Les auto-stéréogrammes : des images en relief

Regar­dez l’image ci-des­sus, elle est nor­male n’est-ce pas ? Disons qu’elle est en deux dimen­sions, pour­tant nous allons ensemble entrer dans la troi­sième dimen­sion. Pour ce faire, rap­pro­chez votre visage le plus près pos­sible de l’image, vos yeux ne peuvent alors accom­mo­der, lais­sez-les regar­der dans le vide, comme cela vous arrive par­fois quand vous êtes fati­gué… ou rêveur. Recu­lez alors dou­ce­ment l’image, les yeux déten­dus, sur­tout ne la fixez pas… À un moment vos yeux dis­tinguent deux images, puis ces deux images se rap­prochent : l’effet de relief est obte­nu. Main­te­nant vous pou­vez regar­der l’image et vous y pro­me­ner pour obser­ver tel ou tel détail : vous êtes entré dans la troi­sième dimen­sion ! Vous n’avez pas réus­si ? nor­mal, cette gym­nas­tique est nou­velle pour votre oeil. Un peu de patience, déten­dez-vous, relaxez-vous… quelques essais encore si néces­saire et vous serez tout sur­pris du résul­tat ! Avec l’habitude, vous ne serez plus obli­gé de rap­pro­cher le des­sin de votre visage, il vous suf­fi­ra de lais­ser l’image à sa dis­tance nor­male et comme pré­cé­dem­ment de lais­ser votre regard aller dans le vide, déten­du, sans rien fixer. Cer­taines per­sonnes y réus­sissent spon­ta­né­ment, bra­vo si c’est votre cas. Sinon, encore un effort : le suc­cès est cer­tain. Main­te­nant, à vous de jouer, bonne pro­me­nade dans la troi­sième dimension. 

L’ŒIL ET LE CERVEAU : LA VISION EN RELIEF

Les images tri­di­men­sion­nelles qui illus­trent cet article sont des images impri­mées nor­ma­le­ment, sur papier ordi­naire, et que l’on est capable de voir en relief sans aucun dis­po­si­tif. Elles sont appe­lées « auto-sté­réo­grammes ». D’autres pro­cé­dés de vision en relief existent, que vous connais­sez sans aucun doute. Tous demandent un maté­riel par­ti­cu­lier, sou­vent sophis­ti­qué, pour créer ou pour regar­der les images. Au fait, quel phé­no­mène per­met de voir en relief ? Est-ce une simple illu­sion d’optique ? Lorsque nous regar­dons un objet, nous voyons son relief parce que, en fait, notre oeil droit et notre oeil gauche ne le regardent pas sous le même angle et voient cet objet dif­fé­rem­ment. C’est aus­si grâce à cette vision dif­fé­ren­ciée de nos yeux, que nous sommes capables d’évaluer la dis­tance d’un objet. 

La vision d’un objet

Lorsque l’on regarde un objet, par exemple un cube, pla­cé en face de soi, l’œil gauche et l’œil droit ne le voient pas sous le même angle. La vision de l’œil gauche est donc dif­fé­rente de celle de l’œil droit et c’est le cer­veau qui fait la syn­thèse des deux images et res­ti­tue une seule image conforme à l’objet et en relief. (Voir sché­ma 1). Remar­quez aus­si que la face gauche du cube paraît plus grande vue par l’œil gauche que vue par l’œil droit, et inver­se­ment pour la face droite du cube. 

La vision d’un paysage

Comme pour l’effet de relief d’un objet, c’est ce même phé­no­mène de la vision dif­fé­rente de chaque oeil qui per­met d’apprécier la dis­tance d’un objet par rap­port à soi et de nous rendre compte que l’un est plus éloi­gné que l’autre. Le des­sin qui repré­sente sché­ma­ti­que­ment deux poteaux le long d’une route est une illus­tra­tion de cette dif­fé­ren­cia­tion oeil droit – oeil gauche. (Voir sché­ma 2). 

D’HIER À AUJOURD’HUI : LES PROCÉDÉS DE VISION EN RELIEF

À l’ex­cep­tion des holo­grammes, tous les pro­cé­dés qui per­mettent de voir une image en relief partent du même prin­cipe : pla­cer deux images cor­res­pon­dant à la per­cep­tion de chaque oeil. Le cer­veau fait alors la même syn­thèse que si on regar­dait l’objet lui­même : on « voit » l’objet en relief. (Voir sché­ma 3). 

