Skip to main content

(Auto)stéréoscopie et 3DS, comment ça marche ?

La nou­velle con­sole de Nin­tendo, la 3DS, vient de débar­quer au pays du soleil levant. Attendu pour chez nous le 25 mars pro­chain, elle pos­sède comme prin­ci­pal attrait un écran 3D per­met­tant de visua­li­ser le rendu en relief sans avoir recours aux célè­bres lunet­tes 3D. Expli­ca­tions sur la tech­no­lo­gie embar­quée.

La vision humaine

Je vais com­men­cer par expli­quer com­ment mar­che notre vision, oui c’est inné mais une fois que cela sera dit, vous com­pren­drez l’essen­tiel sans for­cer.

En sim­pli­fiant un maxi­mum, on a deux yeux qui voient cha­cun une image plane, sans relief. Ces deux ima­ges, dif­fé­ren­tes pour cha­que œil, sont ana­ly­sées par notre cer­veau qui éva­lue la pro­fon­deur des objets grâce aux dif­fé­ren­ces entre les deux. C’est uni­que­ment notre cer­veau qui crée cette per­cep­tion du relief, ou “3D”. La recons­ti­tu­tion d’une image “3D” à par­tir de deux ima­ges pla­nes légè­re­ment déca­lées, c’est la base de ce qu’on appel­lera la vision sté­réo­sco­pi­que.

Même en fer­mant un œil, cela mar­che car le cer­veau mémo­rise beau­coup d’infor­ma­tions, mais le résul­tat n’est pas aussi net qu’avec les deux yeux ouverts. Le Cyclope n’est pas con­cerné, rien ne mar­che chez lui ahaha.

La base

Une fois que vous avez com­pris le prin­cipe de la vision sté­réo­sco­pi­que, il est temps de com­pren­dre com­ment mar­chent les dif­fé­ren­tes tech­no­lo­gies 3D. Une ques­tion se pose, com­ment se fait-il que notre cer­veau com­prenne qu’il y a du relief sur un écran plat ? La tech­no­lo­gie va jouer sur la notion de dis­tance des objets, pour créer l’illu­sion de pro­fon­deur. Pour une même scène, on va donc mon­trer deux ima­ges : une pour l’œil droit, et l’autre pour l’œil gau­che.

Sur les deux ima­ges, plus un objet est censé être “pro­che” de nous, plus il sera décalé (et donc dif­fé­rent) sur l’image de gau­che et sur l’image de droite. A con­tra­rio, les objets éloi­gnés sont qua­si­ment iden­ti­ques d’une image sur l’autre. Cela suf­fit à repro­duire une pers­pec­tive. L’illu­sion est éta­blie, on voit la scène en 3D.

gif_stereo.gif

Com­pa­rai­son entre les ima­ges gau­che et droite d’une même scène.
Plus l’objet est pro­che, plus il est décalé d’une image sur l’autre.
(image Wiki­pé­dia)

Il per­siste quand même un pro­blème évi­dent : lorsqu’on regarde un écran qui affi­che deux ima­ges nor­ma­le­ment des­ti­nées cha­cune à un œil, cha­que œil verra ces deux ima­ges et là le résul­tat sera flou. Il faut donc que cha­que œil voit son image pro­pre et c’est là que les lunet­tes 3D inter­vien­nent : pla­quées sur nos yeux, elles sont capa­bles de dis­tin­guer l’image des­ti­née à l’œil gau­che de l’image des­ti­née à l’œil droit, et d’en assu­rer la bonne “répar­ti­tion”.

Je ne vais pas m’attar­der sur ces tech­no­lo­gies (sur­tout qu’il en existe deux sor­tes, les sys­tè­mes actifs et les pas­sifs) mais ce que je peux en dire, c’est que comme toute nou­velle tech­no­lo­gie, elle a un coût assez élevé. Avec une moyenne de 150€ par paire de lunet­tes, je peux com­pren­dre que les joueurs puis­sent ne pas être embal­lés par l’idée de devoir jouer en por­tant des arti­fi­ces. Et puis bon, quand on porte des lunet­tes tous les jours, et devoir en plus met­tre des lunet­tes pola­ri­san­tes par-des­sus, on ne res­sem­ble plus à rien. Bref il y a un cer­tain nom­bre de con­train­tes qui font que la tech­no­lo­gie 3D avec lunet­tes ne séduit pas tout le monde.

La sté­réo­sco­pie

Là encore Nin­tendo est déci­dé­ment trop fort et l’a très bien com­pris, même si l’idée d’implan­ter de la 3D dans leur der­nière con­sole n’était pas le leit­mo­tiv de départ. Vous êtes au cou­rant, la por­ta­ble 3DS affi­che de la 3D sur un de ses écrans, visi­ble sans aucun port de lunet­tes. On parle donc d’auto-sté­réo­sco­pie, mais com­ment cela fonc­tionne-t-il ?

