Le TPE de val

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Le TPE de val

Message  ClaLeroy le Sam 13 Nov - 18:27

Edit : J'ai posté ici pour que d'autres membres puissent t'aider ou compléter mon texte. Si c'est génant, on déplace/supprime.
Salut Val,

Comme promis, je vais te donner quelques éléments concernant la vision en relief, ou vision 3D et les différentes méthodes pour la reproduire à partir d'images en 2D.
Je ne vais pas te faire un exposé au complet, c'est à toi d'approfondir et de faire ton TPE. Néanmoins, si certaines notions ne te semblent pas claires, si dans tes recherches tu rencontres des difficultés d'interprétation, je suis à ta disposition Mr.Green .

Pour cela, il faut déjà comprendre comment nous réalisons ce prodige dans la vie courante.
Pour que la vision en relief soit possible il faut transmettre au cerveau deux images présentant un léger décalage. C'est pour cela que nous avons deux yeux !
Si tu observes un petit objet proche (20 cm), tu peux facilement constater que l'image vue par l'oeil gauche est différente de l'image de l'autre oeil. Cette différence est due à la distance séparant les deux yeux (on appelle cette distance "l'écart pupillaire", +/- 65 mm). Le cerveau fusionne ses deux images et donne l'impression de relief au sujet. Conséquence : un sujet borgne ou présentant une vision très différente des deux yeux ne verra pas le relief et ce quelque soit la technique utilisée.
Il faut déjà approfondir cette notion et montrer des images présentant ce décalage. Il suffit de prendre deux photos d'un même sujet en déplaçant l'appareil de 65 mm. ou de représenter un cube vu par l'oeil gauche et vu par l'oeil droit. (je peux faire si tu veux...).

Voyons maintenant les différentes techniques de vision 3D.

1) Le stéréogramme.
Un stéréogramme est composé deux deux images présentant un décalage de vision et d'un dispositif permettant à chaque oeil de voir l'image lui étant destinée.

Avec un peu d'entraînement, il est possible de voir le relief sans dispositif en disposant simplement les deux images cote à cote, soit par la vision parallèle (les deux yeux regardent chacun l'image droit devant), soit par la vision croisée (les yeux louchent et croisent leur ligne de regard vers les images qu'on aura inversées). C'est pas forcement évident car dans le couple oculaire normal la convergence et l'accommodation (mise au point) sont étroitement liées. C'est à dire que lorsque les yeux accommodent de 3 dioptries pour une vision nette à 30 cm, ils convergent également pour une valeur de prisme équivalent à 3 dioptries.

Les dispositifs :
Il sont nombreux (faire des recherches).
Par prisme (le plus courant).
Par miroir.
Par lentille.
Le but de tous ces dispositifs est de ne pas perturber la liaison accommodation/convergence tout en faisant voir une image différente à chaque oeil.
Ces dispositifs sont faciles à mettre en place et il faudra en présenter pendant ton TPE. Il est possible que ton lycée dispose de stéréoscopes. Il suffit alors de prendre deux photos décalées de 65 mm et de les mettre dans le stéréoscope. La vision du relief est parfaite et elle est toujours spectaculaire.

2) l'anaglyphe.
C'est le principe utilisé par Trackmania.
Ca consiste à superposer deux images présentant le même décalage de vision que pour le stéréogramme mais avec une image teintée en cyan, l'autre en rouge. Le sujet doit porter des lunettes avec un filtre cyan sur un oeil et un filtre rouge sur l'autre. Chaque oeil ne verra que l'image de la même teinte que son filtre. => relief.
Il te suffit de passer trackmania en mode relief (Cliquer sur les lunettes en haut à droite) pour voir une image de ce type. Si tu regardes attentivement, tu verras que l'image est constituée de deux images teintées et superposées. Si tu as des lunettes (on en trouve actuellement sur des boites de céréale), tu verras le relief.
inconvénient : les couleurs sont très dégradées et on a rapidement l'impression de voir en noir et blanc...

