prise de vues 3D

PRISE de VUE STÉRÉOSCOPIQUE

AVEC UN SEUL APPAREIL
La méthode "Cha-Cha"
Nommée ainsi à cause de la danse où l'on s'appuie sur un pied puis sur l'autre. Il suffit d'arriver à faire la même chose en décalant latéralement l'appareil, et en visant bien pour conserver le cadrage.

Les inconvénients sont multiples: mauvaises coïncidences des vues, sujets obligatoirement immobiles, mauvais contrôle de la base. Cette méthode doit rester exceptionnelle!

Appareil stéréoscopique à deux objectifs.
Ces appareils sont assez peu répandus . Les vues sont presque toujours orthostéréoscopiques. Avec une base fixe, leur emploi est limité et ne permet pas la richesse des bases variables. Cependant leur parfait synchronisme des obturateurs en fait un excellent choix pour les photos de mouvement. Ils conviennent bien pour les photos d'intérieur au flash.

Complément optique:
Il existe des compléments optiques séparateurs à fixer sur un appareil mono-objectif, généralement réflex pour film 35mm. Le format spécifique des couples stéréoscopiques, la perte de définition car le format d'origine est divisé par deux, les difficultés de tirage et de visualisation font que cette solution est restée très peu répandue.

Appareils avec programmes spéciaux

Ces appareils améliorent la méthode cha-cha avec une assistance au cadrage pour positionner la seconde vue. Ils ont à la fois des séquences pour construire des panoramas ou pour faire une paire d'images stéréoscopiques.

La méthode avec une barre de déplacement.
Une simple barre en forme de L suffit. La condition essentielle est qu'elle soit maintenue en position fixe. Un pied est donc nécessaire. La réalisation de cette barre est un accessoire bon marché à la portée de tout photographe.

L'appareil est glissé d'une position à l'autre pour chaque déclenchement. Réservée aux sujets immobiles, elle donne de bons résultats. Elle est même la meilleure méthode possible pour les sujets proches pour lesquels une faible base est nécessaire. Avec deux butées, il est possible d'opérer assez rapidement. Les glissières de bonne qualité donnent des déplacements précis.

Des variantes, et toutes sortes d'appui permettent aussi la photographie à grande base.

A noter la possibilité de réaliser des vues avec zoom à condition de le maintenir bloqué entre les deux vues.

Finalement, le seul inconvénient de cette méthode est l'absence de synchronisme.

Déclenchement en rafale

Cette méthode fonctionne parfaitement en macrographie où le bougé naturel suffit au déplacement latéral nécessaire de quelques millimètres. On peut le provoquer en déclenchant durant un léger balayage.

Le déplacement peut être guidé par une barre de déplacement ou par une glissière.
AVEC DEUX APPAREILS
C'est évidemment la méthode privilégiée, et la plus universelle. Choisir deux appareils compacts identiques. Le zoom n'est pas nécessaire, à moins d'être réglable précisément sur les mêmes focales. Les placer sur une plate-forme. Pouvoir mettre différentes bases (voir la barrette réglable). Ajouter des butées pour être certain du bon positionnement angulaire des appareils. Les deux appareils doivent voir exactement la même image, avec le même cadrage. Se servir de repère au centre du viseur ou sur l'écran pour pour régler l'orientation des deux appareils. Il vaut mieux les mettre en position télé: ca sera plus précis Pour déclencher, la méthode "digitale" consiste à appuyer en même temps sur les deux boutons avec ses doigts, mais la synchronisation est imprécise. Mes appareils sont reliés par un cable électrique de sorte qu'en appuyant sur un déclencheur, j'ai la même action sur l'autre dans la même fraction de seconde. Il reste 5 à 20 millièmes de seconde de différence selon le temps de mise au point de chaque appareil. Pour la photographie au flash, voir la page spéciale. Les appareils sont décalés l'un devant l'autre pour les petites bases nécessaires pour des sujets proches, autrement, ils sont alignés. Ce décalage n'affecte pas les photographies prises à plus d'un mètre. Pour savoir comment installer une connexion électrique, voir les pages du chapître sur les appareils photos dans la partie aérophoto . cordon de raccordement Avec cet équipement, rien n'empêche la réalisation de couples stéréoscopiques avec la barre de déplacement, ou la glissière en utilisant un seul appareil pour des conditions particulières. Deux photoscopes montés sur deux rails jumeaux donne un système très polyvalent et facile à utiliser. Ici, deux appareils Ricoh R8 sont connectés avec le déclencheur à distance de Ricoh. Un cable supplémentaire est relié en parallèle sur le cable d'origine. La synchronisation est généralement d'une dizaine de millisecondes. Cette synchronisation est suffisante pour la synchronisation des vidéos.
CALCULER LA BASE

Calculer la base pour le sujet principal de la scène vis à vis du plan suivant sur lequel il se détache.
Je calcule habituellement SR 6 à 10 pour le plan principal, laissant les plans plus rapprochés atteindre des valeurs bien plus fortes. Ou bien je calcule pour le plan rapproché en donnant une valeur SR pour ce plan.

