TPE 3D
Polarisation :
La polarisation signifie, par définition, la propriété des ondes vectorielles. C’est à dire une onde pouvant osciller selon plus d’une orientation, il est possible de lui imposer une orientation particulière en la faisant traverser un filtre polarisant. Ce principe de polarisation a été découvert par Etienne Louis Malus en 1808. L'année suivante, il publie un document sur sa théorie de la polarisation de la lumière.
Mais ce n’est seulement qu’en 1980 que la cinématographie utilisera le procédé de polarisation pour améliorer la vision du 3D. Actuellement, la compagnie IMAX est celle qui utilise le plus cette méthode de projection 3D. Les films les plus connus qui utilisent l’ « IMAX 3D » sont Avatar, Gravity et The Amazing Spider-Man.
1) La Polarisation Passive
Comment ça marche?
La polarisation, au cinéma, donne un effet 3D grâce aux ondes de lumières projetées. Pour cela on met un filtre polarisé devant les deux projecteurs, un filtre polarisé différent pour chaque projecteur. Un filtre polarisé est un filtre muni de cristaux microscopiques et d’une feuille de gélatine. Grâce à un champ magnétique, on peut mettre les cristaux dans le sens que l’on souhaite ce qui fait que l’on peut avoir des ondes horizontales ou verticales. Il est très important à ce que les cristaux soient mis à équidistance l’un de l’autre sinon ça ne marche pas.
Ensuite, nous avons donc deux ondes différentes projetés sur un écran métallisé qui va refléter ces deux ondes aux spectateurs. Si les spectateurs regardent cet écran sans lunettes polarisées, ils verront deux images superposées, légèrement décalées et floues. Mais grâce aux lunettes ils pourront voir en 3D.
Source: Google Image: Les Lunettes Polarisée
Reconstitution d'une salle de cinema projetant du 3D polarisé
Maintenant, comment fonctionnent les lunettes polarisées ? C’est très simple, le système est similaire à celui de l’anaglyphe. C’est à dire que le spectateur va percevoir l’image polarisée du projecteur de droite (une onde horizontale) avec son œil droit et va percevoir l’image polarisée du projecteur de gauche (une onde verticale) avec son œil gauche. Les lunettes polarisées permettent ceci car elles ont un côté droit qui va recevoir la même onde que le projecteur droit et le côté gauche va recevoir la même onde que le projecteur gauche. Ceci permet à l’œil gauche et l’œil droit de voir les images mais légèrement séparées et ainsi d’interprétés un relief dans le film visionné. Pour que les lunettes puissent faire cette différence entre les ondes vectorielles, elles sont construites de façon similaire aux filtres polarisés. C’est à dire que le filtre de droite de la lunette a un liquide cristallisé dont les cristaux sont mis de même façon que le filtre polarisée du projecteur droit, et donc pareil avec le filtre gauche de la lunette qui a les cristaux mis dans le même sens que le filtre polarisée du projecteur gauche.
Source: www.dhgate.com
Source: Google image: La polarisation au cinema
Schema des lunettes 3D polarisée Lunettes polarisé IMAX
La Polarisation Rectiligne:
La polarisation rectiligne est la forme la plus connue de polarisation. Elle est nommée ainsi car les ondes projetées sont droites, qu’elles soit horizontale ou verticale. Lorsque l’on visionne un film en 3D avec cette forme ci de polarisation, notre œil gauche reçoit une onde verticale et notre œil droit reçoit une onde horizontale.
Les cinémas utilisent le plus cette technique puisque il est le plus simple a mettre en place. C’est la technique de 3D la plus efficace et performante tout en étant la moins onéreux.
Source: Google image: La polarisation au cinema
La lumière est émise par le projecteur à gauche, l'onde se propage de façon irrégulière. Lorsqu'elle traverse le filtre polarisant (au milieu), l'onde est filtré par rapport aux sens que l’on a imposé aux cristaux du filtre polarisant. Après le passage à travers le filtre l’onde se propage verticalement.
