Club-Sciences de Bovesse

Le principe de la vision en relief

Nous avons une vision en relief, ce qui signifie que nous sommes capables d'estimer la distance à laquelle se trouve un objet que nous regardons. Cette capacité est surtout due au fait que nous avons deux yeux. Pour s'en convaincre, il suffit d'essayer de remettre le capuchon d'un stylo en n'ouvrant qu'un seul oeil. De même, si nous voulons prendre un domino placé entre deux autres sans renverser ceux-ci, il nous faudra beaucoup plus de temps si nous n'ouvrons qu'un seul oeil.

L'explication vient du fait que notre cerveau calcule en permanence les distances sans que nous nous en rendions compte. Pour cela, il traite les images reçues de chaque oeil pour déterminer de quelle direction vient la lumière qui atteint chaque oeil en provenance de l'objet observé. Les deux lignes droites quittant chaque oeil dans cette direction se coupent à l'endroit où se trouve l'objet. Notre cerveau est donc capable de faire cette construction géométrique.

Cette opération correspond au problème géométrique classique qui est de construire un triangle dont on connaît la base (ici l'écart entre les deux yeux) et les deux angles adjacents à cette base.

Ce qui est possible par la géométrie peut aussi être fait par calcul. Considérons que la distance à calculer est la longueur d de la médiane du triangle allant de l'objet observé au milieu de la base.

Alors, pour connaître la distance d à laquelle se trouve l'objet, il "suffit" de faire le calcul suivant :

En pratique, une calculatrice est nécessaire pour faire ce calcul. Notre cerveau calcule les distances avec moins de précision... mais tellement vite !

Les animaux capables de voir en relief sont ceux qui ont comme nous les deux yeux de face. On remarque que ce sont souvent des carnivores (loup, hibou...). Au contraire, les herbivores ont souvent les disposés sur le côté de la tête (poule, lapin ...). Ils ne peuvent donc pas bien voir en relief, mais peuvent par contre surveiller tout leur environnement et donc repérer l'approche d'un prédateur.

Plus les yeux sont écartés et meilleure est l'estimation des distances. Un cas extrême est celui du requin marteau. On peut s'amuser à voir "comme le requin marteau" en utilisant un montage appelé téléstéréoscope, ou accentueur de relief. Ce montage est formé de deux périscopes comme indiqué à la figure ci-dessous.

Grâce à cet appareil, on a une vision correspondant à un écart entre les yeux E au lieu de e . Cela permet de voir en relief des objets lointains pour lesquels normalement nous n'avons plus cette sensation.

Le principe des anaglyphes

Pour que chaque oeil ne voie que l'image qui lui est destinée, une méthode facile à mettre en oeuvre est de ne laisser dans chaque image qu'une partie des couleurs. Le partage doit être tel que chaque cellule de notre rétine ne réagisse qu'à une des images. Un choix fréquent est de ne garder que le rouge dans l'une des images, et uniquement le vert et le bleu dans l'autre. On place alors une feuille transparente colorée en rouge devant un oeil, et une feuille transparente colorée en cyan (on dit aussi turquoise, addition de vert et de bleu) devant l'autre oeil.

Réalisation de lunettes pour la vision en relief

Pour savoir si une feuille transparente colorée convient comme filtre lumineux, il faut tout d'abord s'assurer que ce que l'on regarde au travers de cette feuille ne devient pas flou.
Ensuite, on peut afficher sur un écran d'ordinateur une image de test comportant trois zones de couleurs "pures", à savoir le rouge, le vert et le bleu.

Un des filtres ne doit laisser transparaître que le rouge, tandis que l'autre ne doit permettre de voir que le vert et/ou le bleu. Les couleurs vues ne doivent pas être trop assombries.

Par contre, en superposant les deux filtres, on doit obtenir une surface opaque.

Si vous éprouvez des difficultés à trouver des filtres convenables, vous pouvez nous contacter (on vous revendra nos surplus à prix d'ami).
Une fois les bons filtres trouvés, il reste à découper des montures dans du papier. On peut pour cela utiliser l'image ci-dessous imprimée de façon à couvrir une feuille A4.

Mettez une mince couche de colle sur chacune des deux parties centrales des lunettes (uniquement du côté verso), puis déplacez les deux feuilles sur un autre plan de travail (pour éviter les bavures de colle). Sur l'une d'elles, placez les filtres (devant une ouverture un filtre rouge et devant l'autre un filtre cyan). Ajustez alors l'autre feuille et pressez. Une fois la colle durcie, il reste à plier selon les pointillés. A noter que, selon la façon dont on plie les branches, on peut obtenir soit des lunettes avec le verre rouge à gauche et le verre cyan à droite (recommendé), soit l'inverse.

Réalisation d'une photographie en relief

Si le sujet est immobile, on peut utiliser un appareil photo numérique ordinaire. Il faut prendre deux photos en décalant entre les deux l'appareil horizontalement. Le décalage est d'environ 1/30 ou 1/100 de la distance au centre de la scène photographiée. On veillera à ce que un objet situé près de ce centre figure au milieu des deux photographies.

Pour combiner les deux images en une seule, nous avons utilisé un programme en accès libre sur Internet, à savoir l'anabuilder.
Voici ce que l'on peut faire avec un simple jouet de plastique :

Pour voir avec un relief normal l'image ci-dessous, il faut avoir mis le filtre rouge devant l'oeil gauche et le filtre cyan devant l'oeil droit.

Dessiner un anaglyphe

Il est aussi possible de dessiner un anaglyphe : voici une procédure logo qui dessine un disque jaune quelques centimètres devant l'écran.

pour relief
lc ga 90 av 5 bc
fcouleur 15 repete 15 [dr 6 av 5 dr 6]
fcouleur 14 repete 15 [dr 6 av 5 dr 6]
lc re 10 bc repete 15 [dr 6 av 5 dr 6]
fcouleur 12 repete 15 [dr 6 av 5 dr 6]
lc dr 90 av 25 ga 90 re 20 bc peins
lc av 25 bc fcouleur 14 peins
lc av 25 bc fcouleur 15 peins ct
fin

Autres liens

FLY ME TO THE MOON (images du film)

FLY ME TO THE MOON (images de l'espace)

Let's build a stereoscope (autre procédé de vision en relief)

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Dernière révision le 30/05/2008.