Appliquer la formule, en s'aidant des tables, ou avec une calculatrice programmable ou avec ce calculateur à télécharger qui regroupe toutes les données et permet les simulations.

B = SR . k . D . ( D+L ) / L

SR est le rapport stéréoscopique.
B est la base
k est l'acuité visuelle, k = 0.0004
D est la distance de l'appareil au sujet.
L est l'intervalle du sujet au plan qui le suit.

Avec un zoom il faut tenir compte de l'amplitude M de l'angle de champ angulaire horizontal A propre à chaque focale.
M = 2. tan A/2 et B = M . SR . k . D . ( D+L ) / L
Voir la page "calcul de la base " pour de plus amples détails.

S'il y a beaucoup de plans entre 5 m et 50 m, une base de 60 à 100 mm conviendra la plupart du temps.

Pour d'autres cas ou plus de précision, il faut pouvoir évaluer les différentes distances. Ce travail d'évaluation peut paraître fastidieux, mais il est nécessaire. Compter le nombre de fenêtres, de voitures, de poteaux, connaître la largeur d'une route, l'espace pris par un arbre, sont autant d'informations et de savoirs à exercer en stéréophotographie.

Le coefficient M ne sera appliqué que pour les grand-angles et les télés. Pour les focales normales, M = 1. En effet, entre 50° et 70° de champ diagonal la variation n'excède pas 20%

L'International Stéréoscopic Union propose la règle simple Dn ~ B x F* (en mm) avec Dn la distance au plan le plus proche, B la base et F* la distance focale équivalente (voir la page champ angulaire pour F*). Avec un fond proche c'est OK mais avec un arrière plan lointain et un objectif normal, cela donne un ratio SR> 60, à compenser en prenant un grand-angle ou en diminuant la valeur de la base.
CHOIX du RATIO STÉRÉOSCOPIQUE

Le rapport stéréoscopique est choisi en fonction du matériel utilisé, mais aussi en fonction des situations, des circonstances, du nombre de plans du décor.

Chaque photographie est un choix personnel. Cependant, personne ne s'attend à voir les plans éloignés avec un effet stéréoscopique prononcé. Par contre, l'hyper stéréo est possible sur les sujets très proches.

A partir de la base choisie, calculer le ratio stéréoscopique sur d'autres plans significatifs, plus proches et plus éloignés.

Voici un exemple des valeurs de différents plans d'une scène

selon les plans :    éloigné, SR est 1 à 3.

peu éloigné,   SR est 4 à 6.

assez proche, SR est 7 à 15.

proche,          SR est 16 à 35

Ainsi l'ensemble s'accorde avec l'effet global escompté.
S'il n'y a pas de plans proches, on peut augmenter la base pour avoir tous les plans lointains à des valeurs de 10 à 20.

Quelles limites en hyperstéréoscopie?

Dans chaque image il existe autant de valeurs du ratio stéréoscopique que de couples de plans associés. Par exemple un arbre pourra avoir comme arrière plan à la fois un bâtiment et les nuages dans le ciel. L'important est d'avoir des valeurs entre les arrières plans et les premiers plans qui augmentent progressivement et conserver pour les premiers plans des valeurs auxquelles notre vision est habituée.

Nous nous rendons compte alors que pour des objets proches la convergence de nos yeux et la profondeur de l'objet sont déterminants.

Par expérience il arrive qu'une image 3D dans laquelle un objet distinct en avant plan atteigne un SR>50 produise une image visionnable. On se bornera à SR < 70.

.

La valeur limite absolue serait l'image de notre pouce à la distance minimale de vision distincte sur un fond à l'infini. Prenons 25 cm comme distance de vision distincte, le calcul de SR donne 600! Mais dans ce cas nos yeux convergent, le sujet a un contour parfaitement défini et nous escamotons le fond. En réalité nous n'avons d'effet de relief que la profondeur de notre pouce, soit 2cm et alors le SR réel devient 47.

