Stéréogrammes et Autostéréogrammes
CMAP (Centre de Mathématiques APpliquées) UMR CNRS 7641, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, CNRS, France
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(Site WWW CMAP28 : cette page a été créée le 09/06/2003 et mise à jour le 03/10/2024 17:10:38 -CEST-)
1-Stéréogrammes :
Un stéréogramme est un ensemble d'images (en général 2)
destiné à provoquer une sensation de relief lorsqu'il est regardé d'une
certaine façon, avec l'aide éventuelle d'un dispositif physique (un stéréoscope
par exemple ou bien des outils dits de Réalité Virtuelle de plus en plus
utilisés, par exemple, dans les mondes industriel et médical).
La façon la plus simple de procéder consiste à disposer côte à
côte (horizontalement donc) deux images d'un même objet (le mot objet
est, dans ce document, utilisé dans un sens n'impliquant pas nécessairement une structure connexe ;
par la suite, un objet
pourra donc désigner un ensemble de plusieurs objets...), chacune présentant ce
que les yeux droit et gauche respectivement doivent voir. L'observation non
assistée (sans dispositif physique) d'un stéréogramme demande un certain
entraînement car, en effet, dans ce cas les deux yeux ne doivent plus fixer le
même centre d'intérêt, comme c'est le cas habituellement. Lorsque les réflexes
nécessaires ont été acquis (par un entraînement plus ou moins long suivant les
individus...), chaque œil est capable de voir une image montrant un point de vue différent d'un
même objet et le cortex visuel est alors en mesure de restituer une perception en relief
de celui-ci. Cette façon de présenter des visualisations en relief présente plusieurs
avantages :
- elle ne nécessite pas, en général, de dispositif physique auxiliaire pour
provoquer la perception du relief (contrairement aux méthodes consistant,
par exemple, à multiplexer
les vues œil droit et œil gauche
à l'aide de couleurs différentes
-le Vert et le Rouge, en général- ou de polarisations orthogonales),
- elle fonctionne avec des supports variés (papier, vidéo,...),
- elle permet, même en présence de déficiences de l'observateur (défauts du
système visuel), de voir l'objet en question, éventuellement donc de façon
monoscopique, mais en tout cas avec ses couleurs et ses textures propres.
Il semblerait que la production des stéréogrammes présentant plus de deux images
facilite leur "lecture" stéréoscopique. Ainsi, les images :
présentent chacune 4x3=12 stéréogrammes (chaque couple d'images voisines horizontalement
en est un) d'un même objet calculé à l'aide d'un ordinateur qui en a restitué 16 points
de vue differents. Des séquences vidéo ont été réalisées sur ce principe et l'effet de
relief, associe à la dynamique du processus, est alors saisissant.
2-Autostéréogrammes :
Un effet dit papier peint, connu depuis longtemps, a montré
qu'il était possible de produire des stéréogrammes à une seule image (appelés alors
autostéréogrammes). Le principe (initialement développé par Masayuki Ito et Christopher
Tyler) consiste à utiliser une première images (dite texture de camouflage) présentant
une périodicité parfaite selon la direction horizontale
(d'ou l'appellation effet papier peint) ;
cette image peut aussi bien être "naturelle" que synthétique. Ensuite, chaque point de cette texture
(de coordonnées 'X' et 'Y') est translaté horizontalement d'une quantité proportionnelle
à Z(X,Y) où 'Z(X,Y)' désigne la profondeur, au point {X,Y}, d'un certain objet
tridimensionnel [Plus d'informations].
Deux objets, le premier simple et
le second plus complexe, seront principalement
utilisés à titre d'exemple par la suite.
La profondeur 'Z' de l'objet ainsi caché dans la texture est donc codée dans les
déformations horizontales de celle-ci. Ensuite, l'image ainsi obtenue doit être
regardée de façon à ce que les deux yeux ne regardent pas la même bande verticale (déformée), mais bien
plutôt deux bandes voisines ; ainsi les deux yeux voient des choses différentes,
ces différences codant le 'Z'... Il convient de noter que contrairement aux
stéréogrammes à deux images (ou plus), dans le cas des autostéréogrammes, bien que
les deux yeux soient stimulés de façon différente, l'information tridimensionnelle
concernant l'objet caché est unique : un seul point de vue est dissimulé dans la texture, alors que
dans les stéréogrammes à N (N>1) images, au moins deux (N) sont présents...
Dans ce dernier cas, il existe donc des parties cachées de l'objet pour un œil et pas pour l'autre
(et inversement...),
comme cela est vécu en permanence dans la vie courante, effet qui n'est donc pas restitué
avec les autostéréogrammes. Cela est certainement la cause des sensations
différentes (et parfois troublantes...) ressenties alors avec ces derniers, par exemple,
en bougeant la tête horizontalement par rapport à ceux-ci.
Malgré ces restrictions, des vidéos ont été générées sur ce principe ; elles
montrent qu'avec un peu d'entraînement, il est possible d'observer sans problème des
autostéréogrammes dynamiques. Les expériences que j'ai réalisées sont même allées
beaucoup plus loin en utilisant de plus des textures dynamiques
[Plus d'informations]...
Voici quelques exemples d'autostéréogrammes statiques :
2.1-Le volcan :
2.2-Un ensemble de Julia dans les Quaternions :
2.3-Arcs fantômes :
Cette dernière image est très intéressante car elle montre un anneau plan se détachant du fond
lui-aussi plan, à condition de fixer ce dernier. Si par contre, c'est l'anneau
lui-même qui est regardé, des arcs fantômes internes apparaissent alors ; il est
possible de déplacer son regard dessus, mais ils disparaissent instantanément
dès que le regard se porte de nouveau sur le fond...
Les autostéréogrammes, loins d'être un amusement stérile, constituent un important outil
dans l'étude de la vision et en particulier des mécanismes d'appréhension de la
troisième dimension. Ainsi la déformation des textures appliquées sur les objets
est (à côté bien évidemment de la connaissance a priori que l'on a, en général,
des objets que l'on regarde) une aide essentielle.
Sur le plan utilitaire, leur intérêt est plus que réduit ; en effet, d'une part, beaucoup
de gens sont incapables, même apres un long entraînement, de voir l'objet caché
qui, d'autre part, n'apparait pas, en général, avec ses couleurs et ses textures.
Restent leurs aspects ludiques et artistiques non négligeables...
Copyright © Jean-François COLONNA, 2003-2024.
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