L'immersion dans les jeux avec 3D Vision et Eyefinity

Stéréoscopie

Nous sommes capables de voir en relief grâce à plusieurs facteurs : l'accommodation, la parallaxe, la perspective géométrique, la convergence et la disparité binoculaire. Les trois premiers facteurs nous permettent de voir en relief avec un seul œil alors que les deux derniers profitent de nos deux yeux.

Dans les jeux vidéo, la perspective géométrique est à la base du rendu 3D et nous permet d'évaluer la distance à laquelle se situent les objets de la scène. L'accommodation, soit l'adaptation de la profondeur de champ sur laquelle la vision est nette est, elle, plutôt utilisée dans les films. Elle se retrouve également dans les jeux vidéo depuis quelques temps sous forme d'un filtre de post processing. Son utilisation est cependant fixe et ne dépend pas de là où le joueur veut focaliser sa vision ce qui la rend avant tout utile dans les situations où le joueur est passif plutôt que dans celles où il est actif auquel cas elle peut même devenir un élément inconfortable dans le rendu.


La disparité binoculaire est le facteur auquel nous nous référons lorsque nous parlons de vision stéréoscopique ou vision 3D d'une manière simplifiée. Il est question de reproduire la vue distincte de chaque œil pour permettre à notre cerveau de mieux apprécier le relief. La technique est applicable autant dans les situations où l'utilisateur est passif qu'actif. Dans ce dernier cas cependant elle demande un temps d'adaptation plus important, probablement parce que nous avons alors des réflexes au niveau de la convergence et de l'accommodation, lorsque notre regard se pose sur une partie de l'image, qui sont incompatibles avec la stéréoscopie sur un écran. Ce temps d'adaptation est différent selon les personnes et les méthodes employées, mais il est relativement court avec les technologies modernes.

Reste selon nous un côté très frustrant de la vision en 3D : l'absence de parallaxe. Ce phénomène nous permet d'analyser la scène en prenant en compte les différences dans ce que nous voyons en bougeant les yeux ou la tête. Dans un jeu vidéo ou dans un film l'image ne changera pas, quelle que soit votre position. Nous ne pouvons pas pencher la tête pour regarder derrière un mur (au mieux nous apercevrons le câblage de l'écran) or plus nous sommes plongés dans une vision 3D plus nous avons naturellement envie de le faire. La solution ultime à ce problème est de placer les écrans directement devant les yeux. De telles solutions existent mais il manque encore un support logiciel abouti, des petits écrans en haute résolution etc. pour que nous puissions réellement nous plonger dans une réalité virtuelle.

A l'heure actuelle il faut donc se contenter de l'apport de la disparité binoculaire par la stéréoscopie. De nombreuses solutions existent et reposent toutes sur une même base : la production d'une image pour l'œil gauche et d'une image pour l'œil droit. Elles différent au niveau de la transmission de ces images vers nos yeux. La méthode la plus simple consiste à loucher pour que notre cerveau interprète les 2 images comme étant la même vue. Certains y arrivent rapidement, d'autres finissent hypnotisés par leur PC sans avoir aperçu le moindre relief.


Toujours sans lunettes, l'alioscopie consiste à diffuser sur un même écran plusieurs points de vue d'une même image avec un jeu de lentilles pour donner une direction légèrement diffèrente à chacune. Cela permet à chaque œil d'en capter une différente et donc de voir en 3D. Le problème est la résolution fortement réduite (par le nombre de points de vue différents, il en faut 4, 8 voire plus) mais également le fait que seules certaines combinaisons angle/distance affichent un résultat optimal. Une solution qui aujourd'hui est donc de très basse qualité et n'a de réel intérêt que pour attirer l'œil dans un supermarché ou sur un panneau publicitaire.

Restent donc les solutions à base de lunettes. Les plus connues sont les lunettes à anaglyphes rouges et cyans. Les 2 points de vue de l'image se voient appliqué un filtre de couleur et sont ensuite mélangés. Les lunettes rouge/cyan permettent de reconstituer les 2 vues. La qualité est relativement faible puisque les couleurs sont appauvries par les filtres et que les composantes rouges et bleues sont clairement visibles par endroits. En contrepartie la technique permet d'imprimer des images stéréo.


Heureusement des techniques plus évoluées existent. C'est le cas de la polarisation. Les images destinées à l'œil gauche et à l'œil droit sont affichées avec une polarisation différente et des lunettes équipées de filtres polarisants adaptés permettent que seule la bonne image soit visible pour chaque œil. Une solution très efficace et qui a l'avantage de reposer sur des lunettes relativement simples. Par contre afficher 2 images polarisées sur un même écran est plus compliqué. Deux solutions existent actuellement. L'une, utilisée par les écrans 3D Zalman, consiste à changer la polarisation une ligne sur deux. Un entrelacement qui divise la résolution effective de moitié. L'autre solution, proposée sur les écrans iZ3D est plus complexe. Elle repose sur une double matrice LCD. En mode 3D, la matrice du fond va afficher l'addition des images gauches et droites avec une polarisation fixe. La seconde matrice va appliquer une modification de la polarisation pour contrôler la quantité de la lumière qui va arriver à chaque œil. L'avantage est de ne pas réduire la résolution. Par contre la seconde matrice travaille sur des pixels complets et non sur des sous-pixels, ce qui veut dire qu'il est possible qu'un pixel pour l'œil gauche soit plus clair/foncé que le même pixel pour l'œil droit, mais pas d'une couleur différente. Les couleurs vont donc baver quelque peu autour des objets. Nous n'avons pas pu essayer cette technologie et donc observer à quel point ce phénomène est gênant ou pas. Les lunettes polarisées, relativement bon marché, représentent également une solution très bien adaptée au cinéma puisqu'il « suffit » alors d'utiliser un projecteur très rapide avec une alternance dans la polarisation. Par rapport au large public, le coût doublé du matériel de projection est facilement amorti.

La dernière technique à base de lunette est l'obturation. Chaque verre des lunettes est en réalité une petite matrice LCD dont les éléments peuvent s'ouvrir ou se fermer pour laisser passer la lumière ou pas. L'écran va afficher successivement les images destinées à l'œil gauche et à l'œil droit, les lunettes se chargeant de masquer les images que chaque œil ne doit pas voir. Si la succession des images gauche/droite se fait suffisamment rapidement et que l'obturation des lunettes est parfaitement synchronisée avec l'écran, nous n'y voyons que du feu et avons l'impression d'un affichage continu différent pour chaque œil. La technique n'est pas nouvelle et est utilisée depuis de nombreuses années, sans jamais avoir décollé. Il faut dire également qu'au départ les lunettes à obturation étaient proposées avec un fil pour les alimenter et les synchroniser à l'écran. Une petite batterie et une synchronisation sans fil a permis de les rendre plus sympathiques. Cependant la solution a alors un coût important, incompatible avec le cinéma. Par contre elle n'a pas besoin d'une technique d'affichage spéciale, il suffit que l'écran puisse afficher un nombre élevé d'images par seconde. C'était le cas avec les écrans à tube, mais plus avec les LCD limités à 60 Hz qui ont donc poussé cette technique au repos forcé.