La vision 3D : Images anaglyphes

 

Voici des schémas portant sur l'explication de la vision en trois dimensions par l'utilisation d'images anaglyphes. Nous vous suggérons d'expérimenter avec images et filtres divers avant de lire ces explications.

Voyons d'abord un exemple d'image en rouge et bleu :

Plan1

Dans ce premier plan, nous expliquons ce qui se passe lorsque nous observons des images anaglyphes. Une image anaglyphe est caractérisée par un léger décalage de couleurs. On dirait que l'impression du document a été mal faite ! En réalité, c'est le dessinateur qui l'a voulu. Ce qui doit être vu dans le plan « normal » de l'image à voir doit être laissé en tons de gris. Ce qui doit être vu en avant-plan ou en arrière-plan est dessiné en couleur. Dans notre exemple, l'image anaglyphe est représentée par les bandes obliques blanches, rouges et bleues délimitées par le tracé noir. Un observateur possédant le bon matériel verrait toutes les bandes dans un même plan, sauf deux qui apparaîtraient en avant-plan. Pourquoi ?

Si on veut voir notre image en trois dimensions, il faut placer des filtres de couleur devant ses yeux, filtres habituellement montés dans un cadre de lunettes pour plus de confort. Par exemple, ici, l'image est en rouge et en bleu. Les lunettes utilisées devront donc comporter des filtres rouge et bleu. Comment les placer ? Si on a l'impression que le dessinateur a voulu faire une image en avant-plan et que le rouge est à droite sur l'image, on place alors le filtre bleu vis-à-vis de notre œil droit. L'œil gauche est alors recouvert du filtre rouge, de même que le bleu sera à gauche sur l'image. On peut aussi faire un essai. Si ce qui doit être logiquement en avant-plan se retrouve mystérieusement en arrière-plan, c'est qu'il faut tourner ses lunettes ! (Cette méthode n'est pas infaillible, nous vous dirons pourquoi plus loin.)

L'exemple illustre très bien ce qui se passe avec les rayons lumineux pour faire apparaître la troisième dimension. L'œil gauche, caché par le filtre bleu, ne discerne plus les rayons bleus et ne voit que le « noir » (en fait, l'absence de couleur) créé par l'absorption du rouge. L'œil droit, lui, ne discerne plus les rayons rouges à travers le filtre rouge et ne voit que le « noir » des rayons bleus. La convergence des rayons devant l'image fait apparaître la bande plus près qu'elle ne l'est en réalité. Plus les deux couleurs seront décalées, plus la bande semblera s'approcher de l'observateur. L'inverse est aussi vrai. Passons maintenant à un autre exemple.

Si on inverse les couleurs de l'image, voici ce que l'observateur voit :

Plan2

Dans ce second exemple, on a inversé les couleurs sur le dessin. Plutôt que de placer le rouge à droite et le bleu à gauche, on a rempli les bandes en mettant le bleu à droite et le rouge à gauche. Qu'est-ce que ça change ? Cette fois-ci, la convergence des rayons se fait derrière le plan et les bandes semblent s'éloigner de l'observateur. Cela constitue l'arrière-plan de l'image. Encore une fois, plus les couleurs sont décalées, plus l'effet de profondeur est grand (dans l'exemple, C est plus éloigné que D).

Y a-t-il d'autres façons de modifier les effets ? Passez à l'exemple suivant.

Si on tourne l'image par rapport à son axe vertical, ce que l'observateur perçoit comme profondeur est différent de l'image originale :

Plan3

Cette fois-ci, l'image du premier exemple a été retournée sur son axe vertical. Vous le voyez, les bandes, qui étaient inclinées vers la droite, le sont maintenant vers la gauche. Ainsi, ce qui apparaissait en avant-plan (A et B) est passé à l'arrière-plan (E et F). Encore une fois, le dessin de la convergence des rayons démontre très clairement le phénomène. Il est à noter que nous n'avons pas modifié d'autres paramètres pour cet exercice.

Une autre façon de modifier les effets sur les images anaglyphes ? En fait, c'est une méthode que nous avons déjà énoncée plus haut. Il s'agit de se tromper et d'inverser ses lunettes !