3) La polarisation.
Ce système est utilisé au cinéma où les deux images décalées sont projetées simultanément au travers de filtres polarisant orientés à 90°.
La théorie des filtres polarisant est trop complexe pour être expliquée ici (seules les ondes orientées dans le sens du filtre traverse le filtre...) => recherche internet.
Une expérience facile à faire si tu disposes de lunettes de soleil à verres polarisant : Si tu regardes un écran LCD au travers de ce genre de verres, l'écran devient noir en tournant les verres dans l'orientation inverse de l'écran. Je viens de faire l'expérience avec mes lunettes sur l'écran de mon ordi, ça marche.
Il faut donc deux caméras pour enregistrer deux films de la même scène avec un décalage de 65 mm, puis deux projecteurs projettent simultanément les films sur le même écran au travers de filtres polarisant dont l'orientation est croisé de 90°. Les spectateurs portent des lunettes à verres polarisant décalés eux aussi de 90°. Ainsi l'oeil droit perçoit l'image d'un des projecteurs et l'oeil gauche de l'autre projecteur. Le relief est parfait, les couleurs sont respectées.

4) L'alioscopie.
Hum... comment expliquer ça simplement...
Je me lance : Le principe est le même que les images pour enfant qui changent lorsqu'on modifie leur inclinaison.
L'écran doit être recouvert d'un réseau de lentilles cylindriques très fines. Les caractéristiques optiques de ce réseau font qu'on perçoit des pixels différents suivant l'angle sous lequel on regarde l'écran. Si on suit une ligne de l'écran dans le sens horizontal, un pixel est destiné à l'oeil droit, le suivant à l'oeil gauche, puis à nouveau l'oeil droit, puis le gauche, etc... Le réseau cylindrique ne permet de voir sous l'angle de l'oeil droit que l'image lui étant destinée, sous l'angle de l'oeil gauche, l'autre image. Bien sûr ces deux images doivent toujours avoir été enregistrées avec le décalage de 65 mm.
Avantage : pas de lunettes.
Inconvénients : Il faut se placer bien en face de l'écran et à la bonne distance. La résolution est divisée par deux.

5) Les obturateurs LCD.
Je crois que c'est le principe utilisé pour les nouvelles télévisions 3D (pas sûr, encore des recherches à faire pour toi. Peut être que Mimi est au courant ? Il doivent vendre ça chez confo !).
Il s'agit cette fois d'afficher successivement une image pour l'oeil droit et une image pour l'oeil gauche à une fréquence très élevée. Des lunettes à obturateurs LCD doivent être synchronisées avec l'écran pour masquer l'oeil qui n'est pas concerné par l'image. Le tout se passe à des fréquences supérieur à 100 Hz (c'est à dire plus de 100 fois par seconde) qui, grâce à la persistance rétinienne, rende l'alternance indécelable (J'espère avoir été clair...).

Je crois que c'est tout, ou plutôt c'est les différents principes de 3D que je connais. Si tes recherches te font découvrir d'autres principes et que tu veux des explications, je suis à ta disposition. Pareil si mes explications ne te semblent pas claires.

Bon courage Val ! Je veux un 19 à ce TPE ! Perfect

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Re: Le TPE de val

Message  Quetzal le Sam 13 Nov - 21:07

Ouah, merci Claude, c'est génial, t'es un maître Master


Je l'ai lu une fois, j'ai pas tout compris mais je vais le relire plusieurs fois et l'analyser, faire les recherches nécessaires mardi (le jour de sceance de TPE) avec mon pote qui le fait avec moi et si j'ai des questions c'est ce jour-là que je te les poserai Cafe

Big up pour Claude ! Perfect

Et niveau matos, je cite ce que tu m'avais dit sur TM, c'est ça qu'il faut ?
=> "filtres rouges/verts, deux lentilles de 3 dioptrie, deux prismes de 3 dioptries, des lunettes de soleil pour la pêche, un stereoscope, filtres polarisants."

Normalement j'aurai l'occasion d'essayer les expériences seulement la semaine prochaine parce qu'en TPE, il faut faire la demande de matériel aux profs une semaine à l'avance normalement.
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Re: Le TPE de val

Message  Mr.Crash666 le Sam 13 Nov - 22:30

Coucou je me tape l'incruste Coucou Mr.Green

Joli Claude, c'est très instructif ^^

Là c'est le prof qui va parler Mr.Green

Pour ceux qui suivent la discussion sans trop savoir de quoi il s'agit, le TPE (Travail Personnel Encadré), c'est une sorte de projet qu'on donne aux lycéens de 1ère. Ils doivent faire des recherches sur un sujet précis (ici la vision 3D) et monter si possible quelques petites expériences. Le travail se fait pas mal en autonomie mais est encadré par un prof (de physique ici je suppose).