2) La Polarisation Active
Plusieurs entreprises dont Sony 3D, 3D Xpand, et Panasonic emploient la polarisation active pour produire un effet 3D. Celle-ci consiste à diffuser des images à partir de l’écran, qui sont destinées pour l’œil droit en bloquant la vision de l’œil gauche ou vice-versa puis en répétant ce procédé très rapidement afin que les deux images fusionnent dans le cerveau. La polarisation active nécessite le port de lunettes à obturateurs. Chaque lentille des verres est remplie de cristaux liquides qui ont la propriété de devenir opaques ou transparents. Ces lentilles bloquent consécutivement la vision d’un des yeux (144 fois par seconde) et permet ainsi la vision du 3D en superposant ces deux images.
L’avantage de ce procédé est qu’il permet de garder la résolution complète des images, contrairement à la polarisation passive qui est privée de la moitié de la résolution initiale. De plus, cette technique permet de visualiser toutes les couleurs en 3D, ce qui n’est pas possible avec l’anaglyphe car deux couleurs seront toujours distinguées par seulement un des filtres.
https://www.youtube.com/watch?v=im5-Zy3y1eU
3) Les incovénients de la polarisation:
Le plus grand inconvénient de la polarisation est la forme de polarisation rectiligne. Le problème est que si un spectateur incline sa tête, les ondes peuvent passer dans le mauvais côté des lunettes. C’est à dire que les images perçues seront inversées, l’œil gauche verra l’œil droit et vice versa. Ceci, bien évidement, empêche de bien visionner le 3D.
C’est pour cela qu’il y a dorénavant, une polarisation circulaire ou une polarisation elliptique.
La polarisation circulaire est une technique de polarisation qui émet des ondes non rectiligne mais circulaire. C’est à dire que les ondes ce déplacent en cercle, on peut imaginer l’onde se déplacant comme un tire-bouchon. Ici contrairement à la polarisation rectiligne, nous avons une onde circulaire pour chaque œil. C’est à dire que l’œil de gauche aura une onde polarisée circulaire gauche de l’image du projecteur gauche et l’œil droit aura une onde polarisée circulaire droite de l’image du projecteur gauche. Pour qu’il y est une différence au niveau des ondes, les deux ondes sont projetées avec un sens de roatation differente: un côté va tourner dans un sens trigonométrique tandis que l'autre tournera dans le sens inverse. Au niveau des lunettes, pour que les filtres des lunettes puissent faire la différence entre les ondes, les filtres sont construits de maniere à ce que la lumiere ne traverse qu'un polariseur dont le sens de rotation est le même que le sien. Nous pouvons simuler cela par l'interaction vis/écrou: une vis ne peu rentrer que dans un écrou qui à le même sens que lui, il n'entre pas dans les écrous inversés. Cette technique permet au spectateur de pouvoir bouger librement sans être gêné. Elle est en train de remplacer rapidement la technique de polarisation rectiligne, surtout dans les parcs d'attractions où il y a des attractions comme des labyrinthes en trois dimensions où il faut pouvoir regarder en haut, en bas, à droite et à gauche. Le seul inconvénients à cette technique est que les lunettes polarisées circulaire sont plus couteuses que celle à polarisation rectiligne.
(Source: http://tridimension-technologies.e-monsite.com)
(Source: Wikipedia Polarisation optique)
La polarisation elliptique est une technique qui n’est pas encore utilisé dans le monde du cinéma. Elle consiste a envoyé des ondes de formes ovale. Le système est similaire à la polarisation circulaire, elle est filtré en fonction de sa rotation.
(Source: Wikipedia Polarisation optique)
De plus la polarisation détient également de nombreux problèmes. Pour la polarisation active le prix des lunettes est beaucoup plus cher que celui pour l’anaglyphe ou la polarisation passive. La luminosité de l’image est également réduite de moitié car seulement un des yeux perçoit l’image à un certain instant. On observe le même effet que si l’on portait des lunettes de soleil en regardant la télévision.