Si l'observateur inverse les filtres de couleur devant ses yeux, il voit :

Plan4

Toujours par rapport au premier exemple, il s'agit cette fois de remplacer le filtre bleu par le rouge et vice-versa. Ce qui était en avant-plan (A et B) passe ainsi à l'arrière-plan (G et H). Si on avait eu des bandes à l'arrière-plan dans le premier exemple, elles seraient elles aussi passées dans un plan contraire (avant-plan). Nous avions dit que pour savoir si nos lunettes étaient bien placées, il suffisait de regarder si la « logique » des plans était respectée (si ce qui doit être en avant-plan, par exemple, l'est effectivement). En fait, c'est un peu plus compliqué que cela.

En effet, entre ce que notre œil voit et ce que le cerveau interprète, il peut y avoir une grosse différence ! Voici un exemple. Supposons que l'image anaglyphe que vous observez est une belle photo de paysage, un petit chalet suisse dans les Alpes, par exemple. Le chalet, tout en gris, est dans le plan « normal ». Les montagnes, qu'on veut placer en arrière-plan, sont en couleur et il y a un petit bosquet d'arbres, en avant du chalet, qu'on dessine en couleur. Vous faites un essai pour placer correctement vos lunettes et vous vous trompez de côté. À cause de votre erreur, vous devriez voir les montagnes en avant-plan, donc devant le chalet. Et le bosquet en arrière-plan, très loin du chalet. Mais votre cerveau ne veut pas assimiler une telle information et vous laisse croire que les montagnes sont en arrière-plan et le bosquet, en avant-plan! Il suit la logique de l'expérience. Une autre possibilité, c'est que l'effet de profondeur n'apparaisse pas vraiment. C'est la raison pour laquelle nous disions que la méthode par essais et erreurs n'est pas infaillible.

C'est pourquoi une convention est en train de s'établir dans le monde des concepteurs d'images anaglyphes. De plus en plus, les images sont faites pour que le filtre rouge de la lunette soit placé à gauche. Certains donnent des raisons plutôt ésotériques à cela (par exemple, que l'inscription « eau chaude » est inscrite en rouge sur les robinets et que l'eau chaude est toujours à gauche ; ou encore que rouge à gauche et bleu à droite, c'est l'orientation standard des couleurs de navigation nautique ou aérienne), mais la raison n'est pas très importante dans ce contexte !

Nous terminons avec un dessin qui illustre ce qu'il advient des rayons qui passent à travers le filtre de couleur. Nous avons changé le bleu pour du vert, puisque c'est une autre possibilité de combinaison de couleurs qui existe dans le domaine des images anaglyphes :

Plan5

Commençons par l'explication du dessin d'en haut. On voit bien qu'on ne distingue plus le rayon rouge qui nous parvient de l'image une fois que le tout est observé à travers un filtre. Comme tout nous apparaît déjà rouge, quelle différence ? Le rayon vert, lui, est absorbé par le filtre et il ne nous reste que l'absence de couleur à observer, ce qui se traduit par un trait noir. Ce qui était dessiné en gris reste gris.

Même chose pour le dessin du bas. Le rayon vert n'est plus distingué par l'œil à travers le filtre vert. Et le rouge est absorbé, laissant un trait noir dans la vision de l'observateur. Évidemment, le gris reste encore gris.

Il est important de choisir les mêmes couleurs pour faire les images anaglyphes et les lunettes, sinon on aura un effet de « fantômes » causé par l'absorption partielle des couleurs. Plus le spectre de la lunette est large, plus la présence de fantômes se fera aussi sentir. Finalement, il est important de calibrer les lunettes quand on regarde des images avec un écran d'ordinateur ; parfois, plusieurs épaisseurs de filtre seront nécessaires pour palier à la plus ou moins grande luminosité de l'écran. La fatigue oculaire sera moindre si la lunette est bien calibrée. Un exemple de test se retrouve sur un site suggéré dans la liste des sites Internet pertinents.

Enfin, il est important de se rappeler que ce ne sont pas tous les gens qui voient très bien ce genre d'images. En fait, on dit que seulement 30 % des gens ont une bonne vision en trois dimensions. Il est donc important de prendre son temps, de se procurer de bonnes lunettes (voir les suggestions dans la liste de sites web) ou de s'en fabriquer soi-même (voir annexe) en tenant compte que ça ne sera jamais parfait. Puis il faut se dénicher de bonnes et belles images, qui susciteront notre intérêt et inciteront notre cerveau à « pousser » les effets de profondeur. Dans ce sens, la venue des appareils-photos numériques semble être une voie intéressante puisque n'importe qui peut s'improviser « dessinateur d'images anaglyphes ». Il suffit de trouver un appareil et un logiciel de montage photo et de laisser aller son imagination.

Amusez-vous bien!