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TRAVAIL PERSONNEL ENCADRE TPE 2013 - 1S1

La 3D, est-elle toujours en voie de progression ? Kenza EL BOUSSARGHINI Camille GUILLAUME


La 3D SOMMAIRE ;

La 3D, est elle toujours en voie de progression ? LA 3D TRES PRESENTE DANS NOS DISTRACTIONS

LA 3D TRES PRESENTE DANS NOTRE VIE PROFESSIONNELLE

LA 3D TOUJOURS PLUS PERFORMANTE DANS NOTRE FUTUR

CONCLUSION

BIBLIO-SITOGRAPHIE

Histoire de la 3D Depuis l'Antiquité, les hommes ont conscience du relief. Alexandrie Ptolémée étudie la réfraction. Il élabore expérimentalement les lois de la réflexion et introduit la notion d'axe visuel, autour duquel la vision se concentre. Cinq siècles plus tard, Galien, en disséquant l'œil, étudie l'existence des nerfs entre l'œil et le cerveau. Il étudie également le phénomène de la vision en relief. Ibn AlHaytham montre que les rayons lumineux se dirigent en ligne droite de l'objet vers l'œil et non le contraire. Il observe également les phénomènes de réfraction et diffraction de la lumière. En 1838, Charles Wheatstone fait breveter son "stéréoscope" pour observer les dessins en relief. David Brewster réalise le stéréoscope à prisme en 1849. C'est en 1896 que Berthier met au point des dispositifs permettant d'obtenir l'impression de relief soit par vision directe soit par projection sur un écran stéréoscope. M. Allio commercialise ensuite des écrans auto stéréoscopiques.


La 3D présente dans nos distractions La France compte 5465 salles de cinéma,

La 3D dans le cinéma puis à la télévision Le cinéma ...

selon les derniers chiffres de la FNCF. Sur ce total, 3650 salles ont été numérisées et 2368 écrans sont équipés pour la 3D, soit 65% du parc numérique.

« les nazis avaient des décennies d’avance sur Hollywood dans le développement d’une technique popularisée dans les années 50 et qui connaît aujourd’hui une renaissance internationale».

Au fil des années, les films 3D remplacent les films 2D ...

C’est en 1898 que William Friese-Greene dépose un brevet pour un processus de réalisation de films en 3D. Avant les années 1920, c’est l’apparition de tous les composants technologiques nécessaires à la diffusion d’un film en 3D. En1922, ‘The Power of Love’ est le tout premier film utilisant la projection "dual-strip" et des lunettes. C’est dans les années 1950 que le cinéma en 3D connaît son âge d’or, marqué par la première réalisation stéréoscopique en couleur. Ensuite on assiste à deux grandes vagues de productions en 3D. La technologie est disponible à un plus grand public. Enfin, c’est dans les années 2000 que les films 3D marquent les esprits avec ‘Chicken Little’, premier film 3D entièrement numérique, et ‘Avatar’ de James Cameron, le film le plus rentable de toute l’histoire du cinéma.


Source : xboxgen.fr "La 3D, c'est comme le passage du noir et blanc à la couleur", déclarait James Cameron à l'époque. Avatar a rapporté 2 milliards de dollars

La télévision ... La télévision est un objet présent dans nos occupations de tous les jours. La télévision en 3D, nous permet de regarder nos émissions, nos retransmissions sportives, nos films et nos reportages en 3 dimensions, c'est-à-dire de donner un effet de réalité à ce que nous regardons. Il s'agit d'un effet stéréoscopique donnant l'illusion aux spectateurs d'une dimension de profondeur en plus de la hauteur et de la largeur, ce qui donne un effet de relief.


La 3D arrive dans nos téléviseurs de 3 façons. Tout d’abord, grâce aux convertisseurs 2D vers 3D qui sont avantageux quand il s’agit de jeux vidéos ou de films d’animation numérique. On obtient une bonne impression de relief dans les gros plans et les travelling lents. Cependant, quand il s’agit de plans larges ou d’images mobiles cela peut provoquer des maux de têtes. La qualité est donc variable sur les films classiques d’une scène à l’autre. On passe ensuite à la 3D side by side (côte à côte). Il s’agit de mettre à côté deux images identiques. L’œil gauche ne verra que l’image gauche et vice versa pour le droit. Nous sommes dans le domaine de la 3D active (avec lunette). Il y a ensuite les lecteurs Blu-ray , qui sont bien plus performants mais plus coûteux.