Con­trai­re­ment à ce que l’on pour­rait pen­ser, le prin­cipe d’auto-sté­réo­sco­pie existe depuis belle lurette. Ca a com­mencé au début du XXè siè­cle dans le domaine de la pho­to­gra­phie et ce con­cept n’a jamais cessé d’évo­luer jusqu’à ce jour. On va se con­cen­trer sur deux pro­cé­dés, le réseau len­ti­cu­laire et la bar­rière paral­laxe, cette der­nière étant la tech­no­lo­gie uti­li­sée pour l’écran de la 3DS.

Réseau len­ti­cu­laire

Je prends la défi­ni­tion de Wiki­pe­dia qui l’expli­que très bien : « 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 ».

Vous savez, on appelle ça – à tort évi­dem­ment – les ima­ges holo­gra­phi­ques. J’en avais toute une col­lec­tion à force de man­ger des céréa­les étant plus jeune, mais bref.

Plus il y a d’ima­ges imbri­quées et donc de points de vue et plus l’effet est sai­sis­sant. Ce prin­cipe se retrouve sur tou­tes les ima­ges len­ti­cu­lai­res, tes­tez par exem­ple la jaquette spé­ciale de Van­quish et si vous vous pen­chez atten­ti­ve­ment des­sus, vous pou­vez aper­ce­voir le réseau de peti­tes len­tilles. L’auto-sté­réo­sco­pie par réseau len­ti­cu­laire est bluf­fant de qua­lité sur les ima­ges arrê­tées, par con­tre dès qu’il faut ani­mer ces ima­ges, l’effet sai­sis­sant n’est plus et il sub­siste un pro­blème de taille, la fati­gue visuelle est très impor­tante. Expé­rience inté­res­sante tou­jours con­cer­nant la jaquette len­ti­cu­laire de Van­quish : obser­vez pen­dant quel­ques secon­des la tête du héros, puis obser­vez l’arme au niveau du coup de feu, vous devez sen­tir une fati­gue visuelle beau­coup plus impor­tante au niveau de l’arme, tout sim­ple­ment parce l’arme est cen­sée être plus pro­che de nous que la tête du héros, ce qui impli­que dans le pro­ces­sus un nom­bre d’ima­ges imbri­quées plus impor­tants et donc si vous avez com­pris ce que j’ai dit plus haut sur la tech­no­lo­gie 3D, un nom­bre d’ima­ges dif­fé­ren­tes plus impor­tan­tes pour cha­que œil, et fina­le­ment plus de tra­vail pour les yeux.

lens.jpg

L’autre pro­cédé est beau­coup plus inté­res­sant pour les ima­ges ani­mées et les vidéos, ce qui nous con­cerne, nous ama­teurs de jeux vidéo.

Bar­rière paral­laxe

D’après Wiki­pe­dia : « 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 ».

Le géant japo­nais Sharp est le cons­truc­teur créa­teur de l’écran 3D à bar­rière paral­laxe. Et c’est cette même firme qui équipe la 3DS pour l’écran 3D, ce qui n’est guère éton­nant.

Comme son nom l’indi­que, l’image passe à tra­vers une bar­rière afin de dédou­bler l’image, ce qui apporte immé­dia­te­ment un avan­tage : l’écran peut fonc­tion­ner en 2D ou en 3D. Sur l’écran 3D de la DS, on a en fait une série de fen­tes ver­ti­ca­les incor­po­rée dans un écran LCD ordi­naire pour con­trô­ler le che­min emprunté par la lumière pour attein­dre l’œil gau­che et l’œil droit, créant ainsi un effet de pro­fon­deur.

Cette bar­rière joue le rôle de fil­tre, une image sim­ple qui y passe au tra­vers va être dédou­blée et cha­que image aura une orien­ta­tion dif­fé­rente : une image sera pour un œil et l’autre avec un angle légè­re­ment dif­fé­rent pour l’autre œil. Le cer­veau fait le reste et le résul­tat donne une seule image en relief. Avec la Nin­tendo 3DS, on peut régler l’inten­sité de cette 3D par le biais d’une petite molette qui en théo­rie va plus ou moins con­trô­ler la quan­tité de lumière qui arrive dans la bar­rière paral­laxe pour jus­te­ment agran­dir ou rétré­cir la 3D. Lors­que l’effet 3D est désac­tivé, la bar­rière ne joue aucun rôle et dis­pa­raît.

Parallax.gif

Le rendu n’est pas mal sauf que sui­vant le jeu il peut être varia­ble. Et puis, autre con­di­tion obli­ga­toire, il faut une dis­tance par­ti­cu­lière qui doit res­ter le plus inva­ria­ble pos­si­ble sinon le résul­tat est que l’on voit plu­sieurs ima­ges super­po­sées donc pas de 3D mais juste un bor­del sans nom.

