit, volontairement limitée à une dimension de 329×263 pixels pèse tout de même 2,58 Mo (en 658×526, son poids monterait à 10.3 Mo,…).

animation-APNG

Rappelons qu’il est nécessaire de disposer d’un navigateur compatible avec le format APNG pour que l’animation puisse être visionnée. Dans le cas contraire, l’image n’apparaitrait que sous la forme d’un traditionnel anaglyphe au format PNG, c’est à dire, désespérement statique.