Qu'est ce qu'un stéréogramme ?
Un stéréogramme constitue ce que l'on appelle un couple stéréoscopique.
Ce couple contient les deux images brutes qui ont été prises avec un appareil photo et un léger décalage à la prise de vue.
ex:
Le décalage est matérialisé ici par la distance D et D' (D'>D). Si l'on connaissait le moyen pour regarder ce couple stéréoscopique en 3D , l'on verrait que le décalage entre les deux églises permet de recréer la profondeur entre la pancarte au premier plan et l'église au deuxième plan. En d'autres termes, plus un objet est loin de l'observateur, plus son image pour l'oeil droit s'éloigne vers la droite. On dit que l'écart de parallaxe (D'-D) augmente avec l'écart de distance entre les objets. C'est l'écart de parallaxe qui crée le relief.
Comment alors faire pour profiter du relief que contiennent ces images stéréoscopiques ? Il existe plusieurs méthodes, certaines ayant recours à des instruments spécifiques, d'autres nécéssitant uniquement nos deux yeux et un peu d'entrainement.
Première solution: aucun artifice nécessaire, sinon une certaine habilité visuelle.
La vision parallèle
La direction des regards de l'oeil gauche et de l'oeil droit diverge par rapport à leur convergence habituelle. Cette méthode est contre nature. D'ordinaire, quand on regarde une photo dans un journal, nos deux yeux convergent vers la même image et accomodent (font la mise au point) sur cette image, située par exemple à 30 centimètres des yeux. Dans le cas de la vision parallèle, nous devons toujours accomoder à 30 centimètres pour voir net, mais chaque oeil doit maintenant regarder dans la direction de l'image qui lui est destinée. L'oeil gauche doit regarder légèrement plus à gauche, l'oeil droit légèrement plus à droite. Autrement dit, le point de convergence de notre regard ne si situe plus sur la feuille de papier, mais à l'arrière de celle-ci. Dans la vie réelle, il y a concordance permanente entre distance de convergence et distance d'accomodation. L'observation d'un stéréogramme en mode vision parallèle nécessite, en revanche, un découplage entre convergence et accomodation (comme le montre le schéma ci-dessous): c'est cela qui demande un effort inhabituel, exige un entrainement, et peut conduire à un échec. Nombre de personnes ne parviennent pas à voir les stéréogrammes de cette manière (valable également pour la vision croisée expliquée plus bas).
Le schéma suivant permet de voir quant à lui la situation dans un environnement 3D. S'il est dédoublé, c'est qu'il constitue un couple stéréoscopique que vous pourrez apprécier en activant votre vision parallèle.
Quelques trucs pour les débutants: vous pouvez coller le nez à l'écran, en regardant droit devant vous, sans chercher à faire la mise au point. Puis, éloignez-vous progressivement en laissant le regard bien parallèle. Vous pouvez au contraire, regarder au loin puis à nouveau l'écran sans bouger vos yeux.
La vision croisée
La vision croisée est l'opposé de la vision parallèle: l'image pour l'oeil droit est mise à gauche, et l'image pour l'oeil gauche est mise à droite. Mais c'est exactement le même principe. Les schémas ci-dessus sont donc valables mais il faudra inverser les deux images.
Là, les regards gauche et droit convergent plus qu'à l'ordinaire: vous êtes invité à loucher. L'oeil droit regarde alors l'image placée à gauche et vice versa. Mais les images auront été inversées intentionellement au préalable par rapport à tout à l'heure. Certaines personnes préfèrent cette méthode de vision car plus facile, elle demande moins d'effort et est plus naturelle. En effet vous louchez naturellement lorsque vous regardez votre doigt lorsqu'il est placé devant vos yeux et qu'il touche le bout de votre nez.
Le même schéma que tout à l'heure, mais cette fois, visible avec la vision croisée.
Lorsque vous êtes en présence d'un stéréogramme, le choix entre vision parallèle et vision croisée dépend du placement des images, si elles ont été inversées ou non. Le but étant toujours le même: que les yeux droit et gauche voient l'image leur étant déstinée. Si vous tentez de regarder un stéréogramme avec la vision croisée alors qu'il est fait pour une vision parallèle, le relief apparaîtra à l'envers (les creux en bosses). L'avantage de la vision croisée est que les stéréogrammes n'auraient plus besoin d'être limités, en largeur, à l'écart existant entre les yeux (environ 6.5 cm). Cela dit, il faudrait loucher en conséquence, et nos yeux ont leur limite !!
Deuxième solution: le recours à un instrument optique: le stéréoscope.
C'est en 1838, que parut le premier stéréoscope. M.Wheatstone, physicien anglais, présenta à cette époque un instrument qui avait pour but de démontrer que la superposition des deux images planes et dissemblables qui se forment sur la rétine de chacun de nos yeux, produit la sensation du relief. L'instrument tel qu'il sortit des mains de M. Wheatstone, était un stéréoscope à réflexion : les deux images se formaient sur deux miroirs plans. Excellent pour démontrer le principe de la superposition des images, cet appareil était volumineux et embarrassant; il était loin de réunir toutes les conditions de simplicité qui devaient en faire un instrument d'amusement à la portée de tout le monde.
