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Caméra 3D
Une caméra 3D est un système composé de 2 caméras qui permet l'acquisition de 2 images simultanément correspondant à la vue droite et gauche de l'observateur [1].
Ce système permet une diffusion sur un téléviseur 3D afin de restituer par des méthodes de polarisation passive ou de 3D sans lunettes un relief pour les images.
Historique
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Le premier procédé de vision stéréoscopique est né peu après l'invention de la photographie : en 1858, le physicien français Joseph d'Almeida invente le premier procédé de projection de diapositive en relief, les anaglyphes[2]. Ce procédé est encore utilisé mais le mauvais rendu des couleurs le rend inapplicable au cinéma.
Le premier film connu, projeté pour un public payant date du 10 juin 1915 (New York, procédé anaglyphe)[3].
Les frères Lumières utilisent également le principe des anaglyphes avec des lunettes à filtres mauves et jaunes[4].
Dans les années 1950 se développe un nouveau procédé à base de diffusion utilisant la polarisation.
Principe de la caméra 3D
[modifier | modifier le code]Vision stéréoscopique
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La vision stéréoscopique désigne le principe de vision binoculaire utilisant deux images : une image droite et une image gauche. C'est cette vision binoculaire qui est à l'origine de la perception de la profondeur et de la distance. [5]
Une caméra 3D reproduit le fonctionnement de la vision binoculaire par l'utilisation de 2 caméras. Comme pour les yeux, l'orientation des caméras permet de déterminer un point de convergence. Pour les yeux, ceci correspond à une mise au point nette.
Notion de baseline
[modifier | modifier le code]On appelle baseline la distance entre les 2 capteurs des 2 caméras utilisées. La baseline utilisée dépend de l'application choisie. En effet plus la distance de convergence souhaitée est grande plus il faut écarter les caméras.
Fabrication pratique
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Pour réaliser une caméra 3D il faut imperativement que les deux images droite et gauche soient prises en même temps, ce qui impose une synchronisation des deux caméras. Les caméras 3D de cinéma utilisent une synchronisation externe par un générateur d'impulsion appelé Genlock.
Système utilisant une juxtaposition de caméras 2D
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Pour des caméras de petite dimension ou dans le cas de baseline importante, il est possible de simplement juxtaposer deux caméras 3D en s'assurant de leur alignement.
Exemples d'applications
[modifier | modifier le code]- Certaines caméras 3D grand public [6]
- Les caméras 3D utilisées en stéréovision
Rig 3D
[modifier | modifier le code]Dans le cadre de tournage 3D à but cinématographique, les systèmes d'acquisition d'image sont plus imposants et il n'est pas possible de juxtaposer les 2 caméras. On utilise donc un rig 3D qui permet à l'aide d'un miroir semi-réfléchissant de dupliquer l'image à acquérir.
Le miroir semi-réfléchissant permet la transmission de l'image et l'envoi d'une réflexion perpendiculairement à l'axe optique où est placée une seconde caméra. Les 2 caméras n'étant pas physiquement sur le même axe optique il est possible de les rapprocher jusqu'à superposition.
Cette technique a pour limite dans le cadre du cinéma :
- La nécessité d'utiliser des optiques appairées pour les 2 caméras afin d'avoir la même qualité d'image
- La perte de luminosité d'un facteur 2 puisque la moitié de la lumière est utilisée par chaque caméra.
Problématiques liées à la 3D
[modifier | modifier le code]Aberrations 3D
[modifier | modifier le code]Roll
[modifier | modifier le code]Le roll désigne un angle entre l'image de droite et l'image de gauche. Ce défaut entraîne une fatigue visuelle et une mauvaise perception 3D. Elle peut être corrigée numériquement mais avec une perte de la qualité d'image.
Y-shift
[modifier | modifier le code]Y-shift désigne un décallage vertical d'une image par rapport à l'autre. Comme pour le roll, il est possible d'effectuer une correction numérique mais en réduisant la taille de l'image ce qui entrapine une diminution de la résolution de l'image.
Zoom
[modifier | modifier le code]Ce défaut correspond à une différence de focale pour les 2 optiques utilisées sur les 2 caméras. Ce défaut n'existe pas dans le cas où les 2 caméras sont équipées de focales fixes.
Color/Luma
[modifier | modifier le code]Les aberrations chroma et luma sont souvent regroupées. Elles portent sur les différences de colorimétrie (balance de blanc) entre les 2 images et sur les différences de luminosité.
Depth Budget
[modifier | modifier le code]Le terme anglais Depth Budget (budget de profondeur) caractérise les positions extrèmes prises par le plan le plus proche et le plan le plus lointain [7].
Le depth budget est exprimé en pourcentage de la taille d'image.
Effets spéciaux et carte de profondeur
[modifier | modifier le code]Notes et références
[modifier | modifier le code]- 3D Video and Its Applications sur Google Livres
- (fr) Sébastien Ikhennicheu, « L’anaglyphe, icône de la 3D ? », (consulté le ).
- (en) « First 3D movie », sur benbeck.co.uk (consulté le ).
- (fr) Astrid Girardeau, « La 3D en perspectives », sur Libération, (consulté le ).
- L'œil et le cerveau: La psychologie de la vision sur Google Livres
- http://www.sony.fr/electronics/camescopes-handycam/hdr-td30ve
- 3D Postproduction: Stereoscopic Workflows and Techniques sur Google Livres