Et dans plein d’autres distractions encore ...

La perception du relief, la 3D stéréoscopique Qu’est-ce que la vision stéréoscopique ? Nous sommes capables de voir ce qui nous entoure en relief parce que nous disposons de deux yeux, écartés d’environ 6 cm, on ne voit donc pas la même chose si on ferme un œil puis l’autre. Chaque œil perçoit une représentation différente d’un même objet et c’est la combinaison, faite par notre cerveau, de ces deux images qui nous permet de percevoir le relief.


Grâce à l’anaglyphe :

Rouge et cyan deux couleurs complémentaires.

http://www.youtube.com/watch?v=Lny87Zp-rmg


Grâce à la projection polarisée (3D active) :

Source : troisdimension.e-monsite.com

Grâce à la projection alternée (3D passive) :

Source : effet3d.free.fr Projection d’une image de la caméra gauche, puis droite, puis gauche, puis droite …


La 3D présente dans notre vie professionnelle La 3D dans l’imprimante L’imprimerie est née au milieu du XVème siècle avec Gutenberg. La technologie utilisée pour passer d’une imprimante classique à une imprimante 3D est le principe de la stéréo lithographie. Ce procédé fut inventé dans les années 80 aux ÉtatsUnis. Ceci consiste à fabriquer des objets solides à partir d’un modèle numérique.

1ère étape : construire ses pièces en 3D sur un logiciel ou télécharger directement la maquette

3ème étape : l’imprimante superpose différentes couches de plastiques qui ont fusionnée.

2ème étape : lancer l’impression.


Avantages • Précision d’impression au 1/10 millimètre • Moins de matériaux gaspillés • On peut customiser ses objets

• On peut imprimer des objets en plusieurs parties

Limites • Objets sont en plastique pour une imprimante plus accessible au grand public. • Prix variant de 400 à un millier d’euros pour une imprimante de très bonne qualité • Objets en plastique car la fusion est de 130° C contre 1000°C pour les métaux. • Taille de l’objet limité • « Même quand un modèle a l’air parfait sur votre ordinateur, sa représentation physique après impression 3D pourrait ne pas être en bon état et il se briserait tout simplement », Ondrej Stava,

Chaque matériel a un point de fusion. Les polymères ou corps plastiques fusionnent à une température entre 125 ° C et 325 °C. La fusion est le passage d’un état solide à un état liquide grâce à la réunification de deux noyaux légers qui s’associent pour former un noyau plus lourd. Cette réaction est nucléaire, elle est provoquée par l’homme. Ici, c’est la température qui le permet. Le plastique est soit du PLA (polymère d’acide lactique), plastique transparent biodégradable à base d’amidon, ou de l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène), polymère thermoplastique pour des produits rigides, légers, moulés, qui résistent aux chocs, comme les legos.

La 3D dans la publicité La 3D devient même un atout majeur dans le commerce. De nombreuses entreprises s’en servent dans leur publicité. Pour cela il faut que le client potentiel possède une Webcam, et n’a plus qu’à aller sur le site de l’entreprise pour tester le site virtuellement. http://www.ray-ban.com/france/science/virtual-mirror


La 3D toujours plus performante dans notre futur ? Les lunettes ont pour inconvénient d’être coûteuses et un peu gênantes, quelques fois fragiles et qui doivent être rechargées ou pire qui fonctionnent à piles. Des recherches ont donc été effectuées afin de pouvoir observer une image 3D sans lunettes. Il existe plusieurs sortes de 3D sans lunettes, en voici trois :

L’auto stéréoscopie à barrière parallaxe Prenons deux images, une de gauche et une de droite légèrement décalées. Il faut découper ces deux images en tranches égales et les entrelacer comme sur ce schéma :

http://3d-bmb.e-monsite.com/pages/ii-procedes/page.html

Cependant l’image formée est étrange. Pour y remédier, une barrière de traits opaques parallèles cache l’image qui n’est pas destinée à l’œil, elle filtre donc l’image envoyée dans chaque œil, (cf schéma récapitulatif) Cela nécessite donc une place bien précise pour pouvoir voir l’image en 3D. De plus, cette méthode n’est efficace que sur les petits écrans comme les Nintendos.


