Dans cet article de blog, nous examinerons de plus près « le principe des lunettes polarisées et la façon dont nous percevons les images 3D ».
Introduction
Nous avons tous probablement vu un film en 3D au moins une fois dans notre enfance. Vous vous souvenez sans doute de cette sensation, avec les lunettes en cellophane rouge et bleu sur l'écran, d'y voir scintiller divers objets. Ces films en 3D, longtemps oubliés, ont récemment retrouvé leur popularité grâce à l'engouement suscité par le film *Avatar*, et nous les regardons désormais avec des lunettes à verres spéciaux. Quel est donc le principe de ces lunettes qui nous permet de percevoir la 3D ?
Polarisation et principe de la perception 3D
Tout d'abord, explorons le principe qui sous-tend notre perception de la 3D. 3D est l'abréviation de « tridimensionnel », un terme qui désigne la sensation de profondeur et la conscience spatiale. Au quotidien, nous percevons cette dimension 3D grâce à nos deux yeux. Cependant, lorsque nous regardons des images sur un ordinateur ou une télévision, nous ne percevons pas la profondeur ; nous voyons simplement un écran plat.
Alors, pourquoi percevons-nous la profondeur ? La principale raison est que nous avons deux yeux. Nous avons tous probablement fait cette expérience étant enfants. Entrelacer ses index les deux yeux ouverts est un jeu d'enfant, mais vous avez sans doute remarqué que le faire avec un seul œil ouvert est plus difficile qu'on ne le pense. Cette expérience explique précisément pourquoi nous percevons la profondeur.
Lorsque nos deux yeux regardent un objet, ils ne perçoivent pas exactement la même image. L'œil gauche l'observe sous un certain angle, et l'œil droit sous un angle légèrement différent. Le cerveau traite ces deux signaux visuels et les interprète pour former une image tridimensionnelle. Par conséquent, comme les images sur les écrans d'ordinateur ou de télévision sont affichées sur une surface plane, les signaux envoyés aux deux yeux sont identiques, et nous ne pouvons donc les percevoir qu'en deux dimensions.
Alors, est-il possible de percevoir ces images plates comme tridimensionnelles ? Comme nous l’avons vu précédemment, la principale raison pour laquelle nous percevons les images comme tridimensionnelles est la différence angulaire entre nos deux yeux. Si nous pouvions recevoir des signaux visuels sous des angles différents dans chaque œil, même en regardant un plan bidimensionnel, nous serions capables de le percevoir comme tridimensionnel.
Polarisation et fonctionnement des lunettes polarisées
Il fallait donc un procédé pour tromper le cerveau et lui faire percevoir des signaux bidimensionnels comme tridimensionnels. Actuellement, la méthode utilisant des filtres polarisants est la plus courante. Les lunettes que nous portons au cinéma pour regarder des films 3D sont des lunettes spéciales équipées de verres à filtres polarisants.
Commençons par définir la polarisation. La lumière a la propriété d'osciller dans toutes les directions d'un plan perpendiculaire à sa direction de propagation. La polarisation désigne le processus qui consiste à concentrer cette oscillation dans une seule direction. L'exemple suivant illustre comment se crée la polarisation.
Imaginez que vous vouliez faire passer un élastique par une porte légèrement ouverte. Dans ce cas, vous constaterez que si vous le faites bouger de haut en bas, il glisse facilement, mais si vous le faites bouger d'avant en arrière ou de gauche à droite, il ne passera pas. De même, bien que la lumière vibre dans toutes les directions, lorsqu'elle traverse une plaque munie de fentes verticales (un filtre polarisant), seule la lumière vibrant verticalement la traverse, tandis que la lumière vibrant horizontalement est bloquée.
Autrement dit, la lumière qui a traversé un tel filtre polarisant est de la lumière polarisée.
Alors, comment crée-t-on des images 3D grâce à ces filtres polarisants ? Comme mentionné précédemment, pour percevoir une image plate comme étant en 3D, un processus est nécessaire pour tromper le cerveau et lui faire croire que l’image est due à la différence d’angle entre les deux yeux. Ainsi, si l’on projette simultanément sur un même écran l’image destinée à l’œil gauche (ayant traversé un filtre polarisant horizontal) et celle destinée à l’œil droit (ayant traversé un filtre polarisant vertical), on peut les visualiser séparément grâce à des lunettes spéciales équipées de filtres polarisants.
Autrement dit, si la lentille gauche des lunettes ne laisse passer que la lumière polarisée horizontalement, et la lentille droite ne laisse passer que la lumière polarisée verticalement, des images différentes parviennent à chaque œil à travers ces lunettes spéciales, permettant ainsi au cerveau de les percevoir en trois dimensions.
C’est pourquoi nous pouvons regarder des films en 3D : grâce au principe scientifique de la polarisation. Le port de lunettes polarisantes nous permet de percevoir trois dimensions à partir d’un écran bidimensionnel. Cependant, les récents progrès technologiques permettent désormais de percevoir la 3D sans lunettes. On peut donc affirmer que l’ère du visionnage direct de films 3D avec nos propres yeux est proche.