Le stéréoscope

Le sté­réo­scope est un appa­reil bien connu de tous. Deux len­tilles per­mettent de regar­der deux pho­tos pla­cées côte à côte, chaque oeil ne pou­vant voir que celle qui lui cor­res­pond. Pre­mier pro­cé­dé de vision en relief mis au point, il a été inven­té au XIXe siècle et fut très en vogue jusqu’en 1870. Aujourd’hui, les sté­réo­scopes et les vues sté­réo­sco­piques (en cou­leur bien sûr) se per­pé­tuent mais pour des usages essen­tiel­le­ment tou­ris­tiques ou topographiques. 

Les anaglyphes

Les ana­glyphes, ce sont ces images où deux pho­tos, l’une impri­mée en vert et l’autre en rouge, sont imbri­quées, et sont visibles à l’aide de lunettes dont les verres sont res­pec­ti­ve­ment vert et rouge. Leur appli­ca­tion com­mer­ciale date de 1920. Depuis, les lunettes bico­lores ont été rem­pla­cées par des lunettes pola­ri­santes. Elles per­mettent en par­ti­cu­lier de voir des pho­to­gra­phies en cou­leur. C’est l’origine de films actuels en relief pro­je­tés dans quelques salles spécialisées. 

Les réseaux lignés et lenticulaires

Cer­tai­ne­ment avez-vous eu entre les mains ces cartes striées où, soit l’image est en relief ou, soit, en en chan­geant l’orientation, on voit appa­raître une autre image. Le plus sou­vent, il s’agit d’objets publi­ci­taires, domaine où ce pro­cé­dé reste très uti­li­sé. Il consiste à décou­per un couple d’images sté­réo­sco­piques en fines bandes ver­ti­cales, puis à consti­tuer une nou­velle image en alter­nant les bandes des deux images. Une grille est pla­cée devant cette image de telle sorte que chaque oeil ne puisse voir que les bandes de l’image qui lui cor­res­pond. Ini­tia­le­ment cette grille était consti­tuée de bandes alter­na­ti­ve­ment opaques et trans­pa­rentes. Ce masque appe­lé réseau ligné était une pho­to­gra­phie d’un des­sin. Depuis le pro­cé­dé a été très amé­lio­ré en rem­pla­çant les réseaux lignés par des réseaux len­ti­cu­laires : une fine pel­li­cule en matière plas­tique trans­pa­rente est fabri­quée de telle sorte qu’elle consti­tue un réseau de micro­len­tilles lon­gi­tu­di­nales, elle est ensuite col­lée sur l’image (dans le même sens que les bandes qui consti­tuent l’image). Grâce aux micro­len­tilles, chaque oeil ne voit que les bandes de l’image qui lui sont des­ti­nées. Le résul­tat est remar­quable. Tou­te­fois le pro­cé­dé est réser­vé aux pro­fes­sion­nels. En effet, il exige un équi­pe­ment sophis­ti­qué : appa­reil de prise de vues, ordi­na­teur et logi­ciel pour décou­per les pho­tos en bandes ver­ti­cales et les mixer, moyens de col­lage sur le sélec­teur optique (ou d’impression au ver­so), le sélec­teur optique étant lui-même pro­duit par des indus­triels spécialisés. 

Les hologrammes

L’holographie est d’une nature tota­le­ment dif­fé­rente des autres pro­cé­dés. Il ne s’agit pas d’images en deux dimen­sions vues en relief : un holo­gramme est un objet vir­tuel effec­ti­ve­ment en relief. Très gros­siè­re­ment on peut dire que l’on pho­to­gra­phie, non pas l’image d’un objet, mais son éclai­rage par un fais­ceau laser. Ensuite, en éclai­rant le cli­ché obte­nu, il ren­voie un rayon­ne­ment ana­logue à celui qu’il avait reçu lors de la prise de vue et recrée « l’objet ». En fait, on recrée, non pas l’objet lui-même, mais son « éclai­rage ». Le résul­tat est donc un objet vir­tuel, imma­té­riel, dans l’espace, repré­sen­ta­tion de l’objet ini­tial. Si la res­ti­tu­tion est en trois dimen­sions comme l’objet, elle est aus­si de la cou­leur du fais­ceau laser qui a éclai­ré l’objet d’où les tons de vert des holo­grammes. Il existe deux sortes d’hologrammes : – les plus cou­rants sont les holo­grammes à réflexion, qui s’éclairent à la lumière d’une lampe. On peut en admi­rer dans des expo­si­tions ou dans des musées consa­crés à l’holographie ; – les plus spec­ta­cu­laires sont les holo­grammes à trans­mis­sion, qui doivent être éclai­rés de der­rière, par un laser. L’image est alors devant le sup­port pho­to­gra­phique et peut atteindre de très grandes dimen­sions. Ils ont consti­tué l’attraction prin­ci­pale de quelques grandes opé­ra­tions publi­ci­taires telles que celles orga­ni­sées par Louis Vuit­ton ou Renault aux Champs-Ély­sées. Il s’agit bien évi­dem­ment d’un pro­ces­sus de haute tech­no­lo­gie qui n’est à la por­tée que de pro­fes­sion­nels qualifiés. 