Un autre exemple est celui de notre poing à bout de bras. Que nous le regardions avec un fond à l'infini ou avec un fond à 1m nous le voyons avec la même intensité de relief , soit un SR de 52 car là encore nous escamotons l'arrière plan.

Apparemment la valeur de SR = 50 maximum est une bonne valeur à respecter sachant que sur une image 3D le fond ne s'escamote pas aussi bien.
PLACER le PREMIER PLAN
Le relief est maximum sur le plan le plus proche, et d'autant plus que l'arrière plan est plus éloigné. L'idéal est d'avoir des plans successifs qui se superposent les uns après les autres et remplissent l'espace. Un effet de relief très marqué entre des plans éloignés produit souvent un effet de maquette, comme les décors plats d'un théâtre.

Pour obtenir une intensité de relief choisie sur le premier plan, il faut jouer sur la base et aussi sur la distance au sujet en tenant compte de l'éloignement des plans en arrière.

Le cadre "premier plan" du calculateur donne la distance Dn en fonction de la base B, la profondeur L et la valeur de SR.
ZONES ACTIVES et ZONES NEUTRES

Succession de plans rapprochés

Par zones actives, il s'agit des zones donnant un effet stéréoscopique marqué. Dans une photographie, différentes zones actives et neutres sont présentes et alternent en fonction de l'agencement des plans. Savoir les déceler et les apprécier nécessite de l'expérience. Déterminer et connaître ces distances permet de ne pas photographier inutilement.

Il est aussi possible de créer l'impression de relief en augmentant la base, même si ce n'est pas ce que l'oeil aurait perçu naturellement.

Le fait que les formules soient établies sur la distance D de l'appareil à un sujet, et sur l'éloignement L de ce sujet au plan suivant facilite la compréhension de la composition stéréoscopique de l'image. Un petit programme qui indique les zones neutres est un avantage dans certaines compositions.

En premier lieu, déterminer la base en fonction de la distance D du sujet principal et de l'éloignement L du plan qui lui succède. Ensuite, vérifier l'effet stéréoscopique sur différentes zones secondaires, sur un avant-plan très proche, et sur les arrières plans.

Tenir compte aussi du fait qu'un fond tout à fait uniforme "tue" l'effet stéréoscopique: par exemple un sujet devant un mur lisse, un ciel aussi gris qu'un brouillard, ou tout bleu sans nuages ne se détachera pas comme il le ferait devant un mur de pierre, ou un ciel parsemé de nuages.

Savoir quel rapport stéréoscopique est nécessaire en fonction de l'équipement, et apprécier celui qui convient au sujet sont les clefs de la réussite.
CONVERGENCE
La convergence, ou toe-in en anglais est aussi faussement appelée parallaxe. C'est l'angle entre les axes optiques des deux appareils. . Voici les angles de convergence en fonction de la distance: 7 m     0,5°               1,8 m     2° 5m      0,7°               1,4 m     2,4° 3,5 m   1°                  1 m       3,5° Au delà de 10 m les axes sont parallèles, convergence zéro. Le centre de convergence est l'intersection des deux axes. Il détermine la position de la fenêtre 3D. La convergence produit une parallaxe négative. Elle rapproche les plans vers l'observateur. La convergence atténue les violations de fenêtre 3D. La convergence est décidée avant la prise de vue. La distance minimale de mise au point de beaucoup d'imageurs étant proche de 1 m, et bon nombre d'appareils binoculaires ont une base fixe voisine de l'écartement des yeux..Certains sont montés avec une convergence proche de 2°. La bonne pratique est de placer le centre de convergence sur l'arrière plan. Pour un paysage les objectifs seront parallèles. Quand le sujet est entre 3 et 7 mètres la convergence est possible. Quelques-uns mettent systématiquement une légère convergence. Dans une salle la plus grande dimension étant la diagonale, la convergence est réglée sur cette dimension. A moins de 3 m la convergence est nécessaire.
ZOOM
Avec deux appareils, il faut pouvoir ajuster le zoom avec le même angle de champ, même focale, sur chaque appareil.
Configurer l'appareil sur la fonction zoom par paliers si elle existe, sinon l'ajustement se fait à l'oeil, ce qui est très délicat.

Le zoom par paliers passe d'une focale à une autre à chaque pression sur la touche zoom.
Les logiciels comme StereoPhotoMaker ajustent les différences de zoom avec la fonction alignement.
DECALAGES
Du fait du décalage B des deux appareils, il existe un certain nombre de circonstances où les objets en profondeur ne peuvent être visualisés correctement. Prenons l'exemple des photographies ci-contre, il sera impossible de juxtaposer la rambarde en fixant les parties les plus rapprochées. Pourtant, seulement 80mm séparent ces deux photographies!