L’auto-stéréoscopie avec réseau lenticulaire Cette autre méthode sert donc à créer la même impression sur un écran plus grand et avec une mobilité plus importante. Principe : Sur l’écran, deux images (une pour l’œil droit et une pour le gauche) sont affichées en même temps en Line By Line. Mais contrairement à la 3D avec lunettes, l’œil droit n’observe que l’image filmée à droite grâce aux lentilles incurvées qui dirigent l’image dans une direction bien précise, et vice versa pour l’œil gauche. Ainsi deux informations différentes sont envoyées au cerveau lui offrant deux points de vue légèrement décalés d’une image, et par ce fait, le cerveau restitue une image en relief. Le réseau lenticulaire (composé de plusieurs lentilles) est situé devant l’écran de telle façon que la position de la personne soit primordiale pour pouvoir voir en 3D. On ne peut pas se placer n’importe où. Cependant la résolution est inférieure. En effet chaque lentille couvre 8 sous pixels dans le cas d’un écran auto stéréoscopique à 8 points de vue, l’écran va donc perdre 8 fois sa résolution initiale.

http://3d-bmb.e-monsite.com/pages/ii-procedes/page.html


L’hologramme : L’holographie est une technique très complexe, c’est pour cela qu’elle reste peu utilisée. Un hologramme consiste à recréer dans notre environnement une image virtuelle aux allures réelles mais sans les propriétés physiques de l’objet qu’elle vise à imiter. La réalisation de l’hologramme passe par deux étapes : l’enregistrement et la lecture. En ce qui concerne l’enregistrement, c’est un laser qui va « scanner » l’objet, c'est-à-dire qu’il va délimiter cet objet dans l’espace. L’image numérique obtenue est stockée sur ordinateur, puis on « grave » l’image 3D sur un polymère. Pour la lecture, on éclaire par-dessous le polymère qui va ainsi diffuser cette image sous tous ses angles, autrement dit en 3D. De par sa complexité, nous n’avons pas réussi à recréer un hologramme. C’est pourquoi nous avons pris cette photo.


Conclusion : La 3D est née depuis plus longtemps qu’on ne le pense (2de guerre mondiale) et a parcouru un long chemin. Elle a commencé à faire parler d’elle en 1950 après la sortie de « The power of love » et a fait grand bruit à la sortie de films tel que Avatar. Depuis, elle s’impose de plus en plus dans notre vie quotidienne, que ce soit dans la vie professionnelle ou dans nos distractions. Elle a subi de nombreuses améliorations toujours plus performantes. Nous ne somme donc pas près de la voir disparaître. Mais jusqu’où cela ira-t-il ? Dans nos lycées ? Nos bouquins ? Les futurs TPE des prochaines générations seront peut-être présentés eux, en 3 dimensions.


Biblio-sitographie :

LASCAR Olivier, « Imprimez en 3D », Science & Vie Junior n°224, mai 2008, P. 58/59/60/61. C|NET France, La 3D, comment ça marche ? [consulté le 11/01/2013] sur le site http://www.cnetfrance.fr/produits/principe-tv-3d-anaglyphe-passif-actif-39751092.htm

IUT de Nice, Effet 3D [consulté le 11/01/2013] sur le site http://ww.effet3d.free.fr CES 2013 : des TV OLED, 4K, 3D et connectées [consulté le 01/02/2013] sur le site http://www.01net.com/editorial/583347/ces-2013-des-tv-oled-4k-3d-et-connectees/ HD FEVER, L’autostéréoscopie ou la 3D sans lunettes, retour sur LA nouvelle technologie du CES 2011[consulté le 01/02/2012] sur le site http://www.hdfever.fr/2011/02/04/ lautostereoscopie-ou-la-3d-sans-lunettes-retour-sur-la-nouvelle-technologie-du-ces2011/ LCD-COMPARE, TV LCD 3D et PLASMA 3D Ready - LCD Compare, [consulté le 28/01/2013] sur le site http://www.lcd-compare.com/tv-3d-news-41.htm

TV-3D, Etude de marché, [consulté le 21/01/2013] sur le site http://www.tv-3d.fr/ component/option,com_jootags/tag,etude%20de%20march%C3%A9%20tv%203d/

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La 3D est elle toujours en voie de progression ?