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L'ODYSSEE D'UN CONCEPT:
LA 3e DIMENSION
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Comment
ça marche ? Tout le monde à un jour remarqué que les
yeux d'une personne regardant un objet proche aura tendance à croiser ses yeux
l'un vers l'autre. À l'autre opposé, une personne fixant une distance supérieure
à quelques centaines de pieds aura ses deux yeux parfaitement centrés. C'est
ce qu'on appel l'angle de convergence. On peut illustrer ce concept comme suit:
Figure 2 La figure ci-haut illustre deux cas différents
de convergence. Lorsque l'observateur fixe son regard sur le plan A, ses yeux
adopteront un angle de convergence thêta 1. Par contre, lorsque le plan B est
fixé, l'angle de convergence sera plus prononcé, soit thêta 2. Le cerveau ce
sert principalement de cette information de convergence pour effectuer son
analyse stéréoscopique. Il obtient l'information de l'angle thêta par le
biais des influx nerveux provenant des nerfs dans les tissus musculaires ayant
pour rôle d'orienter l'oeil dans la direction voulue. Cette information est utilisée à plusieurs
fins. Elle sert en premier lieu à dicter au cerveau quel est l'ajustement
relatif de position entre les deux images lui étant fournis. Oui, car la simple
observation de deux images l'une à côté de l'autre ne permet pas de
rapidement repérer les points communs de ces deux images. En fait, comme nous
le verrons plus tard, c'est souvent exactement le contraire qui est mis en
application dans la plupart des casques de réalité virtuelle. En effet, dans
tout casque HMD, la paire d'images est présentée à une distance fixe appelée
plan image. Or, cette distance n'aura pas nécessairement de lien avec la
distance où doit être vu l'objet selon la corrélation stéréoscopique. En second lieu, l'angle de convergence de
l'oeil permet au cerveau de déterminer quel doit être l'accommodation des
yeux. L'accommodation représente l'action de changer la distance focale de
l'oeil en modifiant la tension musculaire appliquée sur le cristallin. Ce
dernier étant une lentille constituée de tissus biologiques étant
relativement déformable. Donc, l'accommodation consiste à modifier la courbure
du cristallin. Pour être en mesure de recréer la vision
binoculaire (stéréoscopique) par des moyens artificiels, il est nécessaire de
toujours garder les observations précédentes à l'esprit. Comment peut-on générer
deux images qui auront une apparence volumique? La réponse réside en partie
dans la figure 2. Soit une scène réelle. Par exemple, une boite se situant à
deux mètres d'un observateur. Le plan image où seront situés les deux images
stéréoscopiques est à 1 mètre de l'observateur. Quelle sera l'apparence des
deux images recréant la scène et quelle doit être la séparation entre les
deux en millimètres? Premièrement, il doit y avoir une rotation
entre les deux images. Cette rotation dépend évidemment de la distance
inter-pupille (anglais: IPD ) de l'observateur et la distance entre celui-ci et
l'objet. Deuxièmement, les deux images doivent être placées de façon à
suivre le chemin de vision de chaque oeil. Donc, plus le plan image est proche
de l'observateur, plus la séparation tend vers approximativement 69 mm. Pour
ajuster la séparation, peu importe le point de référence sur l'image, du
moment que le point correspondant est utilisé sur l'autre image. Ici, le centre
du cube est utilisé arbitrairement.
Figure 3 Calculs: thêta = tan -1 (0.0345 mètre/2 mètres) =
0.988 degrés angle entre les deux images = 2 x 0.988 degrés
= 1.98 degrés dx = tan (0.988 degrés) x 1 mètre = 17.2
millimètres séparation = 2 * dx = 34.5 mm (note: la séparation
est toujours comprise entre 0 et la distance inter-pupille, environ 69 mm pour
la plupart des gens) Il est à noter que la représentation oeil
gauche/droit en bas de la figure 3 ne représente pas les valeurs numériques
ci-haut calculées. Elle ne sert qu'à donner une idée de l'apparence visuelle
perçue.
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