Et les logiciels 3D ?

Vous avez cer­tai­ne­ment enten­du le terme de logi­ciels 3D. Les médias en parlent sou­vent en par­ti­cu­lier à l’occasion de sor­ties de films d’animation. Leur objec­tif n’est pas de réa­li­ser des images en relief : ces logi­ciels extrê­me­ment puis­sants per­mettent d’enregistrer toutes les don­nées spa­tiales d’un objet (ou d’un pay­sage). Ils sont capables ensuite d’élaborer la vue de l’objet sous un angle quel­conque, même depuis un point à l’intérieur de l’objet. Par exemple on peut voir une mai­son de l’extérieur sous tous ses angles, y entrer, s’y pro­me­ner. Ils sont très uti­li­sés, par exemple, par les archi­tectes ou les pay­sa­gistes. En chan­geant très pro­gres­si­ve­ment le point de vue, on obtient des images suc­ces­sives : c’est le prin­cipe des films d’animation en images de syn­thèse. La qua­li­té et le réa­lisme des images de tels films peuvent don­ner l’impression de relief mais ce ne sont pas des films en relief. Un logi­ciel 3D per­met de voir un objet dans toutes ses « dimen­sions » : le nom est donc réduc­teur mais le terme prête à confu­sion puisque ces logi­ciels ne per­mettent pas de voir une image en trois dimensions. 

LES AUTO-STÉRÉOGRAMMES

Les auto-sté­réo­grammes, appe­lés aus­si images tri­di­men­sion­nelles, sont des images visibles aus­si bien en deux qu’en trois dimen­sions sans aucun dis­po­si­tif, ni pour les pro­duire, ni pour les voir en relief. C’est leur grand inté­rêt par rap­port aux autres pro­cé­dés. Pour voir une image tri­di­men­sion­nelle en relief, il faut la regar­der en « vison parallèle ». 

Vision parallèle et vision croisée

Savez-vous lou­cher ? Cer­tai­ne­ment, c’est la « vision croi­sée ». (Voir sché­ma ci-contre). La « vision paral­lèle » est la manière de regar­der un objet à l’horizon (à l’infini). Natu­rel­le­ment, lorsque l’objet est rap­pro­ché, les yeux ne le regardent pas en vision paral­lèle. Pour y arri­ver, il faut faire la gym­nas­tique ocu­laire que vous avez apprise au début de cet article. 

Les deux types d’autostéréogrammes

Les plus connus sont les auto-sté­réo­grammes « camou­flés ». Ce sont des des­sins abs­traits, sou­vent géo­mé­triques, et, en les regar­dant en vision paral­lèle, une forme, invi­sible en deux dimen­sions, appa­raît en volume. L’auteur a lui-même pour­sui­vi les recherches en vues de réa­li­ser des des­sins figu­ra­tifs qui soient de véri­tables images. Ayant ain­si trou­vé les règles des images tri­di­men­sion­nelles (ou retrou­vé ces règles car, à sa connais­sance, per- sonne ne les a publiées) il les a appli­quées pour réa­li­ser les illus­tra­tions d’un ouvrage consa­cré à Georges Bras­sens, qui vient de paraître aux Édi­tions Didier Car­pen­tier (voir rubrique « Livres » La Jaune et la Rouge, novembre 2007). 

Principes des autostéréogrammes

Dans une image tri­di­men­sion­nelle l’effet de relief est obte­nu par la répé­ti­tion du même des­sin. L’image de base est répé­tée plu­sieurs fois de gauche à droite mais en la modi­fiant à chaque fois pour que chaque oeil puisse voir l’image qui lui cor­res­pond. Regar­dez cette image tri­di­men­sion­nelle (volon­tai­re­ment sim­pli­fiée). (Voir sché­ma ci-dessous). 