Bien placé, le rendu prend du volume et on assiste à de la 3D sans lunet­tes. Mais là encore, com­ble d’une con­sole por­ta­ble, res­ter abso­lu­ment immo­bile voire atten­dre d’être chez soi pour doser, c’est n’importe quoi. A quoi ça sert alors d’avoir une con­sole por­ta­ble ? C’est là où le bât blesse. De plus, le fait de devoir jouer sur la dis­tance et se con­cen­trer un mini­mum pour aper­ce­voir de la 3D fati­gue inten­sé­ment les yeux ce qui fait qu’on ne pourra plus trop faire de séan­ces pro­lon­gées, ce qui n’est pas un mal pour cer­tains me direz-vous. Et puis, on ne pourra plus faire pro­fi­ter un ou plu­sieurs voi­sins, la con­sole devient vrai­ment indi­vi­duelle puis­que seul le joueur peut pro­fi­ter de l’affi­chage en 3D.

Atten­tion aussi aux enfants en bas âge, Nin­tendo décon­seille la fonc­tion 3D aux enfants de moins de 7 ans car ils seraient plus sen­si­bles aux ima­ges en relief qui pour­raient leur cau­ser des trou­bles visuels. Ce serait bête de dia­bo­li­ser le jeu vidéo à cause de la Big-N hein ?

Distance_optimum.gif

Pour ses men­su­ra­tions, l’écran 3D mesure envi­ron 9 cm de dia­go­nale soit 3,54 pou­ces et affi­che une réso­lu­tion théo­ri­que de 800×240 pixels quand la 3D est désac­ti­vée.

Lors­que le mode 3D est activé, on divise l’hori­zon­tal par 2 (on retrouve ici notre bonne vieille sté­réo­sco­pie : deux ima­ges affi­chées l’une à côté de l’autre) et on obtient une réso­lu­tion de 400×240 pour cha­que œil. L’écran infé­rieur est plus petit mais tac­tile. Il mesure 3,02 pou­ces soit 7,67cm pour une réso­lu­tion de 320×240.

Pour finir, sachez que Sharp tra­vaille tou­jours sur cette tech­no­lo­gie pour l’amé­lio­rer sans cesse et il est facile de pré­dire l’ave­nir des télé­pho­nes por­ta­bles et des appa­reils por­ta­bles en géné­ral avec l’avè­ne­ment du tout 3D. Pour avoir fouillé rapi­de­ment le net, Sharp a sorti un écran de 3,4 pou­ces avec un affi­chage de 480×854 mais aussi des 10,1 pou­ces que l’on pour­rait idéa­le­ment voir débou­ler sur net­books et tablet­tes (ou devrais-je dire ardoise).

Con­clu­sion de tout cela, j’attends ma 3DSiXL avec un écran plus grand, plus large, et pour­quoi pas un écran 3D tac­tile ? Pour plus de détails sur l’auto-sté­réo­sco­pie, n’hési­tez pas à jeter un coup d’œil (aha­hah) à l’arti­cle Wiki­pé­dia : http://fr.wiki­pe­dia.org/wiki/Auto-s….

Bien sûr, si j’ai com­mis des erreurs, n’hési­tez pas à com­men­ter pour me cor­ri­ger. Merci au maî­tre Dou­glas Alves pour m’avoir donné les liens de réflexion sur le sujet.

Kendo

Joueur de jeux vidéo depuis très très longtemps, partisan du si tu ne sais pas, ce n'est pas grave mais apprends au lieu de raconter des salades. Mon Shin vous guidera.

3 réponses à “(Auto)stéréoscopie et 3DS, comment ça marche ?

  1. Juste un détail : à l’œil, j’avais pourtant remarqué que justement quand on passait en 2D sur 3DS la résolution horizontale était doublée (et la luminosité baisse de moitié). C’est assez flagrant, l’image est bcp + fine.

  2. Bah oui.
    “Lors­que le mode 3D est activé, on divise l’hori­zon­tal par 2 (on retrouve ici notre bonne vieille sté­réo­sco­pie : deux ima­ges affi­chées l’une à côté de l’autre) et on obtient une réso­lu­tion de 400×240 pour cha­que œil.”

  3. Mince, ce n’est pas ce que j’avais réussi à voir quand j’ai essayé… pour moi, la résolution restait clairement de l’ordre de 400×240 même en 2D.

    Du coup, étant donné que j’ai moi-même apporté la précision “en réa­lité, elle ne sera jamais exploi­tée au-delà de 400×240, même en 2D” qui n’est pas de Kendo, à la correction, je vais la retirer.

Laisser un commentaire