TPE 3D
Nouvelles technologies : Auto-stéréoscopie et Autres
1) Réseau lenticulaire
L’auto-stéréoscopie est une technique permettant la vision de l’effet 3D sans le port de lunettes spécialisées. Ce principe existe depuis le XXe siècle pour des images fixes et les photographies qui sont basés sur la plus ancienne technique, les réseaux lenticulaires. L’illusion du 3D est rendue grâce à l’emplacement d’un réseau de microlentilles, situé au-dessus de l’image que l’on désire voir en 3D. Ceci permet de réfracter la lumière à partir de colonnes de pixels adjacentes à différents emplacements d'affichage à la distance de visionnage idéale afin que chacun des yeux de l'observateur voie seulement la lumière provenant d’une alternance de colonnes de pixels. Ainsi l’œil droit va que voir les pixels de couleur cyan et l’œil gauche va percevoir seulement les pixels de couleur rouges ce qui revient au principe d’anaglyphe créant l’effet 3D.
Le réseau lenticulaire n’a cessé d’être perfectionne à travers le XXe siècle, notamment grâce à Harry Hess en 1912, qui a évité la perte de lumière des images vues par lumière transmise. Un avantage supplémentaire est que la position de l'observateur est moins restreinte par rapport aux autres techniques d’auto-stéréoscopie.
L’entreprise Philips a également résolu un problème important avec les affichages électroniques au milieu des années 1990 en inclinant les lentilles cylindriques par rapport à une grille de pixels sous-jacente. Basé sur cette idée, Philips a produit sa ligne de WOWvx jusqu'en 2009 avec une résolution de 3840 × 2160 pixels et avec 46 angles de vue. La superposition du matériel pour iPhone et iPod touch, nommé 3DeeSlide, adopte également cette technologie pour convertir l'écran standard dans un affichage 3D auto. Cependant, les grandes entreprises estiment que l’arrivée de télévisions utilisant le réseau lenticulaire dans les foyers ne pourra se produire vraisemblablement qu’à partir de 2016.
Le réseau lenticulaire a récemment été présenté au Computer Electronics Show (CES) à travers deux entreprises géantes qui ont utilisé ce procédé pour produire l’effet 3D sur les écrans de télévision. Ce sont Ultra D et Toshiba dont on peut voir le résultat sur cette vidéo. Ces nouvelles technologies étaient encore à l’étape de prototype lors de cette conférence car il n’y avait pas assez d’angles de vues possibles pour visionner l’effet 3D. Cependant, ce problème a été enjambé par l’installation d’une webcam qui détecte les yeux du spectateur et règle son réseau lenticulaire pour une vison optimale. Elles sont donc actuellement en vente sur le site http://www.ultra-d.com/where-to-buy par exemple.
Source : www.gameblog.fr Source: www.cafegaming.fr
2) Barriere parallaxe
Un autre procédé d’auto-stéréoscopie est ce que l’on appelle la barrière parallaxe qui montre un intérêt particulier pour les images animées et les vidéos.
Une barrière de parallaxe est un dispositif placé devant une source d'image, tel qu'un filtre qui renvoie en alternance les points de vue destinés à l'un ou l'autre des deux yeux afin de lui permettre d'afficher une image stéréoscopique sans qu'il soit nécessaire pour le spectateur de porter des lunettes 3D.
Le principe de la barrière parallaxe a été initialement inventé par Auguste Berthie et par Frédéric E. Ives, qui ont fait et ont présenté la première image auto-stéréoscopique fonctionnelle connue en 1901.
Près d'un siècle plus tard, l’entreprise Sharp a été la première à avoir incorporé la barrière parallaxe dans un écran LCD ordinaire afin de contrôler le chemin emprunté par la lumière pour atteindre l’œil gauche et l’œil droit, créant ainsi un effet de profondeur. Nintendo a également mis en place cette technologie sur sa dernière console de jeu portable, la Nintendo 3DS. L’intensité de l’effet sur cette console peut être réglée en restreignant la quantité de lumière qui passe à travers la barrière parallaxe jusqu’au point où celle-ci disparait et l’image devient 2D.
Cependant, cette technique a aussi beaucoup d’inconvénients notamment le fait qu’il faille une distance particulière qui doit rester la plus invariable possible sinon le résultat est que l’on voit plusieurs images superposées et non en 3D. Ceci explique la raison pour laquelle on n’utilise pas l’auto-stéréoscopie dans les cinémas, puisqu’il existe beaucoup d’angles de vues possibles. De plus ce procédé peut fatiguer énormément les yeux et est déconseillé aux enfants de moins de 7 ans. En outre, puisque l’on perçoit deux images différentes, la résolution va être divisée par deux et la luminosité également.
Source des images : www.3d-forums.com
Voici une vidéo qui nous présente la barrière parallaxe qui est
actuellement utilisée par LG pour le "Autoreostopic 3D TV"
3) Nouveautés du XXIe siècle
Projecteurs Lasers:
La plus récente et plus importante nouveauté concernant le 3D au cinéma est le projecteur laser. Ce nouveau système est plus confortable à regarder car il s’est débarrassé de la polarisation (pourtant utilisée dans 99% des cinémas 3D. Nous avons vu que cette dernière technique consiste à utiliser un seul projecteur afin de diffuser deux vidéos alternant rapidement, chacune captée selon une perspective légèrement différente par rapport à l'action. Mais un effet secondaire de cette méthode est que le film apparait de façon plus sombre qu'il ne l’est en 2D.