C'est évidemment la méthode privilégiée, et la plus universelle. Choisir deux appareils compacts identiques. Le zoom n'est pas nécessaire, à moins d'être réglable précisément sur les mêmes focales. Les placer sur une plate-forme. Pouvoir mettre différentes bases (voir la barrette réglable). Ajouter des butées pour être certain du bon positionnement angulaire des appareils. Les deux appareils doivent voir exactement la même image, avec le même cadrage. Se servir de repère au centre du viseur ou sur l'écran pour pour régler l'orientation des deux appareils. Il vaut mieux les mettre en position télé: ca sera plus précis Pour déclencher, la méthode "digitale" consiste à appuyer en même temps sur les deux boutons avec ses doigts, mais la synchronisation est imprécise. Mes appareils sont reliés par un cable électrique de sorte qu'en appuyant sur un déclencheur, j'ai la même action sur l'autre dans la même fraction de seconde. Il reste 5 à 20 millièmes de seconde de différence selon le temps de mise au point de chaque appareil. Pour la photographie au flash, voir la page spéciale.		Les appareils sont décalés l'un devant l'autre pour les petites bases nécessaires pour des sujets proches, autrement, ils sont alignés. Ce décalage n'affecte pas les photographies prises à plus d'un mètre. Pour savoir comment installer une connexion électrique, voir les pages du chapître sur les appareils photos dans la partie aérophoto . cordon de raccordement Avec cet équipement, rien n'empêche la réalisation de couples stéréoscopiques avec la barre de déplacement, ou la glissière en utilisant un seul appareil pour des conditions particulières.
		Deux photoscopes montés sur deux rails jumeaux donne un système très polyvalent et facile à utiliser. Ici, deux appareils Ricoh R8 sont connectés avec le déclencheur à distance de Ricoh. Un cable supplémentaire est relié en parallèle sur le cable d'origine. La synchronisation est généralement d'une dizaine de millisecondes. Cette synchronisation est suffisante pour la synchronisation des vidéos.

Le rapport stéréoscopique est choisi en fonction du matériel utilisé, mais aussi en fonction des situations, des circonstances, du nombre de plans du décor. Chaque photographie est un choix personnel. Cependant, personne ne s'attend à voir les plans éloignés avec un effet stéréoscopique prononcé. Par contre, l'hyper stéréo est possible sur les sujets très proches. A partir de la base choisie, calculer le ratio stéréoscopique sur d'autres plans significatifs, plus proches et plus éloignés.		Voici un exemple des valeurs de différents plans d'une scène selon les plans : éloigné, SR est 1 à 3. peu éloigné, SR est 4 à 6. assez proche, SR est 7 à 15. proche, SR est 16 à 35 Ainsi l'ensemble s'accorde avec l'effet global escompté. S'il n'y a pas de plans proches, on peut augmenter la base pour avoir tous les plans lointains à des valeurs de 10 à 20.
Quelles limites en hyperstéréoscopie? Dans chaque image il existe autant de valeurs du ratio stéréoscopique que de couples de plans associés. Par exemple un arbre pourra avoir comme arrière plan à la fois un bâtiment et les nuages dans le ciel. L'important est d'avoir des valeurs entre les arrières plans et les premiers plans qui augmentent progressivement et conserver pour les premiers plans des valeurs auxquelles notre vision est habituée. Nous nous rendons compte alors que pour des objets proches la convergence de nos yeux et la profondeur de l'objet sont déterminants. Par expérience il arrive qu'une image 3D dans laquelle un objet distinct en avant plan atteigne un SR>50 produise une image visionnable. On se bornera à SR < 70. .		La valeur limite absolue serait l'image de notre pouce à la distance minimale de vision distincte sur un fond à l'infini. Prenons 25 cm comme distance de vision distincte, le calcul de SR donne 600! Mais dans ce cas nos yeux convergent, le sujet a un contour parfaitement défini et nous escamotons le fond. En réalité nous n'avons d'effet de relief que la profondeur de notre pouce, soit 2cm et alors le SR réel devient 47. Un autre exemple est celui de notre poing à bout de bras. Que nous le regardions avec un fond à l'infini ou avec un fond à 1m nous le voyons avec la même intensité de relief , soit un SR de 52 car là encore nous escamotons l'arrière plan. Apparemment la valeur de SR = 50 maximum est une bonne valeur à respecter sachant que sur une image 3D le fond ne s'escamote pas aussi bien.