Val :
  • en fait si tu as des lunettes pour la pêche tu n'auras pas besoin de filtres polarisants : si je ne me trompe pas, les lunettes de pêche sont justement à verres polarisants (je ne me trompe pas Claude?).
  • pour les histoires de 'lentille', de 'dioptrie', et de 'prisme', cela fait appel à des notions d'optique géométrique (tu auras des cours là dessus cette année). Par contre la notion de polarisation n'est pas au programme en lycée. Cela dit si tu cherches, je pense que tu trouveras des sites qui expliqueront ça sans formule, ça peut peut-être compréhensible "avec les mains" Wink


ClaLeroy a écrit:[...]c'est à toi d'approfondir et de faire ton TPE [...]
Tout à fait Claude sinon ça n'a aucun intérêt Perfect
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Re: Le TPE de val

Message  ClaLeroy le Sam 13 Nov - 23:33

Les lentilles et les prismes ont pour but de fabriquer un stéréoscope. Si le lycée peut t'en fournir un, ça n'est peut être pas très utile... Il te reste alors à réaliser des vues fonctionnant avec le stéréoscope. Un simple appareil photo avec pied fera l'affaire. J'ai déjà réalisé des images de ce type. C'est facile et le résultat est impressionnant.

Il te faudra fabriquer des vues pour fonctionner avec les filtres cyan/rouges. Deux photos décalées, filtrées en couleurs et superposées. Un bon logiciel de dessin devrait le faire sans problème (gimp).

Les filtres polarisant ne sont utiles qu'en projection. Pas facile de monter une expérimentation à moins de disposer de deux projecteurs... Je crois en plus que l'écran doit être particulier pour conserver la polarisation (écran métallique je crois...). Pas facile... reste à faire un bon exposé sur le principe.
Edit : Dans mon métier j'utilise des tests avec polarisation et en effet je projette le test sur un écran métallique.
En effet Edgar, beaucoup de lunettes de soleil et toutes les lunettes pour la pêche ont des verres polarisant. Cette polarisation permet de supprimer toutes les reflexions à la surface de l'eau qui sont proches de l'angle de polarisation. C'est le principe de la "polarisation sur surface vitreuse" et de mémoire l'angle est proche de 30°. Encore des recherches à faire ! Mr.Green

Il faut que tu fasses des recherches sur internet pour trouver des expérimentations réalisables sans trop de matériel introuvable ou onéreux.

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Re: Le TPE de val

Message  Bill Baroud le Dim 14 Nov - 0:44

Suspect euh je me sens tout petit Mr.Green
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Re: Le TPE de val

Message  LeClown le Dim 14 Nov - 12:04

Bill Baroud a écrit: Suspect euh je me sens tout petit Mr.Green

c'est ce que dit ma femme quand je sors de la piscine Laughing Laughing Laughing Laughing Laughing Laughing Laughing Laughing Laughing Laughing

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Re: Le TPE de val

Message  Bill Baroud le Dim 14 Nov - 14:12

Modération svp......direction la "jokebox"

Laughing Rigolo

Mince si même les admin sont à modérer maintenant c'est la fin Mr.Green
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Re: Le TPE de val

Message  ClaLeroy le Dim 14 Nov - 14:19

Une petite précision concernant les lunettes solaires polarisantes ou lunettes de pêche.
En l'état elles sont inutilisables pour l'effet 3D car l'orientation de leur filtres polarisant est indentique. Des lunettes polarisantes utilisables en 3D doivent avoir leurs filtres oeil droit et oeil gauche à 90° l'un de l'autre.

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Re: Le TPE de val

Message  Bill Baroud le Dim 14 Nov - 14:32

Bon alors la solution "Eco".....

Système Eyefinity :

6 écrans 23 pouces.....
2 Radeon 6870 en SLI

écoute je pense que là tu devrais faire de la 3d propre Mr.Green
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Re: Le TPE de val

Message  robinplessis le Dim 14 Nov - 14:41

Ben avec les explications de Claude cela te fait un sérieux aperçu Val !!! Journal

Soleil
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Re: Le TPE de val

Message  XIII le Lun 15 Nov - 16:50

A ce qu'il parait tu peux voir les lumieres infrarouge avec un appareil photo...

Rien a voir avec ton TPE...

Bon je sors Embarassed
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Re: Le TPE de val

Message  philougarou le Mar 16 Nov - 13:38

Bonjour,
Je me tape l'incruste (vous permettez Mr.Green )...
Pour les obturateurs LCD, si l'attraction est toujours valide, il y en a une au Futuroscope (attraction Solido). Il y encore quelques années (je n'y suis pas allé depuis longtemps) cette attraction proposait un film en 3D avec des lunettes LCD, le tout projeté dans un écran en forme de Géode (genre planétarium).