Les projecteurs lasers 3D permettent non seulement de fournir des images plus nettes et plus vives (en luminosité), mais également un meilleur contraste, des couleurs plus naturelles, une résolution plus haute, un taux de trame plus réaliste qui dans l’ensemble pourrait finalement se rapprocher de la qualité des images d'un film en 2D.
Les lasers ne sont pas activés directement sur les écrans, mais sont entièrement contenus dans le projecteur de la caméra numérique. Au cœur de ces machines il existe des puces électroniques (plaquette sur laquelle est gravé un microprocesseur) qui sont modulatrices de la lumière (« spatial light modulator chips »). Ces puces sont généralement fondées sur des appareils de micro-miroirs numériques qui reflètent les rayons de lumière venant du projecteur. Ces puces, qui mesurent seulement quelques centimètres de diamètre, contiennent ensemble jusqu'à 2 mètres de miroirs en aluminium qui peuvent être contrôlés individuellement pour refléter les rayons de la lumière incidente. A Chacune de ces puces correspond un pixel de résolution, et l’image projetée est établie en combinant des faisceaux de couleurs primaires à partir de trois puces modulatrices, la synthèse additive.
Cependant les projecteurs lasers ne sont pas sans problèmes. Ils souffrent d'un phénomène appelé « speckle », un effet visuel laid constitue de tâches produit par des ondes de même fréquence qui interfèrent les unes avec les autres. Les lasers sont aussi très chers, jusqu'à $500,000 par projecteur, malgré le fait qu’une telle machine permet théoriquement d'économiser beaucoup d'électricité.
Source: http://gizmodo.com/
Source: www.cdiscount.com
Dolby 3D (Wavelength multiplex visualisation):
Dolby 3D emploie des lunettes passives pour produire son effet 3D. Cette technique est actuellement mise en place dans 3700 cinémas dans le monde cependant elle n’a toujours pas fait d’apparition dans les domiciles.
La rétine de l’œil est sensible aux longueurs d’ondes variant de 400 nm (violet) à 800 nm (rouge). Les cônes qui sont présents sur la rétine sont sensibles aux trois couleurs primaires (rouge, vert et bleu) d’où le fait que l’homme a une vision trichromatique et la présence de plusieurs longueurs d’ondes permet de visualiser tout le spectre. L’entreprise allemande Infitec (Interference Filter Technology) est la première à utiliser ces propriétés de la vision humaine pour créer l’effet 3D. Ce procédé consiste à projeter l’image pour l’œil gauche en utilisant un certain ensemble de longueurs d’ondes rouge, verte et bleue et pour l’œil droit un ensemble légèrement différent de longueurs d’ondes comme on peut le voir sur le graphique ci-dessous. Les lunettes passives utilisées ont des filtres qui laissent passer des longueurs d’ondes différentes entre elles et donc permet aux deux yeux de visualiser deux images légèrement décalées.
Le projecteur utilisé pour Dolby 3D est équipé d’un filtre rotatif qui est divisé en deux parties. Une partie filtre les longueurs d’ondes provenant de la source de lumière dans un certain ensemble et l’autre moitié filtre la lumière dans un autre ensemble de longueurs d’ondes.
L’avantage principal de ce procédé est qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser un écran métallisé (« silver screen ») ce qui permet de supprimer les images fantômes et d’avoir des couleurs plus accentuées.
www.kinotechnologies.wordpress.com
Visiocasque:
Une des plus grandes nouveautés de ces dernières années est le visiocasque. C’est un appareil en forme de casque qui a un écran d’affichage en face de chaque œil ou un pour les deux yeux. Le plus connu et technologiquement avancé actuellement est le Oculus Rift. L’écran numérique se situe à quelques centimètres des yeux. Deux lentilles sont placées en face des yeux qui permettent de créer l’effet stéréoscopique et d’augmenter le champ de vision de 90 dégrées en horizontal. Puisque l’écran numérique est placé au niveau du plan focal, on obtient une image virtuelle qui semble aller jusqu’à l’ infini. L’appareil utilise la combinaison de 3 outils : accéléromètres, gyroscopes et magnétomètres pour suivre le mouvement de la tête afin de provoquer un effet d’immersion du consommateur dans le monde virtuel. Afin d’apercevoir de la profondeur dans l’image (3D), l’Oculus Rift projette deux images cote à cote chacune destinée pour un œil spécifique. La superposition des images dans le cerveau permet de créer un effet stéréoscopique cependant la résolution des images est réduite. D’autres visiocasques utilisent d’autres procédés pour atteindre un effet 3D comme par exemple en alternant les images de droite et celles de gauche très rapidement dans un système similaire à celui de la polarisation active, ceci s’appelle le multiplexage dans le temps.
Les visiocasques sont aujourd’hui principalement utilisés pour les jeux-vidéos cependant ils peuvent aussi servir d’entrainement pour les forces militaires. Ils jouent également un rôle important dans l’aviation (principalement les avions de chasse) car ceci permet d’afficher des informations utiles ou des cartes pour le pilote.
laruche.com