Vous consta­tez que l’image de base, consti­tuée des trois per­son­nages, est répé­tée 4 fois et que les per­son­nages sont de plus en plus res­ser­rés en allant de gauche à droite. Si vous la regar­dez en vision paral­lèle pour la voir en relief, vous pour­rez comp­ter 5 groupes de per­son­nages. Que se passe-t-il donc ? Repre­nons l’exemple du cube. Pour­quoi voit-on trois cubes ? Parce que chaque oeil voit la tota­li­té de l’image et donc les deux cubes, le cube du centre est la com­bi­nai­son des deux images, réa­li­sée par notre cer­veau : il est en relief. Les cubes de droite et de gauche sont vus par un seul oeil : ils ne sont pas en relief. Pour pal­lier cet incon­vé­nient, la solu­tion consiste à avoir au moins trois images consé­cu­tives d’un même objet. Ain­si avec quatre motifs consé­cu­tifs, lorsqu’on les regarde en vision paral­lèle, on en voit cinq, les trois au centre sont en relief mais ceux aux deux extré­mi­tés ne le sont pas. Ce n’est pas réel­le­ment gênant car le regard se foca­lise au centre de l’image et l’oeil croit voir en relief la tota­li­té du dessin. 

Si l’on regarde cette image en vision paral­lèle, on voit trois cubes et celui du centre est en relief

Les règles de réalisation d’une image tridimensionnelle

Une image est construite à par­tir de plans ver­ti­caux suc­ces­sifs. Chaque plan est consti­tué de sujets stric­te­ment iden­tiques et répé­tés. De plus, les sujets doivent être par­fai­te­ment ali­gnés sur une ligne hori­zon­tale. L’espacement entre deux sujets iden­tiques est constant. Cet espa­ce­ment est fonc­tion de la posi­tion du plan en pro­fon­deur : plus le plan est éloi­gné, plus l’espacement sera impor­tant. Consé­quence : la pers­pec­tive, par rap­port à une image habi­tuelle, est inver­sée : des lignes cen­sées être paral­lèles convergent vers l’observateur et non vers un point de fuite à l’horizon. Le posi­tion­ne­ment des sujets dans un plan ver­ti­cal est lui aus­si très pré­cis, sinon il sem­ble­ra trop haut et flot­te­ra dans l’air, ou trop bas et sera enfon­cé dans le sol. D’autres règles découlent de ces prin­cipes fon­da­men­taux, par exemple pour le des­sin des plans hori­zon­taux, de plans obliques, d’objets eux-mêmes en relief, etc. 

De la nécessité d’utiliser un ordinateur

Que ce soit pour les auto-sté­réo­grammes « camou­flés » ou pour les des­sins figu­ra­tifs, les règles de réa­li­sa­tion exigent une très grande pré­ci­sion de des­sin, impos­sible à obte­nir manuel­le­ment. L’usage d’un ordi­na­teur est donc indis­pen­sable : c’est pour­quoi les pre­miers auto-sté­réo­grammes ont été réa­li­sés dans les années 1960, et il a fal­lu encore attendre les micro-ordi­na­teurs et leurs outils gra­phiques pour que la tech­nique ne soit plus un frein rédhibitoire. 

QUELLES IMAGES PEUT-ON RÉALISER ?

Pour déci­der de réa­li­ser une image tri­di­men­sion­nelle, il faut pen­ser qu’elle doit répondre à plu­sieurs cri­tères. Il n’est pas pos­sible de réa­li­ser en tri­di­men­sion­nel n’importe quelle image. Il faut bien pen­ser aus­si que le des­sin que l’on va faire sera d’abord vu en deux dimen­sions avant d’être regar­dé en relief. La pre­mière condi­tion, impé­ra­tive, est que l’image soit glo­ba­le­ment répé­ti­tive et que les sujets (objets, per­son­nages, motifs…) qui la com­posent soient eux-mêmes répé­tés. La répé­ti­tion ne doit être cho­quante ni en deux dimen­sions ni en relief. Le cas le plus simple est celui d’une image dont le sujet est répé­ti­tif natu­rel­le­ment. Un deuxième cas est celui d’une image com­po­sée de sujets nom­breux. Étant déca­lés, leur répé­ti­tion n’est pas immé­dia­te­ment per­cep­tible. Il est pos­sible aus­si de jouer sur la défor­ma­tion pro­gres­sive des sujets hori­zon­taux. Reste enfin le cas où c’est un choix artis­tique de l’auteur de l’image. D’autres condi­tions doivent être pré­sentes à l’esprit lors du choix du sujet d’une image puis de sa concep­tion. Des impos­si­bi­li­tés résultent, par exemple, du des­sin en pers­pec­tive inver­sée. Il est donc exclu de repré­sen­ter des lignes qui se rejoignent en un point de fuite à l’horizon, des routes par exemple. Il doit être tenu compte de telles contraintes dès la concep­tion ini­tiale de l’image

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