Les lunettes sont lourdes mais c'était très bluffant! Cool
De ce que j'ai pu constater, les obturateurs LCD sont synchronisés via un capteur (j'imagine infrarouge) qui doit indiquer quand l'obturateur de l'oeil droit se ferme et idem pour l'oeil gauche... Mais je n'en suis pas certain, ce n'est que pure déduction à la vue de l'équipement. Rolling Eyes

PS: à Rennes à Orange Lab (ex France Telecom R&D et ex CNET), existe une équipe de chercheur spécialisée sur l'image 3D et les Télé en 3D. Tu dois pouvoir trouver des articles sur le Web de certaines de ces personnes qui sont dans les plus calés sur le domaine en France (voire, peut être les contacter). Ils travaillent sur un prototype (j'ai vu cela il y a quelques temps à la Télé) sur une version sans lunettes!

Bonne continuation sur la 3D les CANTS ;-)
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Re: Le TPE de val

Message  ClaLeroy le Mar 16 Nov - 15:36

Je viens de trouver un article très intéressant sur l'alioscopie (permettant de voir le relief sans lunettes).
http://www.alioscopy.eu/fr/principes.php

Cette société fabrique des écrans sur ce principe comportant 8 couples d'images stéréoscopiques. Cette fois le spectateur peut s'écarter de l'axe de l'écran tout en continuant à profiter du relief (dans un angle qui reste malgrès tout raisonnable...).
Ils ont également utilisé une astucieuse combinaison des sous pixels rouge/vert/bleu pour ne pas trop diminuer la définition (elle est quand même divisée par un peu moins de trois).

Cet article est purement commerciale et il omet certaines contraintes... La distance de visionnage doit être déterminante. Trop près, un relief dégradé. Trop loin, plus de relief. Le spectateur doit aussi se tenir bien droit et bien face à l'écran. Plus possible de regarder son programme favori affalé sur le canapé.
La prise de vue est aussi très complexe car elle demande 9 angles de vue simultanés (9 caméras ! ou plutôt sûrement 9 objectifs et un codage particulier).

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Re: Le TPE de val

Message  Quetzal le Mar 16 Nov - 19:57

Ah merci Perfect

J'ai une question, est-ce que t'as vraiment une bonne technique pour voir les reliefs (les images cachées) dans les stéréogrammes sans lentille ? parce qu'on m'a dit de regarder l'image comme si je regardais un truc loin, ou encore de loucher pour "séparer" l'image puis de "rapprocher" les deux images. Mais rien à faire, j'y arrive pas Crise ordi
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Re: Le TPE de val

Message  philougarou le Mar 16 Nov - 20:03

J'ai eu le même phénomène au départ quand j'essayais de voir (c'était il y a bien longtemps quand j'étais jeune)! J'y arrivais pas malgré les conseils... J'y ai passé du temps (plusieurs heures je pense mais pas en une fois : des phases de 10mn par ci, 10 mn par là). Ce que je conseille, c'est de prendre tranquillement l'image et de la regarder un peu dans le vague (tu ne fixes pas de point en particulier, tu laisses tes yeux faire le truc tout seul) à environ une 30aine/40aine de centimètre. Petit à petit, des yeux essaient de faire le point et à moment, miracle ça marche. Je ne sais pas comment dire mais une fois qu'on a compris, c'est beaucoup plus facile et rapide. Visiblement une histoire de convergence... Bizarre aussi que des gens (âgés ou non) prennent l'image et en 2s te disent "ah c'est une tasse" , "oh le joli éléphant"... Alors que toi tu as galéré des minutes pour enfin apercevoir le fameux Graal.

Bon courage.
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Re: Le TPE de val

Message  ClaLeroy le Mar 16 Nov - 21:35

Il t'es sans doute déjà arriver d'avoir le "regard perdu dans le vide". Tes yeux sont ouverts mais tu ne regardes rien, les "yeux dans le vague". C'est précisement ce qu'il convient de faire pour voir un stéréogramme sans dispositif de prisme ou de lentilles.

Peut être que tes parents ont des lunettes pour voir de près ? S'ils n'ont pas besoin de lunettes pour voir de loin et seulement pour lire, l'utilisation de leur lunettes peut t'aider. Il faudra aussi te tenir à moins de 30cm du stéréogramme.

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Re: Le TPE de val

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