L'honneur de la découverte du stéréoscope à réfraction, c'est-à-dire de l'instrument qui est actuellement le plus usité, appartient à un physicien anglais, mort en 1868, sir David Brewster, à qui l'on devait déjà l'invention du Kaléidoscope, qui a tant amusé petits et grands. Le stéréoscope à réfraction ou stéréoscope à prismes, est un perfectionnement essentiel du stéréoscope à réflexion, en ce qu'il permet de remplacer les miroirs plans, employés par M. Wheatstone, par deux prismes occupant très peu de place, et disposés de manière à réfléchir la lumière comme des miroirs plans. Cette substitution permet de réduire considérablement le volume de l'instrument et de le rendre usuel et transportable.
Depuis, un grand nombre de scientifiques reprirent son invention pour la perfectionner ou la transformer. De sorte qu'aujourd'hui, il en existe une multitude, toutes respectant leur rôle, à savoir, envoyer deux images légèrement différentes à chaque oeil par un système optique.
stéreoscope de Wheatstone
le trajet des rayons lumineux à travers les miroires plans
stéreoscope de Brewster
le trajet des rayons lumineux à travers les prismes réflécteurs
Exemples de clichés stéréoscopiques:
Pour les images qui vont suivre, vous devrez activer le mode "vision croisée" pour apprécier le relief. (C'est la méthode la plus simple à notre point de vue, en espérant qu'elle vous convienne)
Sur l'animation suivante, l'on peut voir le décalage entre les deux prises de vue
Sur les deux animations suivantes, si vous les observez en mode vision croisée, vous verrez le relief disparaître progressivement pour réaparaître subitement.
Des stéréogrammes aux autostéréogrammes !
Du stéréogramme à l'autostéréogramme, il n'y a qu'un pas. Dans les stéréogrammes, les vues gauche et droite sont dissociées. L'autostéréogrammes apparaît, lui, sous la forme d'une image unique, qui semble produire toute seule son relief, d'où le préfixe "auto". Mais en réalité, cette image unique est composée d'un certain nombre de couples de vue gauche-droite.
Prenons l'exemple ci-dessous, à mi-chemin entre le stéréogramme et l'autostéréogramme. Il s'agit d'une série de photos produites par un appareil qui tourne autour d'un visage. Les vues successives ont été prises à des intervalles équivalents à l'écart de nos yeux. Chaque couple constitué de deux images contiguës forme donc un stéréogrammes. Et une fois que vous aurez activé votre mode "vision parallèle", vous pourrez balayer (en relief) le bloc des six photos, qui constitue dès lors un autostéréogramme.
Voici la même image mais en mode "vision croisée". Peut être arriverez-vous mieux à percevoir le relief...
Attention, vous ne pourrez voir que 5 visages correctement sur les 6. En effet, les 6 visages ne constituent que 5 couples stéréoscopiques.
Rassurez-vous, les autostéréogrammes ne sont pas tous faits à l'aide d'un appareil spécial. Des éléments graphiques simples, judicieusement répétés et décalés, feront l'affaire. Voyez la figure ci-dessous. Vous activez votre "vision croisée", et les fleurs rouges décollent. Pourquoi ? Car elles sont décallées de plus en plus vers la gauche par rapport au fond qu'est le tapis de fleurs, qui lui aussi a été reproduit, mais pas décalé !
Une autre version en mode "vision parallèle"
Les autostéréogrammes peuvent ainsi combiner les deux principes abordés précédement: d'abord un effet de volume stéréoscopique (dans ce cas les objets doivent être pris sous des angles différents, évolutifs de la gauche vers la droite pour une vision parallèle, de la droite vers la gauche pour une vision croisée) puis un effet de profondeur qui crée les différents plans (causés par le décalage).
(vision parallèle, cliquez pour agrandir)
Cependant, les autostéréogrammes les plus connus, les plus étonnants, sont ceux qui font surgir, en vision stéréo, des formes complètement inattendues, qui ne sont pas visibles au premier abord. Tous sont faits d'une juxtaposition de bandes verticales à priori identiques et répétitives, un peu comme les lés de papier peint. Cependant, ces lés ne sont pas tous identiques. Quelques pixels ont été déplacés subtilement d'un lé, au lé suivant, à l'endroit où l'on veut faire apparaître un volume, un relief.
Si l'on veut faire apparaître "magiquement" une forme dissimulée dans une image anodine, il va donc falloir déplacer certains pixels, points élémentaires constituant toute image numérique. Les pixels étant invisibles à l'oeil nu, leur déplacement peut être imperceptible, d'où l'effet "magique".
Pour fabriquer ces stéréogrammes, et puisque l'on parle de pixel, un ordinateur disposant d'un logiciel spécialisé dans la construction d'autostéréogrammes s'impose. Il en existe un certain nombre, tous fonctionnant avec les même "ingrédients" mais plus ou moins d'options.
Ces "ingrédients" sont les suivants:
