Auto-stéréoscopie

L'auto-stéréoscopie est un type de représentation d'image en relief ou stéréoscopique ne nécessitant aucun dispositif complémentaire pour restituer l'effet tridimensionnel. Ainsi, un écran auto-stéréoscopique affiche l'effet de relief sans que, par exemple, le port de lunettes spéciales associées soit nécessaire.

Le principe de l'auto-stéréoscopie existe en photographie depuis le début du XXe siècle. Ainsi, des cartes postales, des supports publicitaires, des gadgets ont exploités le procédé le plus ancien, basé sur la technique des réseaux lenticulaires. Les plus évolués sont axés sur des technologies telles que l'holographie, la projection sur des supports aquatiques, fumées, vapeur, gaz inertes, « photostéréosynthèse », etc.

Auto-stéréoscopie à réseau lenticulaire

L'impression de relief est obtenue grâce à un réseau de microlentilles (réseau lenticulaire) placé à la surface de l'image, constituée d'images imbriquées représentant chacune un point de vue pris sous un angle différent. Le réseau permet d'adresser à chaque œil une image différente, le cerveau de l'observateur reconstituant alors le relief.

Inventé en 1908 par Gabriel Lippmann puis réalisé en 1920 par Hess, le principe du réseau lenticulaire a été largement perfectionné pour la photographie par Maurice Bonnet.

Bien que deux points de vues suffisent à restituer le relief, Maurice Bonnet avait poussé la multiplication des points de vue jusqu'à un défilement continu simultané de l'optique et de la fente de séparation, arrivant ainsi à l'équivalent d'une infinité de points de vue.

Voici un exemple de la permutation circulaire des couleurs rouge verte et bleue, avec des lentilles sphériques, pour un écran permettant la vision de 4 images différentes, ce qui procure 3 couples stéréoscopiques corrects - solution adaptée aux ordinateurs personnels et téléphones portables.

En 1987, le Français Pierre Allio adapte ce principe à la vidéo, en créant une chaîne complète depuis la capture jusqu'à l'affichage puis il commercialise des écrans auto-stéréoscopiques à réseau lenticulaire qu'il nomme alioscopie^[1], et la dépose sous la marque Alioscopy^[2]. D'autres marques commercialisent des écrans basés sur cette technologie, dont notamment l'américain Magnetic^[3]. L'une des caractéristiques de ces écrans est de restituer plus de points de vues que les deux strictement nécessaires (respectivement 8 pour Alioscopy, 6 ou 9 selon les modèles pour Magnetic), de façon à permettre un plus libre positionnement des spectateurs ; les écrans sont dits « multiscopiques ».

En 2009 et 2010, pratiquement tous les grands fabricants dont Philips et LG en particulier ont dévoilé leurs écrans auto-stéréoscopiques, qui utilisent pratiquement tous des réseaux lenticulaires à lentilles cylindriques inclinées.

Le français Franck Guigan a adapté à la télévision en relief son principe d'Imagerie lenticulaire à lentilles sphériques disposées en nids d'abeilles, en proposant des dispositions adaptées à 4 et à 10 vues différentes, qui améliorent sensiblement la résolution perçue par les spectateurs.

Les grands producteurs d'écrans indiquent généralement que l'arrivée des écrans auto-stéréoscopiques dans les foyers ne se produira pas avant 2016, et que leur usage sera limité jusque là à la publicité dans les lieux publics.

Auto-stéréoscopie à barrière de parallaxe

Également utilisée en vidéo, son principe est essentiellement le même que l'auto-stéréoscopie à réseau lenticulaire, à la place duquel un filtre (la barrière) distribue en alternance les points de vue destinés à l'un ou l'autre des deux yeux. La barrière de parallaxe est plus ancienne que l'écran lenticulaire (Berthier, 1896). Comme pour le réseau lenticulaire, un bon positionnement du spectateur est nécessaire. Mais contrairement au cas des réseaux lenticulaires les positions latérales pour bien voir l'image entière sont toutes à la même distance du plan de l'image. Cette technologie est, entre autres, utilisée par les écrans des marques Tridelity^[4](2 ou 5 points de vues), Spatial View^[5] (5 points de vues), NewSight^[6] (8 points de vues), ainsi que la Nintendo 3DS.

Auto-stéréoscopie à illumination

Il s'agit d'une variante de la barrière de parallaxe, en fait constituée de deux barrières de parallaxe superposées. Système inventé en 1987 par Kaneko composé d'un écran à cristaux liquide superposé à un écran composé de colonnes lumineuse d'une largeur de deux pixels. Les colonnes paires sont vues par l'œil gauche et les colonnes impaires par l'œil droit. Les sociétés Dimension Technology, Sharp et NEC auraient commercialisé des écrans utilisant cette technologie. Depuis 2004 et aux USA seulement, on trouve dans le commerce un ordinateur portable Sharp Actius pourvu d'un tel écran.

Auto-stéréoscopie à écran holographique

Un élément Optique Holographique (HOE) est placé devant l'écran de visualisation. Les images pour les deux yeux sont chacune projetées par un projecteur LCD et réfléchies par un miroir sur un écran convexe. HDS screen est commercialisé par Physical Optics Corporation.

Production d'images pour systèmes auto-stéréoscopiques

La plupart des systèmes auto-stéréoscopiques sont en fait multiscopiques (ils restituent plus de deux points de vues); le problème est donc de capturer un nombre de vues multiple et quelconque d'une scène. Comme pour la stéréoscopie « mono », cela est relativement aisé dans le cas d'images de synthèse, puisque les images sont calculées par ordinateur ; plusieurs solutions de plugins pour des logiciels de 3D existent (Alioscopy pour 3DS Max, Spatial View pour 3DS Max et After Effect, etc.) et permettent de faciliter le calcul des différents points de vues. La prise de vues multiples d'images réelles est par contre plus difficiles, et nécessite du matériel dédié. L'entreprise Alioscopy développe un système multicaméra. La startup française 3DTV Solutions^[7], en partenariat avec l'université de Reims Champagne Ardenne et avec le soutien de l'Agence Nationale de Recherche, développe depuis 3 ans une caméra multi-objectif, i.e. un système de capture natif pour le relief, composé d'un seul bloc, par opposition aux systèmes multi-caméra qui sont un assemblage de caméras 2D existantes.

Notes et références

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